中國泵業網對大型排污泵站故障原因分析，指出由于輸送介質中含有大量泥沙和各種纖維物體，使水泵磨損嚴重、堵塞嚴重、甚至燒毀電機;指出由于水泵長時間在低揚程、大流量工況下運行，產生汽蝕、振動、噪音、附加徑向力、水泵超功率等破壞。針對使用工況和運行工況，提出了改善解決措施確保泵站正常使用。 　　

? ? ? ?某污水提升泵站設計日排污水量19萬噸，提升泵型式為潛水排污泵，5用1備，共6臺套水泵并聯運行。其單臺排污泵流量Q=1620m3/h，揚程H=47.5m，轉速n=1450r/min，配套功率P=315kW，通過固體顆粒為125×110mm。水泵無故障連續運行1年后，陸續出現各種故障，每次維修后正常運行沒多久，又會出現新的故障，如此反反復復1年多，也沒有徹底解決問題，已經嚴重影響到泵站的正常排污，需要全面分析故障原因并徹底解決。 　　

1、故障描述 　　經拆解水泵、查看運行記錄、維修記錄及泵站現場實際，主要表現為： 　

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(1)耦合接口與泵體的聯接螺栓斷裂3根，耦合接口斷裂(見圖1)。 　　

(2)葉輪磨損嚴重，出現蜂巢狀坑點，甚至有的葉片已經穿孔，葉片缺失、失重非常嚴重(見圖2)。 　　

(3)葉輪輪轂有斷裂的情況，葉輪鎖緊螺母和葉輪有脫落的情況，與葉輪輪轂端面配合的主軸軸肩退刀槽處有斷裂的情況。 　　

(4)水泵上軸承損壞、更換多次。 　　

(5)電機多次燒毀，有掃膛痕跡和硬物劃傷痕跡。 　　

(6)多數情況下只有2臺水泵在并聯運行，偶爾運行3臺水泵，水泵運行時管路系統和水泵有振動的現象。 　　

(7)進水池泥沙含量很大，有時已經淹沒到水泵的泵體上邊緣，在拆解水泵時，發現葉輪內部已經纏繞很多塑料袋、廢紙等纖維狀物體，造成葉輪嚴重堵塞。 　　

2、故障原因分析 　　

(1)耦合接口聯接螺栓斷及耦合接口斷裂，主要原因有：

①聯接螺栓強度不符合要求;

②耦合接口材料及機械性能不符合設計要求;

③產生很大的徑向力或者振動，使聯接螺栓和耦合接口疲勞破壞而產生斷裂。 　　

(2)葉輪磨損及出現蜂巢狀坑點的主要原因有：

①輸送介質中含有大量的泥沙，在葉輪高速旋轉下產生機械磨損;

②水泵產生汽蝕破壞，致使葉輪在抽送液體的化學和電解作用下而產生磨蝕破壞。 　　

(3)葉輪脫落、主軸軸肩退刀槽處斷裂，主要原因有：

①葉輪鎖緊螺母松動，葉輪與主軸配合間隙過大，在運行過程中，特別是開停機過程中會造成機械破壞;

②主軸機械強度不達標，造成疲勞損壞;

③該處的退刀槽應力集中，從而造成疲勞損壞;

④水泵產生過大的附加徑向力，致使主軸疲勞損傷。 　

(4)上軸承多次損壞，主要原因有：

①軸承選擇偏小，不能滿足長期運行要求;

②產生過大的附加徑向力，致使軸承疲勞損壞，提前達到額定壽命期限。 　

(5)電機燒毀，有掃膛和劃傷現象產生的主要原因有：

①電機過載發熱;

②通風、散熱、冷卻效果差使電機發熱;

③電機轉子軸的強度、剛度差，產生過大擾度變形，從而出現掃膛等燒毀電機的現象;

④上軸承損壞后的軸承保持架等破損物落入電機腔內，致使電機出現劃傷等現象。 　　

(6)水泵及管路系統振動的主要原因有：

①管路系統固定不牢;

②水泵耦合系統耦合不好，有漏水現象，引起機組振動;

③水泵偏大流量運行，產生汽蝕破壞，同時伴隨很大的附加徑向力，使機組產生振動和噪音。 　　

(7)抽送的液體泥沙含量大和葉輪堵塞嚴重，直接后果是造成葉輪等過流部件磨損嚴重;比重過大，電機易超功率，提前進入疲勞期，使用壽命明顯降低。 　　

綜上所述，結合現場實際和各種理論計算分析，總結故障產生的原因主要有： 　　

(1)由于特殊情況致使泵站淤泥淤塞嚴重，導致機組設備不能正常可靠運行。 　　

(2)水泵按照5用1備進行設計，而實際只運行2～3臺水泵，系統裝置揚程損失小，水泵在低揚程、大流量下運行，會產生汽蝕、振動、噪音、附加徑向力、水泵超功率、電機發熱等破壞現象。 　　

(3)水泵轉速過高，一旦偏離設計工況運行，容易引起汽蝕，從而產生一系列汽蝕破壞。 　　

(4)水泵主軸在附加徑向力和應力集中的聯合作用下斷裂。 　　

(5)產生的附加徑向力，使上軸承提前達到壽命周期而損壞，在拆卸軸承的過程中，已經使主軸的形位公差超差，特別是擾度增大，使電機運行氣隙不均，進而破壞電機運行電磁場，影響電機各項性能，使之提前損壞。 　　

(6)上軸承座在電機腔側沒有設計軸承端蓋，使損壞的軸承保持架掉落入電機內腔，引起劃傷，甚至燒毀電機。 　　

3、解決措施 　　

(1)改善水泵的運行條件。對進水池、集水池、格柵井、沉沙井的淤泥進行清除，并且根據泥沙的含量情況進行定期或不定期清除。 　　

(2)增加一道格柵攔污裝置，盡可能攔截如廢紙、塑料袋、易拉罐等中小型垃圾，甚至清理如預制板、鋼筋、紅磚等建筑垃圾，為水泵的正常穩定運行提供必要的條件。 　　

(3)對水泵進行大修，注意校核、修正各尺寸，特別是形位尺寸，使之在設計的精度范圍內;對燒毀的電機重新嵌線、浸漆處理，保證絕緣性能等質量要求。 　　

(4)針對實際只有2～3臺水泵并聯運行的情況，如果近期排污量達不到19萬噸/天，建議選擇3臺流量、揚程合適該工況的潛水排污泵進行替換運行，以達到滿足使用要求、提高效率、節能的目的。如圖3所示，單臺水泵流量Q=2000m3/h，揚程H=39m，轉速n=980r/min，配套功率P=315kW。 　　

(5)如果依舊使用原水泵進行運行，如圖3所示，水泵會偏向大流量運行，極易發生汽蝕，可采用如下方法處理：

①通過水泵出口調節閥門把流量調小; 　　

②使用變頻調速裝置降低轉速運行;

③可適當車大葉輪進口，或把葉片進口去掉一部分;

④減薄葉片的進口邊(或打磨修尖葉片的進口邊);

⑤根據實際運行的流量、揚程參數，重新設計葉輪替換原葉輪，同時使用耐汽蝕的材料，如選用硬質合金系列(13Cr鋼)。 　　

4、本文列舉了故障產生的可能因素，根據實際情況找到了產生故障的原因，確定了解決辦法，可為解決類似問題提供經驗。