中小型轴流泵超负荷运行的原因分析及改善措施

中小型轴流泵超负荷运行的原因分析及改善措施

戎 志 福
(江苏省 宝应 县农机局 225800)

摘要 根据中小型轴流泵站运行的实际情况，全面地分析了它们在运行时超负荷的原因及危害，提出了相应的防护及改造措施 ，可供中小型轴流泵站维修、改造时参考。

关键词 轴流泵 超负荷 泵站

轴流泵广泛应用于平原低洼地区的排涝和灌溉。其主要特点是扬程较低，出水量较大，操作使用方便。但如果规划设计不当，机泵配套不合理，施工安装不规范或使用环境恶劣，都有可能引起运行中的一系列故 障。其中最为常见的是轴流泵超负荷，它给泵站抗旱排涝的正常运作带来许多的不 良影响。

1 超负荷现象及其危害

所谓超负荷，是指轴流泵运行负荷已超出其允许最大负荷量，也即表现为运行电流已超出电动机的额定电流，使得电动机在超载状态下工作。其危害是当轴流泵长期超负荷运行时，会引起轴承损坏，泵轴有可能发生扭曲，水泵噪声变大，轴承座外侧烫手，润滑油熔化流失等。并引起 电流上升(超出电动机额定电流)，电动机温度升高 (超出容许温度)，有时电动机会发 出刺耳的尖叫声，如长时间在超高电流下工作还会烧毁电动机。
 
2 超负荷的原因及改善措施

(1)机泵配套不合理，小马拉大车，引起电动机超负荷。表现为配套动力小于水泵的需配动力，使电动机长期处在满载和超载状态下工作 。改造措施是：在换泵改造(水泵运行20年以上必须报废更新)的同时，淘汰老式小功率 电动机，更换新型高效电动机。

(2)水泵转速偏高或叶片角度偏大，从而引起轴流泵超负荷。这往往是用户片面地追求泵站的出水量。而忽视 了水泵最大的负荷量。因为某一泵站在泵 型确定的前提下，其配用动力、水泵转速 、叶片角度也已确定。在以后的维修管理当中，用户一般不能任意改变其水泵转速或叶片角度。如果任意调高转速(一般是更换大的电动机盘)或调大叶片角度，就会引起水泵性能变化 ，如水泵负荷增大，并引起电流升高，甚至超过额定电流。改进的办法是：在技术人员的指导下 ，根据当地的实际用扬程和需要流量，在机泵合理配套的前提下，对照水泵样中的有关图表 ，选择合适的水泵转速和叶片角度。

(3)进水池设计欠佳，进水流态紊乱，泵吸水量不足，并发生汽蚀等，从而引起轴流泵工作不稳定。轴流泵对进水流态的要求较高，尤其是高比转数 、特低扬程的轴流泵对进水流态的要求更高。

(4)进出水池或出水管路水力损失过大，也会引起机组超载，有时在改造泵站中会出现这些现象。如宝应县曹甸镇一座泵站，采用 600ZLB一100型泵更换原 20WZL一70型泵，而进出水池均未作改动，结果发现运行电流大于电动机额定电流。后分析原因发现，原来进出水池太小，且出水池布置不合理，水头雍高太大。又如宝应县小官镇范沟村一台 PVA50型泵改为500ZLBc一125型泵后，试泵时发现电流较大，排涝期间大约使用 40 h，电机 (JO型 6极 28 kW立式 电机)被烧毁，后经技术人员的现场勘察分析认为：出水管路太长，管路中水力损失太大，导致电流过高。这是因为：① PVA50型泵的额定扬程比500 BC一125型泵的额定扬 程高，所以使用旧泵时管路虽长，它不会超载 ；而新泵的额定扬程低 ，因管路损耗扬程大，所以提水总扬程偏大，功率消耗也大，已超出了水泵的允许荷载范围。②新泵的出水量 比旧泵大。因为管路水头损失与流量的平方成正比，所以改造后新泵因流量较 大也相应地加大了管路损失。改造措施是：缩短出水管道，减少弯头数，将原直管改为渐扩管出水，选用轻型拍门，并斜向 30°安装。

必须指出的是：如果水池和管路水头损失已降到最低限度，而常年平均提水净扬程比较高，使得提水总扬程偏高而引起电流过大，电动机超载时，要考虑更换较大的电动机，以适应较高扬程环境下正常运行的需要。
 
(5)泵站工作环境恶劣 ，易引起水泵负荷加大，电机超载 。
主要表现为 ：①叶轮上有杂物缠绕，阻力增大。②拦污栅前杂物堆积引起水泵吸水困难，使泵产生汽蚀。另外拦污栅前后水头落差太大，还会加大提水扬程 。③内河中混蚀污水及较多的小杂物加大了水的容重，增加了提水功率消耗。具体措施是 ：清除叶轮上的杂物；加固进水池入口处的拦污栅(栅距以 8～10cm为宜)，对杂物较多的河道，可在靠近泵站的河段上增设一道拦栅(栅距以 3—5 cm为宜)；及时打捞杂物，尤其要打捞塑料袋、橡胶废品、树枝、木块等杂物，以拦污栅前后没有明显水头落差为宜。

如果泵站常年抽排混蚀污水(容重大于 1 t／m3)而引起电流偏大，电机超载，则消极的措施是：适当调小叶片角度或降低水泵转速，从而降低电动机输出功率，达到降低电流、避免超载的目的。与此同时，也相应减少了提水流量。而积极的措施是：更换功率稍大的电动机，以适应水泵特殊工作环境的实际需要(如抽排城区污水等)。
 
(6)水泵运转部件出现质量或配合等问题 ，使得泵轴转动阻力矩加大，从而引起电动机超载。例如：水泵轴线不正，传动轴弯曲，轴承损坏，橡胶轴承过紧(俗称包轴)或过松 (橡胶磨损严重、脱落，会引起泵轴晃动)，叶片质量分布不平衡 (叶片松动引起叶片角度不一致或几只叶片重量偏差较大)，叶片过大，与水泵叶轮室内壁有碰擦现象(俗称卡壳)，圆螺母与泵轴联接松动，填料函填压过紧等，都有可能使水泵运行负荷加重，引起电流升高，电动机超载。

[作者简介 】 戎志福 。男。40岁。工程师
I收 稿 日期 ：2002—11—20)