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水泵故障排查系列專題三：性能異常
2022-05-07 08:39:00力士霸泵業(yè)

水泵故障排查系列專題三：性能異常

水泵的使用壽命離不開定期巡檢，巡檢過程主要是通過水泵外在的運行表現(xiàn)來判斷水泵情況，從而發(fā)現(xiàn)水泵異常。大多數(shù)異常并非是水泵發(fā)生了不可逆的損傷，如果可以第一時間診斷故障，進(jìn)行維護(hù)，水泵可以恢復(fù)到正常運轉(zhuǎn)。

水泵異常主要有以下五種表現(xiàn)：


性能異常多數(shù)不是從水泵自身發(fā)現(xiàn)的，而是通過水泵系統(tǒng)的上下游的其他部件表現(xiàn)出來的，例如水泵系統(tǒng)末端的水龍頭出水流量小、上游熱源主機(jī)高溫高壓報警、下游風(fēng)盤或地暖采暖效果差等等。對于外部監(jiān)測到的性能異常，最終表現(xiàn)為水泵上的是流量或揚程與設(shè)計不符，造成這種情況的原因通常有：

水泵未排氣


排氣是水泵初裝的必備步驟，沒有排氣或排氣不凈會導(dǎo)致泵體內(nèi)出現(xiàn)氣水混排的現(xiàn)象。當(dāng)泵體內(nèi)持續(xù)存有氣體無法排出時，會造成水泵性能曲線衰減，流量和揚程下降的問題。
可以在停泵狀態(tài)下，打開排氣螺釘，若有氣體逸出，或灌水后有氣體逸出，則可判定為泵體有氣，這種情況應(yīng)徹底排氣或完全灌泵，使得泵體內(nèi)充滿水后，關(guān)閉排氣螺釘，運行水泵。

有些情況下，水泵吸入口管路會存在氣體，需要經(jīng)過多次排氣或灌泵才可解決問題。


汽蝕


汽蝕在之前的內(nèi)容中有提到過，汽蝕除了會引發(fā)水泵的震動和噪音外，還會影響水泵性能。這是由于汽蝕的過程中，葉輪吸入口呈現(xiàn)的是氣水混合狀態(tài)，氣泡的存在使得入口流道斷面面積下降，造成局部區(qū)域流速變大，產(chǎn)生渦流，影響水泵性能。

由于汽蝕的特性是隨水泵流量發(fā)生變化，所以逐漸關(guān)小出口閥門時，水泵的實測性能與曲線性能會縮小差距，直至關(guān)小到某個角度或全關(guān)時，水泵性能會與曲線一致?？梢越柚匦郧€這一點來判斷汽蝕。
解決汽蝕的方法比較多，但實現(xiàn)起來較為困難，例如降低介質(zhì)溫度、增大入口管徑減小阻力、減小入口管長減小阻力、降低出口閥門開度等。

氣堵


氣堵這一問題多出現(xiàn)于污水泵系統(tǒng)上，當(dāng)污水泵停機(jī)時，液面下降至葉輪以下，二次來水時，水泵和出口管路被氣體堵塞，導(dǎo)致泵體內(nèi)部水位無法升高至葉輪高度，這時的起泵會造成葉輪無法接觸水而空轉(zhuǎn)。
這種情況下，水泵的運行電流較小，可以通過電流來判斷氣堵的問題。
解決氣堵需要在水泵出口到止回閥的管段上開設(shè)一個通氣孔，用來排掉泵體內(nèi)部氣體。

泵體窩氣


泵體窩氣與水泵未排氣有相似之處，都在于泵體內(nèi)處于氣水混排的現(xiàn)象，但是關(guān)鍵區(qū)別在于泵體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及安裝角度，造成泵體內(nèi)始終有一部分空氣無法通過灌泵或排氣排出，這一點可以通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來分析確認(rèn)。
當(dāng)水泵處于泵體窩氣時，需要改變水泵安裝角度，使其正確安裝，才可以通過排氣或灌泵來消除問題。

電機(jī)反轉(zhuǎn)


對于三相電機(jī)的水泵來說，電機(jī)轉(zhuǎn)向是一個容易出錯的地方，當(dāng)調(diào)試沒有核實電機(jī)轉(zhuǎn)向時，水泵可能出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)會導(dǎo)致水泵性能急劇衰減，無法提供有效的流量和揚程。
可以通過觀察電機(jī)轉(zhuǎn)向來確認(rèn)水泵是否反轉(zhuǎn)，正確的轉(zhuǎn)向可以從泵體外部標(biāo)識查看，或者根據(jù)泵頭外觀、葉輪外觀來識別。
對于電機(jī)反轉(zhuǎn)的問題，可以調(diào)換任意兩個相線線序來實現(xiàn)。若水泵是由變頻器驅(qū)動的，更改轉(zhuǎn)向需要調(diào)整電機(jī)與變頻器之間的接線線序，或者使用變頻器的參數(shù)調(diào)整。

