防洪辅助设备运行管理的实践与思考

摘　要：泵站作为调水、排涝的主要动力在防洪抢险、排涝减灾中发挥着重要的作用，因此日常的管理和维护尤为重要。泵站辅助设备是除主水泵、主电机以外，为确保主机泵组正常、稳定、安全运行的其它辅助设备。

关键词：防洪　设备　管理　实践

1.仙蠡桥水利枢纽工程概况

仙蠡桥水利枢纽是无锡市城市防洪排涝工程八大骨干枢纽之一，位于无锡市京杭运河与梁溪河的交汇处，分布于京杭运河的南北两侧，由南、北枢纽和连接南、北枢纽的穿运地涵组成。南枢纽包括两孔净宽20m的节制闸和穿运地涵南涵首。北枢纽包括设计流量为75m3/s的泵站、净宽16m的节制闸和穿运地涵北涵首。

泵站采用堤身式布置，单向排水，安装5台2200ZBL-15型立式轴流泵，单机流量15m3/s，配TL630-40/2600型同步电机，总装机3150Kw。节制闸闸门采用下卧式平面钢闸门，泵站工作门、检修门为直升式，均由液压启闭机控制。工程总投资2.98亿元，于2003年12月开工建设，2008年6月全部竣工投运。工程具有防洪、排涝及调水改善城市水环境等综合功能。

2.泵站辅助设备的作用

泵站作为调水、排涝的主要动力在防洪抢险、排涝减灾中发挥着重要的作用。泵站辅助设备是除主水泵、主电机以外，为确保主机泵组正常、稳定、安全运行的其它辅助设备。仙蠡桥水利枢纽工程的泵站辅助设备主要包括水系统、油系统以及液压系统等。主要作用是对主电机、主水泵运转摩擦部位进行散热冷却及润滑，以及为工作门、检修门提供启闭动力。泵站的辅助设备就像一台大机器上的一个个小螺丝钉，螺丝钉虽然小，但无论缺少哪—个机器都无法正常运行。

3.仙蠡桥水利枢纽泵站辅助设备的运行实践中出现的问题

3.1水系统

泵站的水系统由供水和排水两部分组成。供水部分主要包括技术供水、消防供水和生活供水。机组运行过程中，主要用水就是技术供水。

在水泵机组运行过程中，水泵及主轴高速旋转，主电机的推力轴瓦与镜板之间、导向轴瓦、填料涵、水导轴承与主轴之间，由于机械摩擦而产生大量的热能。如不及时进行润滑和散热降温，摩擦部位局部温度将迅速升高，严重者甚至将可能发生烧瓦事故。镜板、推力轴瓦、导向轴瓦浸泡于电机上下油缸之中，机械摩擦产生的热量传递给油缸内的汽轮机油。如泵站长时间运行，仅靠汽轮机油是无法及时将热量散发出去的。而技术供水的主要作用就是通过安装在上下油缸内的冷却器管道将汽轮机油的热量带走，间接地为轴瓦、镜板降温。填料涵部位和水导轴承部位，技术供水则可以直接起到降温冷却的作用，确保机组的安全运行。

仙蠡桥水利枢纽技术供水使用中出现的主要问题是管路堵塞情况较为严重。

泵站原设计技术供水系统由内河侧墩埠口直接取用河水，虽经滤水器及Y型滤芯两级过滤，但由于河水杂技含量过多（多为塑料包装袋），机组运行过程中，滤水器、Y型滤水器、技术供水小口径进水管等部位严重堵塞现象的频繁发生，甚至开机前后必须对Y型滤水器进行清理，不然会致使技术供水压力不够，水流不畅，冷却、润滑效果不能满足机组安全运行的的需要，也为工程的运行管理增加了工作量。

2007年6月，管理处对技术供水系统改造在外河增设取水口。新的取水口位于外河穿运地涵上方，此处水流相对静止，垃圾较少，但运行了2年多以后此处垃圾量渐增，底部淤积严重，管道堵塞现象依旧，甚至更甚于前。2010年11月，管理人员发现1号、5号机组回水管上示流器不动作，经检查原因为上油缸冷却器管道严重堵塞，致使技术供水压力不够，水流不畅，达不到冷却效果。

3.2油系统

油系统在各类设备的正常运行中起润滑、降温和压力递送等作用。仙蠡桥水利枢纽泵站主要用油设备包括主电机的推力轴承上、下导轴承以及液压启闭系统，使用的油主要有液压油及汽轮机油。

设备运行过程中，油温过高，油质劣化，渗漏油严重将会导致设备无法正常工作，危及机组的运行安全。油系统常见的故障及危害主要有：

①经过长时间运行或存放后，油内会掺杂水份、杂质等，导致电磁阀暂时失灵，影响电磁阀的正常工作，液压油长期运行后，油内杂质也影响电磁阀的正常工作，泵站运行过程中出现个别电磁阀暂时失灵、回油滤油器滤芯上存在较多铁屑等情况。

②当油的粘度增加，这说明油已经劣化变质，需要净化处理、检验合格后方能使用。

③对于有特殊要求的用油设备，需使用专用油，避免混用。

④仙蠡桥水利枢纽泵站的供油管道曾出现过大量渗漏油的情况，导致液压启闭机的运行过程中左右油缸压力差超过允许值，机组工作门、检修门运行中出现振动、异常噪音等不利于安全运行的情况。

