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摘要：在泵站实际工作过程中，因受到安装精度、自身性能、外界干扰等多种因素的影响，大型水泵机组容易发生故障问题，从而影响机组整体运行的稳定性和安全性。本文主要探讨了大型水泵机组故障特点，并对其原因进行了一定分析，旨在为提升泵站运行管理效率与水平，提供一定参考。
关键词：大型水泵机组；故障特点；故障原因
大型水电站建设过程中，需要引入一定量的机电设备，大型水泵机组便是其中之一。大型水泵机组具有重量大、体积大、安装精度要求高等特点，其正常运行是大中型泵站长期、稳定发挥作用的重要保障。离心式水泵以其结构简单、使用维修方便、效率高，而成为水利工程中应用最为广泛的一种水泵。然而，在实际运行过程中，因受到安装精度、自身性能、外界干扰等影响，容易发生故障。一旦大型机组发生故障，将可能会影响到机组运行的整体可靠性，因此，有必要在日常的管理工作中，有针对性的研究常见故障，明确大型水泵机组故障特点、主要故障形式及原因，从而有针对性地排除故障，缩短维修时间，提高维修质量，保证泵站功能的发挥。
一、大型水泵机组故障特点
大型泵站抗旱、排涝、调水功能能否正常发挥，关系到人民生命财产的安全。水泵机组一旦在抢险排涝的关键时刻出现故障，如果得不到及时、快速准确的检测、诊断和维修，抽水流量不能得到保证，将造成巨大的经济损失和社会负面影响。对于梯级泵站，如果某一级泵站水泵机组出现故障，将影响到其他梯级泵站乃至整个调水工程的正常运行。因此，大型水泵机组故障的后果严重，影响面广，必须要对故障分析和检修高度重视。大型水泵机组故障具有如下特点：
第一，影响大。大型水泵机组故障会导致比较严重的后果，而且影响面比较广，危害比较严重；
第二，原因复杂。1、机械方面，磨损、腐蚀、疲劳、老化、汽蚀等失效形式，机组部件材料的性能、安装质量和运行条件，以及转子不平衡、不对中，部件的润滑和密封等等，都可能是导致水泵机组及其关键部件故障的原因。机械故障还具有潜在性、渐发性、耗损性、模糊性和多样性等特性。2、电气方面，泵站电气设备众多，电流、电压过高或过低，会引起电动机的发热，严重时会烧损电机。三相电压的不平衡和三相阻抗的不同，都会产生三相电流不平衡，严重时可能立即烧毁电动机。3、水力方面，主要是导致机组过载和水力振动。上下游水位超出设计水位有可能导致机组过载。水力振动原因有：汽蚀引起的压力脉动；非设计工况流速不均匀引起的振动，特别是脱流漩涡引起的振动；水泵起动过渡过程引起的振动。4、管理方面，水泵机组的日常维护和保养不当，管理人员不按规程操作等都会引起机组故障甚至事故。
第三，隐蔽性强。大型水泵机组故障的隐蔽性强主要有两个方面原因：（1）正常情况下，无法进入机组内部进行检查，也难以对机组解体进行查看；（2）对于排涝泵站，只有在汛期才开机抽水，抽水时间仅1～ 3个月，调水泵站虽然一年开机时间有5000～6000h，也有3～4个月时间停机。故障特征通常在机组运行时才表现出来，在停机状态下，难以发现故障的存在。
第四，数据收集难。大型水泵机组都是根据特定泵站结构形式和运行工况条件设计的，生产数量少、机组造价高，同型号机组的数量少，故障类比性差、故障数据收集难度大。机组开机政策性强，故障数据主要是依靠平时泵站管理中的记录。由于故障现场环境复杂，维修强度大，维修周期长，各泵站技术力量和管理水平存在差异等诸多因素，使得故障处理数据收集难度大。