葉輪掉落


當(dāng)系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)水錘時，葉輪可能會反轉(zhuǎn)松動，最終出現(xiàn)掉落現(xiàn)象，葉輪掉落后，水泵的運轉(zhuǎn)將無法驅(qū)動葉輪對水做工，自然也沒有任何流量和揚程的表現(xiàn)，此時電機(jī)的電流大致為空載電流，可以通過電流來輔助判斷這一問題。
葉輪掉落的修復(fù)比較簡單，拆開泵體重新安裝就可以了，但是重點是如何判斷掉落的誘因和避免再次掉落。


系統(tǒng)阻力不符

有些系統(tǒng)下，水泵自身的性能符合設(shè)計參數(shù)，但是系統(tǒng)運行時確實無法達(dá)到設(shè)計工況點，這個問題可能在系統(tǒng)上，而不在水泵上，有可能是系統(tǒng)的阻力與設(shè)計工況點偏離太多導(dǎo)致的。
例如一個循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計的管路過細(xì)，彎頭閥門較多，導(dǎo)致阻力曲線陡峭，即使閥門全開也無法降低管路阻力，導(dǎo)致出水流量低于設(shè)計值。
這種情況通過閥門的調(diào)節(jié)，發(fā)現(xiàn)水泵的工況點只能工作在曲線的左段上，需要對系統(tǒng)進(jìn)行改動，降低系統(tǒng)阻力才能釋放水泵流量。

性能檢測點錯誤


很少的情況下，我們所見到的水泵性能異常，其實并不是真的異常，可能是對于流量和揚程的采集點錯誤導(dǎo)致的“誤判”。這種錯誤大多來自于壓力表或壓力傳感器的數(shù)據(jù)反饋，當(dāng)我們使用了錯誤點位的壓力表/壓力傳感器，所讀取到的水泵揚程可能是被閥門或止回閥等阻力元件消耗了的數(shù)據(jù)，可能低于水泵的真實揚程。
需要根據(jù)系統(tǒng)取壓點位置判斷是否存在揚程計算不準(zhǔn)確的問題，并在水泵進(jìn)出口就近測定壓力值。


控制器設(shè)置錯誤

一些帶有變頻控制的水泵，通常允許設(shè)定壓力或頻率，來達(dá)到降頻節(jié)能效果，但是如果設(shè)置了過低的壓力或頻率，可能會導(dǎo)致水泵出水性能不足，這種情況僅需對變頻器正確設(shè)置即可解決問題。

轉(zhuǎn)速過低


不同于變頻器設(shè)置頻率的錯誤問題，當(dāng)電機(jī)替換時，錯誤地使用了低速電機(jī)，導(dǎo)致水泵轉(zhuǎn)速下降，影響出水性能。
可以在電機(jī)銘牌查到電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速，可以根據(jù)水泵銘牌或水泵資料查到正確的轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速差距過大時，需要更換合適轉(zhuǎn)速的電機(jī)。

葉輪裝配錯誤


葉輪裝配錯誤多見于水泵現(xiàn)場拆解維護(hù)之后，葉輪回裝的順序錯誤，定位軸套安裝在了錯誤的位置上，導(dǎo)致葉輪有軸向移動，口環(huán)的結(jié)構(gòu)被破壞，葉輪吸入口出現(xiàn)大量回流，流量和揚程都受損失，泵效率下降。
對于這種問題，需要拆解泵頭，測量葉輪安裝尺寸來檢查，如確實為安裝錯誤，則需要重新安裝。

葉輪損壞

由于長期汽蝕或異物進(jìn)入泵體，導(dǎo)致葉輪磨損，葉片和蓋板出現(xiàn)缺肉、穿透的損傷，這會影響葉輪的水利性能，造成流量揚程的衰減。這種損傷從外部難以判斷，需要拆開泵頭檢查葉輪。
對于損壞嚴(yán)重的葉輪，需要進(jìn)行更換，替換葉輪并不困難，但是仍然需要檢查葉輪損壞原因，避免后期再次損壞。
定期巡檢讓我們能盡早發(fā)現(xiàn)水泵異常，找到原因及時處理降低成本，然而大多數(shù)人對水泵異常無法準(zhǔn)確找到原因所在，導(dǎo)致水泵效率低下，甚至損壞。
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