污水处理厂潜水泵的结构及故障分析

污水处理厂潜 水泵的结构及故障 分析

冯万久

宁波北仑岩东水务有限公司 浙江省宁波市 315800

摘要：对于各污水处理厂处理系统来说，水泵就是关键设备之一，直接决定了污水处理系统能否顺利运行。文中介绍了潜水泵的结构及保护系统。水泵的主要故障型式及维修分析。潜水泵设备的巡检及管理

关键词：潜水泵的结构；保护系统；故障分析

引言

近年来对于各污水处理厂处理系统来说，水泵就是关键设备之一，直接决定了污水处理系统能否顺利运行。污水处理厂的工作任务十分繁重，无论是处理量还是处理难度都与日俱增，特别是随着城市化进程的加快，也为污水处理工作造成了压力。在污水处理系统的机械设备中，水泵便是其中一个重要的环节，必须要注重污水处理中水泵的维修及管理，使水泵时刻都能够在健康稳定的状态下运行。潜水泵是泵类中重要且较复杂的设备。

1、潜水泵的结构及保护系统

1.1潜水泵的结构

潜水泵的结构见图1。

图1 潜水泵的结构

一般潜水泵采用两道机械密封，即泵体与油室、油室与电机之间设置两道密封。最常用的密封有O型密封及机械密封。O型密封常用在不太重要的场合。机械密封亦称端面密封，其有一对垂直于旋转轴线的端面,该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用，依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合，并相对滑动，从而防止流体泄漏。

1.2潜水泵的保护系统

1）过载保护：又称过流保护。采用电流取样，具有反时限特性；当泵电机电流出现过载时，同时“过载”灯亮，泵停止运行。

2）缺相保护。此保护方式是根据缺相对主回路电流的变化来实现，也是采用电流取样，当主回路缺任一相时，瞬时动作“缺相”灯亮，泵停止运行。

3）短路保护。这种保护方式主要是当主电路出现短路故障时，通过控制柜中的断路器或快速熔断器来实现的。

4）泄漏保护：其传感器安装于泵电机下部的集漏容器中，是一常开型的开关量，当电机腔中有水漏入时，其开关闭合，水泵停止运行，“泄漏”灯亮。

此保护潜水泵都具有。

5）湿度指示：该传感器主要安装于泵下部的油室内，是一电阻型信号，其主要是检测油室中是否有水渗入，纯净的油的阻值大于几百兆欧，当油室中有水渗入时，电阻值会变小，当阻值≤30kΩ时，“湿度”灯亮。

6）浸水保护：其传感器安装于水泵上部的接线腔内，是一常开型的开关量，主要是检测上接线腔的密封及因电缆破损而引起的水泵上部浸水，当接线盒内有水渗入时，其开关闭合，水泵停止运行，“浸水”灯亮。

7）超温和轴温保护。这两种保护有两种方式。

a. 开关型。这种方式保护简单，成本较低。超温保护：这种保护是在电机的三相绕组中分别装一只双金属片式的常闭型的热敏开关，对于B级绝缘，当绕组温度超过100±5°C ，对于F级绝缘，当绕组温度超过135±5°C时，其开关由闭合转变成断开，泵停止运行，超温灯亮。轴温保护：这种保护主要是安装在水泵的轴承座内，也是一种双金属型片式的常闭型热敏开关，当轴承温度超过75±5°C开关断开，泵停止运行，“轴温”灯亮。此保护主要是110kW以上水泵具有。所有水泵故障信号开关触点容量为50V、500mA。

b. 金属铂电阻型。这种保护方式主要是根据铂电阻的阻值随温度而变化的性质来实现，并与显示仪表相配合而测定温度。用这种方式测温具有测量准确度高、显示直观、输出的电信号易于实现远距离传输等特点。金属铂电阻有两种类型：

①负温度系数：铂电阻的阻值随温度的升高而降低；②正温度系数：铂电阻的阻值随温度的升高而升高。主要采用正温度系数这种电阻。

2、水泵的主要故障型式及维修分析

据对本公司所辖区（下辖五座污水处理厂及二十座雨、污水泵站）水泵的故障进行统计，主要有以下几种情况。

2.1泵杂音大，振动大。在排除水泵叶轮堵塞的前提下，检查轴承情况是否运转灵活，间隙是否过大，否则需更换新的轴承。

2.2水泵故障指示泄漏，电机保护。主要原因可能是机械密封泄漏导致，触发泄漏保护传感器输出信号，使电机保护。机械密封渗漏的比例占全部维修泵的50 %以上，机械密封的运行好坏直接影响到水泵的正常运行。

2.3受长期电磁波干扰影响，发生电机线圈击穿引起故障。如岩东污水处理厂进水泵房的6台160kW潜水泵，变频起动，均先后发生过水泵运行中过电流报警，吊上检查发现电机接地故障现象。设备返厂后经拆解检查：

1）发现电机转子绕组有明显的磨损现象，见图2；

2）发现电机定子绕组因磨擦引起破损，致电机线圈短路，见图3；

图2电机转子绕组有明显的磨损现象 图3电机定子绕组因磨擦引起破损

3）水泵的上轴承座内孔直径扩大了1.25mm，引起轴承运转时轴承外圈旋转发热磨损及磨损加剧，影响转子发生偏心与电机定子线圈进行磨损，产生电机线路短路。

4）维修方案

a、釆用纳米颗粒复合电刷镀技术，修复上轴承端孔径尺寸；

b、对电机转子磨损部分进行修复；

c、对电机定子绕组进行重新绕线，并釆用专用变频调速线圈，使电机的抗高频脉冲及耐热性能均有大幅度提高；

d、更换上轴承；

e、加装交流电磁干扰滤波器。

2.4采用变频器起动的水泵，其配置的变频器规格应该比相应电机选用的变频器考虑增加一个功率段。潜水泵的额定电流，就比普通电机的额定电流大。

3、加强潜水泵设备的巡检及管理

3.1潜水泵的日常巡检主要采集记录水泵的电流、功率、轴承温度、流量、扬程、振动情况等数值，是否符合要求范围内。

3.2定期拉潜水泵上来进行检查叶轮的情况及油室内油面、油质、传感器等情况是否正常。

3.3应仔细检查潜水排污泵电缆有无破损造成漏电事故，确认完好后应用电阻表检查潜水泵电机对地的绝缘电阻，其值一般在50～100mΩ以上。当测得的冷态绝缘电阻值低于1mΩ时，应检查定子绕组绝缘电阻降低的原因，排除故障，使绝缘电阻恢复到正常值后才能使用，否则可能造成潜水电动机定子绕组的损坏。

3.4一般潜水排污泵不应脱水运转，如需在地面上进行试运转时，其脱水运转时间一般不应超过2min。380V以上潜水排污泵使用前，应检查旋转方向是否正确，如潜水排污泵起动后出水量小，说明转向反，应立即停止，换接潜水排污泵引出电缆或线路任意两相的接线位置。

3.5使用潜水排污泵前，外壳应可靠接地，潜水排污泵引出电缆芯线中带有接地标志的黄绿双色接地线应可靠接地。

4、结束语

对于各污水处理系统来说，保证污水处理环节的有效性势在必行。水泵是其中主要部分，相关维修及管理人员应当提高自身专业素质，使用高科技的监测与检查手段对水泵故障进行预防与排查，发现故障及时上报、及时处理，延长水泵的使用寿命，保证污水处理系统的稳定运行。

参考文献：

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