第五，故障率确定难。水泵机组母体变化，故障率难以确定。大型水泵机组使用期限长，一般长达几十年，需要经过多次维修，虽然机组的整体机构没有改变，但是其各部件，特别是易磨、易损部件，已被全部或部分更换，且维修安装的技術条件、维修质量也在不断变化，且机组维修周期通常都比较长。因此发生故障的母体是变化的，再由于机械系统零部件的材料、加工工艺、负荷、功能等方面存在差异，故障模式千变万化，故障率的确定就缺少了相同的发生条件，难以准确统计出大型水泵机组的故障率分布规律。一般将大修之后的机组作“修复如新”的假设，即相邻故障时间独立同分布，按照原来维修周期对其进行大修。
二、大型水泵机组主要故障及产生原因
大型水泵机组由多个零部件组成，每个零部件都有其具体的功能，也都有可能发生故障。其中大部分零部件的故障对水泵机组的运行没有直接影响，但某些关键部件的故障会直接导致机组无法运行，甚至危及安全。对于大型水泵机组的故障分析和维修性设计、评价和改善，只需针对比较少的一部分部件及机构即可，因为这些部件及机构故障的发生会影响泵站的正常和安全运行。
（一）水泵导轴承故障
水泵导轴承主要分为油润滑轴承和水润滑轴承两大类，油润滑轴承由于其结构的复杂性，油自循环系统和下部水封装置极易发生故障，从而导致导轴承润滑不足和密封失效引起大量漏水的状况发生；水润滑轴承结构相对比较简单，但其承载力低，寿命也短，对水润滑轴承损坏的原因有：轴承材料承载能力低、径向荷载超过轴承的承载能力以及由于河水中硬质沙粒嵌入轴承材料中所引起的循环磨损等，例如在浙江盐官泵站应用斜轴流泵工作时，其首次使用的水导轴承材料应用的是B52塑料王材料，四台机组在安装后运行了40h左右，整个水导轴瓦及泵轴轴颈就均已磨损，然后就改为F102材料，但也只运行了400多h，后来在大浦河工程改为油润滑的巴氏合金轴承，由此可见轴承材料选择的重要性。
（二）推力瓦烧损故障
推力瓦作为大型立式电机的关键部件，对电机正常工作和泵站功能的发挥有着重要的作用。推力瓦烧损的主要原因有：推力瓦荷载率偏大、推力瓦受力不均、冷却能力不足、镜板翘起、润滑油变质以及一些其他的运行管理和辅助系统故障方面的原因。
（三）水泵汽蚀故障
导致汽蚀破坏的因素有很多，主要有以下几方面：泵汽蚀性能差、进水流道设计不合理、运行偏离设计工况点以及泵站进口水位过低，除此以外，还有水泵制造与安装、过流部件材料及对被汽蚀的部分没有尽快进行修补等等因素。例如中华人民共和国成立以来第一次试制的大型泵站江都三站，其水泵气蚀情况就相当严重，气蚀孔洞都已经击穿了叶轮的外壳，在60、70年代，生产的水泵的叶片及叶轮外壳都是铸钢件，不抗气蚀，每次大修气蚀孔深度都达到15㎜以上，叶轮外壳的气蚀带宽约有10㎝以上，这都是水泵汽蚀故障造成的严重后果。大型水泵机组除了以上所述的故障外，还有很多其他容易出现的故障，比如由于电机绝缘老化引起的电机绕组故障、水泵轴颈磨损以及叶片调节机构故障等。
三、结语
综上所述，大型水泵机组故障具有影响大、原因复杂、隐蔽性强和故障率确定难等特点。在具体实践中，应借助设备当中各零件部位的外观检查来寻找缺陷，并及时予以修复，以消除设备潜在隐患，降低机电设备的安装维护成本，确保水泵机组能够安全且长效地运转。
参考文献：
[1]范光宁，王磊. 大中型水泵机组主要故障及检修[J]. 南方农机，2017，48（15）：96+98.
[2]高会明. 泵站设备故障分析与管理养护的要点分析[J]. 科技创新与应用，2017，（17）：189.
