某水电站坝基渗漏排水泵故障分析与处理

(中国水电建设集团四川电力开发有限公司，成都，610041)

1 故障概况

某水力发电站坝基4台渗漏排水泵为350JC340型长轴深井泵，自1994年10月投运以来，先后多次出现叶轮损坏、轴承破裂、支架打碎、泵轴弯曲甚至断裂的现象，尤其是坝基渗漏排水1#泵在不到半年时间内先后两次故障，无法正常运行。

2005年4月15日，运行人员发现坝基1#泵扬水管内有碰撞声，于是进行检查，发现轴承支架损坏，继而转为大修，更换所有损坏的备品、配件后回装，试验时泵运行正常，但4个月后，1#泵过电流保护又动作，经现场检查，手动盘车盘不动，再次进行大修。分解后发现四个叶轮全部打碎，10个支架8个损坏，橡胶轴承全部破裂，磨损严重，橡胶轴承有严重老化现象，现场检查坝基1#泵的一级叶轮安装高程比其它3台泵都高出约2.3m左右。

2 原因分析及解决方法

2.1 泵的安装尺寸问题

现场发现坝基4台深井泵的安装尺寸不太一致，尤其是1#泵比其它3台泵少一节扬水管，而4台泵的运行是由同一个浮子进行控制，试验时泵的断水保护根本就不动作。平时运行时，两台泵投“自动”，两台泵投“备用”，而且1#泵一级工作部分的安装高程比停泵水位还高出0.88m。这就是说当1#泵和其它任何3台泵同时运行时，当水位低于1#泵的吸水口时，1#泵仍在转动(断水保护不起作用)，这时橡胶轴承失去润滑水发生干摩擦，时间一长便会发热起粉、破裂脱落，传动轴在无橡胶轴承导向定位时，必定会产生剧烈摆动。当故障进一步发展时，就会导致主轴碰碎轴承支架，发生叶轮卡阻、联轴器被强大扭力剪断的现象。这是1#泵频繁故障的主要原因之一。

为解决以上问题，现场对坝基渗漏排水泵井筒深度、1#泵的安装尺寸进行了测量，测量结果如下：工作部分长度2.77m；(其中滤网长0.8m)；短管长度0.4m；扬水管长度：2.5×10=25m；总长度28.17米；自动泵启动水位227.5m；备用泵启动水位229.0m；停泵水位224m；泵基础高程253.05m。

由此可以算出，1#泵吸水口高程为224.88m(而停泵水位为224.0m)，比停泵水位高出0.88m。由于平时是两台泵运行，并由同一个浮子控制，泵的断水保护不起作用，意味着泵抽不上水了还在转动。现场校核对坝基泵井筒尺寸为31m，在确保井筒无妨碍泵体安装的障碍物后，对1#泵的安装尺寸进行了改造，方法如下：①对1#泵加装一节长2.5m的扬水管和泵轴；②将滤网尺寸0.8m改造为0.5m。

这样1#泵安装长度为30.47m，坝基3#泵的长度为30.45m，两台泵尺寸基本相同，而且保证泵的第一级叶轮在停泵水位以下1.5m处，保证了1#泵的安全运行。

2.2 泵启动前润滑水问题

引起深井泵润滑水缺乏的原因有下列两种：

(1)运行前润滑水量不足。某水力发电站坝基渗漏排水泵有10节扬水管，每节扬水管长2.5m，而以前水泵启动前润滑充水时间仅为20s，折算充水量约为0.04m3，这与该泵使用说明书中规定的润滑水量应充至0.2m3后方可起动泵运转相差甚远。因此水泵在启动前有些橡胶轴承根本不能得到润滑水。一般要求采取自动充润滑水方式，充水时间应控制在两分钟以上；

(2)缺水(控制水位故障)。在集水井水位降至停泵水位后，泵抽不上水，这时断水保护装置应动作停泵。而我厂深井泵的断水保护在试验时从未动作过，是由于水位计浮子被卡住或控制回路元件失灵或集水井水位低时等原因，致水泵不能停运而空转，橡胶轴承得不到水润滑而被磨损。据运行值班员反映，这种情况曾多次发生。

为解决上述问题，将深井泵在启动前的润滑水时间由原来的20s调整为180s，设定泵启动后延时15s后再切除润滑水，以确保泵的橡胶轴承有可靠润滑；同时改造泵的断水保护装置，保证其动作可靠。

2.3 泵轴弯曲变形，单根水泵传动轴变形，呈“S”形

1#泵分解后，对所有泵轴的跳动量进行测量，发现单根轴最大跳动量达2.5mm，最小也有0.8mm，远远超过规定的0.2mm～0.45mm范围。这样，11根轴连成整根30多m长的水泵主轴自然就不垂直，不能保持与扬水管同心，偏心严重。在水泵运行时，轴单边挤压摩擦橡胶导轴承产生振动和摆动，进而破坏轴承和支架。

针对以上情况，采取以下措施对所有不合格的泵轴进行校正：对于深井泵泵轴挠度，考虑到坝基泵泵轴过长，所以取下限0.2mm，以满足安装工艺长2.5m传动轴中部最大跳动值不超过0.45mm的要求，并对无法校正的泵轴进行更换。由于深井泵扬水管之间和传动轴之间均为法兰连接，安装时法兰连接螺栓要对称均匀拉紧，并且测量每两根扬水管的垂直度，均要符合要求，以避免扬水管偏心。

2.4 橡胶轴承质量问题

现场检查发现橡胶轴承套备品的质量较差，易脆裂，于是对备品的质量进行严格把关。橡胶轴承在使用前严格检查，要求目测无龟裂、硬度合格、韧性好；对轴承支架进行外观检查，要求无砂眼、无破裂。

2.5 安装、检修、装配质量问题

为避免因检修安装质量引起的破坏，我们明确规定了对坝基泵的安装工艺，现场步步把关，具体如下：

所有零部件在装配前应检查合格，清理干净；

1)用联轴器联接时抹上黄油或铅油，并确保两节传动轴端面紧密接触，且其接触面应在联轴器的中间位置；

2)橡胶轴承在安装时应涂上滑石粉，安装以后测量其与轴之间的间隙均匀，且符合图纸要求。扬水管法兰连接时，应对称、均匀拧紧螺栓，松紧程度一致；

3)装配时检查叶轮与壳体之间的间隙均匀，且符合图纸要求；

4)每装完一节扬水管后检查转动部分是否能手动灵活转动，如不能应分析原因并进行处理；

5)安装完毕，泵轴应转动均匀、灵活，无卡涩，轴串量符合图纸要求；

6)安装时将橡胶轴承装在支架内，现场测量配合尺寸，轴承和支架装配后间隙应在42.10mm～42.60mm范围内。

3 结语

经过以上处理，坝基1#排水泵试运行时一切正常，经过半年多的运行，1#泵再未出现上述故障，说明处理方法正确。同时又对其它几台泵进行大修，完全解决了坝基渗漏排水泵故障问题，保证了该水电站的防汛渡汛安全。