3.3液压启闭机系统

液压启闭机是大型泵站出水和断流装置的液压操作设备，主要作用于快速闸门和拍门等断流装置。通过控制闸门的开启和关闭的速度，可为机组提供一个良好的起动压力环境，同时通过控制闸门的关闭速度，减缓水锤的影响并防止逆转和水的倒流。仙蠡桥水利枢纽采用的是德国博士REXROTH生产的液压启闭机，与传统启闭机相比，无启闭机房，打破了有闸必有启闭机房的常规，体现了一种新的设计理念。其各类组件技术含量高，质量可靠。运行过程中水流流态较好，自动化程度较高，具有运行可靠、管理方便、设计理念新颖等优点，在使用过程中主要出现下列几个情况：

①液压启闭机系统的振动和噪声。主要有液压油泵的压力脉动造成管路、元件及油箱等部件的振动，溢流阀溢流时引起的振动、液压冲击时引起的振动等。而液压系统的噪声也主要是机械噪声和液压噪声。

②机械噪声主要由于零部件的振动产生的，而振动往往是因为零件的松动、碰撞和偏心等造成的。如液压系统中的电动机、液压泵的回转零件不平衡，连接电机与液压泵的联轴节由于安装精度偏差较大等都会产生振动、发出噪声。

③液压噪声主要是由于压力流量脉动、困油现象以及高低压瞬间接通的冲击、涡流、气蚀等原因造成的。另外，由于管道的配置、油箱的布置不合理等也会引起共振，从而发出噪声。

液压系统振动与噪声的危害不仅影响系统设备寿命、降低系统效率，而且严重影响系统的运行安全。液压系统的噪声也是一种污染，如同大气污染、水污染所带来的影响一样，恶化了环境，并对泵站工作人员的身心健康造成一定的危害。

④对配套的自动化软件要求更高。要求软件将被控量的状态准确测量出来，并和给定值进行比较，如有偏差就进行修正而使被控量与给定值一致的自动控制，要求软件的检测精度、灵敏度更高。仙蠡桥的自动化控制系统，采用WebAccess作为水利工程监控系统（液压启闭器系统自动控制包括在内）的组态软件，通过这几年运行，虽然比较稳定，但还是多次出现过液压闸门误动作的情况。

⑤活塞杆的稳定及浸水锈蚀问题仍有待提高，另外目前液压启闭机的市场价格以及维修成本偏高，是制约其得到快速应用的一个瓶颈。

4.保障辅机运行稳定的实践与思考

4.1针对技术供水堵塞情况，管理处决定从根本上解决技术供水的问题，已于2011年6月，对泵站技术供水系统进行了彻底技术改造，总投资28万元，增设了自来水水箱，将技术供水改用清洁的自来水，从根本上消除了技术供水系统存在的安全隐患。目前运行半年多，运行效果良好。

4.2针对油系统存在问题，主要解决措施有：

①加强油质定期检测。油的基本性质指标主要有粘度、粘温特性、闪点和燃点、抗氧化安全性、机械杂质等，应确保这些指标满足泵站对油质的要求。

②定期更换液压油。以求保证液压油的符合使用标准。

③在进油管路设置过滤器的基础上，建议在压油回路和回油管路中配置过滤器，如发现回油滤油器滤芯上存在较多铁屑等情况，应立即进行清理。

④在油箱中安装特殊的永磁体，以吸收混入油中的铁粉杂质。

⑤完善油系统实时监测功能。现有泵站通常均凭经验判断液压启闭机的系统故障，不仅判断准确率差，而且效率低。今后要研究和应用监测液压故障的专用仪器和设备，加强对液压系统的压力、流量、温度、噪声、振动、执行元件的运动速度、油液粘度、油的污染度及泄漏等主要参数的实时监测，以便有效避免和快速排除故障，以求确保液压设备的安全运行。

4.3针对液压启闭系统存在的主要问题，主要解决措施有：

①建议在坚持做好设备的日常检查和维护保养情况下，在满足排量和压力的情况下，尽可能选择低速泵；系统中的每个零件、从制造加工到安装调试都应尽可能减小振动；解决由于管道振动引起的噪声可采取避免共振措施，如改变管道长度或改变同管道共振的零部件的固有频率；采取降低压力脉动，如在回路中扩大液体容积；还可对配管采取隔振措施，如用带有厚弹性层的特制管卡或带橡胶衬里的标准管卡进行隔振等。

②建议继续升级完善WebAccess自动化系统软件，加强软件的稳定性、可靠性和安全性，确保液压启闭机设备的安全运行。

③为降低液压启闭机的维修成本、延长使用寿命，建议缩短对液压闸门的活塞杆及其部件的检查养护周期，以求及时发现问题及时解决问题。

5.结语

综上所述，泵站辅助设备是大型泵站中不可缺少的组成部分，是泵站安全、稳定运行的前提和基础，合理运用好泵站辅助设备则是加快控制、操作过程，防止运行事故，提高设备使用效率，延长设备寿命，降低泵站工作人员劳动强度，提高劳动生产率的重要手段，是当前泵站管理运行现代化的发展趋势，泵站辅助设备必将成为泵站改造的重要部分。

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