[3]车贵荣，钟文聪，李增贤，冯卫民. 景丰联围泵站机组状态监测与故障诊断[J]. 中国农村水利水电，2016，（06）：195-198.
关键词：大型水泵机组；故障特点；故障原因
大型水电站建设过程中，需要引入一定量的机电设备，大型水泵机组便是其中之一。大型水泵机组具有重量大、体积大、安装精度要求高等特点，其正常运行是大中型泵站长期、稳定发挥作用的重要保障。离心式水泵以其结构简单、使用维修方便、效率高，而成为水利工程中应用最为广泛的一种水泵。然而，在实际运行过程中，因受到安装精度、自身性能、外界干扰等影响，容易发生故障。一旦大型机组发生故障，将可能会影响到机组运行的整体可靠性，因此，有必要在日常的管理工作中，有针对性的研究常见故障，明确大型水泵机组故障特点、主要故障形式及原因，从而有针对性地排除故障，缩短维修时间，提高维修质量，保证泵站功能的发挥。
一、大型水泵机组故障特点
大型泵站抗旱、排涝、调水功能能否正常发挥，关系到人民生命财产的安全。水泵机组一旦在抢险排涝的关键时刻出现故障，如果得不到及时、快速准确的检测、诊断和维修，抽水流量不能得到保证，将造成巨大的经济损失和社会负面影响。对于梯级泵站，如果某一级泵站水泵机组出现故障，将影响到其他梯级泵站乃至整个调水工程的正常运行。因此，大型水泵机组故障的后果严重，影响面广，必须要对故障分析和检修高度重视。大型水泵机组故障具有如下特点：
第一，影响大。大型水泵机组故障会导致比较严重的后果，而且影响面比较广，危害比较严重；
第二，原因复杂。1、机械方面，磨损、腐蚀、疲劳、老化、汽蚀等失效形式，机组部件材料的性能、安装质量和运行条件，以及转子不平衡、不对中，部件的润滑和密封等等，都可能是导致水泵机组及其关键部件故障的原因。机械故障还具有潜在性、渐发性、耗损性、模糊性和多样性等特性。2、电气方面，泵站电气设备众多，电流、电压过高或过低，会引起电动机的发热，严重时会烧损电机。三相电压的不平衡和三相阻抗的不同，都会产生三相电流不平衡，严重时可能立即烧毁电动机。3、水力方面，主要是导致机组过载和水力振动。上下游水位超出设计水位有可能导致机组过载。水力振动原因有：汽蚀引起的压力脉动；非设计工况流速不均匀引起的振动，特别是脱流漩涡引起的振动；水泵起动过渡过程引起的振动。4、管理方面，水泵机组的日常维护和保养不当，管理人员不按规程操作等都会引起机组故障甚至事故。
第三，隐蔽性强。大型水泵机组故障的隐蔽性强主要有两个方面原因：（1）正常情况下，无法进入机组内部进行检查，也难以对机组解体进行查看；（2）对于排涝泵站，只有在汛期才开机抽水，抽水时间仅1～ 3个月，调水泵站虽然一年开机时间有5000～6000h，也有3～4个月时间停机。故障特征通常在机组运行时才表现出来，在停机状态下，难以发现故障的存在。
第四，数据收集难。大型水泵机组都是根据特定泵站结构形式和运行工况条件设计的，生产数量少、机组造价高，同型号机组的数量少，故障类比性差、故障数据收集难度大。机组开机政策性强，故障数据主要是依靠平时泵站管理中的记录。由于故障现场环境复杂，维修强度大，维修周期长，各泵站技术力量和管理水平存在差异等诸多因素，使得故障处理数据收集难度大。
第五，故障率确定难。水泵机组母体变化，故障率难以确定。大型水泵机组使用期限长，一般长达几十年，需要经过多次维修，虽然机组的整体机构没有改变，但是其各部件，特别是易磨、易损部件，已被全部或部分更换，且维修安装的技術条件、维修质量也在不断变化，且机组维修周期通常都比较长。因此发生故障的母体是变化的，再由于机械系统零部件的材料、加工工艺、负荷、功能等方面存在差异，故障模式千变万化，故障率的确定就缺少了相同的发生条件，难以准确统计出大型水泵机组的故障率分布规律。一般将大修之后的机组作“修复如新”的假设，即相邻故障时间独立同分布，按照原来维修周期对其进行大修。
二、大型水泵机组主要故障及产生原因
大型水泵机组由多个零部件组成，每个零部件都有其具体的功能，也都有可能发生故障。其中大部分零部件的故障对水泵机组的运行没有直接影响，但某些关键部件的故障会直接导致机组无法运行，甚至危及安全。对于大型水泵机组的故障分析和维修性设计、评价和改善，只需针对比较少的一部分部件及机构即可，因为这些部件及机构故障的发生会影响泵站的正常和安全运行。
（一）水泵导轴承故障
水泵导轴承主要分为油润滑轴承和水润滑轴承两大类，油润滑轴承由于其结构的复杂性，油自循环系统和下部水封装置极易发生故障，从而导致导轴承润滑不足和密封失效引起大量漏水的状况发生；水润滑轴承结构相对比较简单，但其承载力低，寿命也短，对水润滑轴承损坏的原因有：轴承材料承载能力低、径向荷载超过轴承的承载能力以及由于河水中硬质沙粒嵌入轴承材料中所引起的循环磨损等，例如在浙江盐官泵站应用斜轴流泵工作时，其首次使用的水导轴承材料应用的是B52塑料王材料，四台机组在安装后运行了40h左右，整个水导轴瓦及泵轴轴颈就均已磨损，然后就改为F102材料，但也只运行了400多h，后来在大浦河工程改为油润滑的巴氏合金轴承，由此可见轴承材料选择的重要性。
（二）推力瓦烧损故障
推力瓦作为大型立式电机的关键部件，对电机正常工作和泵站功能的发挥有着重要的作用。推力瓦烧损的主要原因有：推力瓦荷载率偏大、推力瓦受力不均、冷却能力不足、镜板翘起、润滑油变质以及一些其他的运行管理和辅助系统故障方面的原因。
（三）水泵汽蚀故障
导致汽蚀破坏的因素有很多，主要有以下几方面：泵汽蚀性能差、进水流道设计不合理、运行偏离设计工况点以及泵站进口水位过低，除此以外，还有水泵制造与安装、过流部件材料及对被汽蚀的部分没有尽快进行修补等等因素。例如中华人民共和国成立以来第一次试制的大型泵站江都三站，其水泵气蚀情况就相当严重，气蚀孔洞都已经击穿了叶轮的外壳，在60、70年代，生产的水泵的叶片及叶轮外壳都是铸钢件，不抗气蚀，每次大修气蚀孔深度都达到15㎜以上，叶轮外壳的气蚀带宽约有10㎝以上，这都是水泵汽蚀故障造成的严重后果。大型水泵机组除了以上所述的故障外，还有很多其他容易出现的故障，比如由于电机绝缘老化引起的电机绕组故障、水泵轴颈磨损以及叶片调节机构故障等。
三、结语
综上所述，大型水泵机组故障具有影响大、原因复杂、隐蔽性强和故障率确定难等特点。在具体实践中，应借助设备当中各零件部位的外观检查来寻找缺陷，并及时予以修复，以消除设备潜在隐患，降低机电设备的安装维护成本，确保水泵机组能够安全且长效地运转。
参考文献：
[1]范光宁，王磊. 大中型水泵机组主要故障及检修[J]. 南方农机，2017，48（15）：96+98.
[2]高会明. 泵站设备故障分析与管理养护的要点分析[J]. 科技创新与应用，2017，（17）：189.
[3]车贵荣，钟文聪，李增贤，冯卫民. 景丰联围泵站机组状态监测与故障诊断[J]. 中国农村水利水电，2016，（06）：195-198.