抽水泵站机电设备安全运行与管理风险研究

孙浩夫

(辽宁省海城市水务事务服务中心，辽宁 海城 114200)

大型泵站主要由电气自动控制、抽水泵组、建筑装饰工程、附属设施、变电站、土建工程等组成，其建设是一个施工作业交叉多、专业设计多、技术要求高、系统复杂、周期长的高风险生产过程。由于存在工程管理、技术条件、社会经济、场地状况和自然环境等大量随机的或未确定的因素，建设过程中具有许多风险，例如设计或制造失误、自然灾害、安装与制造精度不达标，工程效率或功能无法满足要求，安装或试运行不当导致故障等，对工程建设预期目标的实现产生直接威胁。实施过程中工程项目存在许多风险，其中最主要的风险通常为技术与管理风险，这也是工程风险防控的重点[1]。

1 泵站机电安装工程

1.1 工程技术与管理风险

工程技术风险是指在实际与理论上工程施工、设计中选用的技术参数或技术存在偏差，由此造成工程受损、人员伤亡的意外事故，特别是遇到操作失误、使用错误的技术措施、工艺方法、工程设计时极易导致安全质量事故。

工程管理风险是指由于决策失误或主观判断无法适应客观条件的变化、施工和设计上存在安全质量管理偏差等，使得管理过程中具有不确定性，因管理问题可能导致工程意外事故或巨大的经济损失。

1.2 泵站机电安全风险特点

1.2.1 人为风险为主

以技术为基础的各种机电设备，需要很强的专业技术开展设备的试运行和安装工作。施工过程中设备安装人员的专业技术、责任心、工程经验、设备安装质量检测能力、施工设备、技术措施、施工方法，安装单位的管理水平与组织制度，安装中的水电气供应，用人机制等因素均可导致风险的发生。因此，虽然机电安装工程也存在着技术与自然风险，但其主要风险以人为风险为主。

1.2.2 试运行阶段风险最大

实践表明在机电安装工程的施工阶段，不运行机器设备通常不会产生与设备相关的风险因素。虽然安装过程的施工质量与风险事故的发生直接相关，但只有投入试运行后才会暴露机电设备的各种问题，如制造、设计、施工中的缺陷等，这与贯穿于土建工程施工每个环节的风险有所不同[2]。

1.2.3 技术决策风险突出

科技进步、社会发展是不可改变的历史规律，产品更新速度加快、新科技层数不穷、机电产品发展迅速。许多新产品还未定型，没来得及完善、验证就被更新的产品所取代。从商业利润的角度，产品更新换代导致同一产品不同常见的质量存在较大差异。所以，在采购决策及选择机电产品类型时，特别是关键技术的决策对控制机电安装工程风险发挥着重要作用[3]。

1.2.4 风险复杂

从机械方面，抽水泵站机电设备安装工程有通用机械、水力机械的安装；从电气工程的角度，主要有计算机监控、二次电气、高低压变配电等弱电工程，还有消防、通风、照明、防雷接地等。这些因素彼此独立、互相影响且又相互关联，并形成综合的机电一体化系统，使得防范和控制工程风险工作更加复杂。

1.2.5 难以界定责任

一旦发生风险事故，由于难以再现机电设备安装工程事故前的周边环境和工况，技术解释同一现象时也无法保持统一，考虑到自身的利益责任各方都对其工程行为进行辩护，这时技术观点就产生了偏移、扭曲，无法保证公正和公平性，难以准确界定风险责任。

1.3 机电设备安全风险分析

1.3.1 螺栓联接风险

机电行业中螺母、螺栓连接属于一种基本装配，联接过紧则螺栓在长期电磁力与机械力作用下易出现金属疲劳，发生螺牙滑丝或剪切破坏，等效于部件之间装配松动或联接过松的情况，并导致事故的发生[4]。对于发挥电流传导作用的螺母、螺栓联接，要特别强调其电热、机械效应，由于压接不紧极易增大电阻，通电条件下出现接触面氧化、电阻增大、发热的不利循环，并造成发热严重、联接处烧融、接地断开或短路事故。联接线的接线柱、并沟、设备和T型线夹，均可使得母线和一次设备出现不同程度的事故。

1.3.2 主要电气设备风险

1)隔离开关

隔离开关安装时因操作不当、动静触头接触面积或压力不够、三相不同期等，很容易使得接触面发生电热氧化，接触电阻增大导致触头灼伤或烧蚀，并引发事故。

2)断路器

断路器弧触指和触头插入行程、接触压力、分合闸速度、同期性不符合要求以及装配不正确，将导致压力骤增、熄弧时间延长、绝缘介质分解和触头过热的问题，由此产生的断路器爆炸事故比较常见[5]。

3)安装检修不当

由于安装检修不当使得二次绕组开路，形成的过电压较高危及设备和人身安全。

4)杂物落入

不慎将杂物落入有载调压装置的调节机构，装配错误或机构卡住等，都会导致一定的安全事故。

5)主变压器

主变压器的绝缘被击穿、破坏：安装高压管、主变吊芯时不慎掉入杂物，如工程实践中比较常见的有钥匙、螺帽等，密封装置安装错误或损坏，套内和器身排水不彻底等将显著降低主变绝缘强度，以此导致局部绝缘被击穿甚至恶性事故的发生。

6)主变压器保护拒动

主变压器出线侧或内部发生接地、短路，断路器保护拒动且不跳闸，短路电流使得主变内部温度骤升，将变压器油快速分解汽化成高爆可燃物，从而导致爆炸事故，而且扩大了短路处事故状态，为有效防止这种事故科学设计了消防设施和紧急事故油池。进一步分析引起主变出线侧接地故障或短路的原因有：制作电缆头时掉入杂质、不清洁、工艺错误，线路硬母线故障、排气不彻底、留有空腔，地刀分闸距离不够或不在合闸位置、进线柜盘顶母线紧固件松动以及出线侧并列对线的多根电缆対相错误等。

7)调试操作失误

隔离开关误操作和地刀误操作为变电站电气工程安装调试时最有可能出现的误操作事故，若带负载分合隔离开关或合上不在分闸位置上的带电隔离开关，触头间将产生较大电弧以及发生严重的接地故障，并引发短路事故。

8)二次保护

引起二次保护误动或拒动的原有有分断能力不足、触电氧化、二次元件安装不正确、接线松动造成接触不良和二次回路接线不正确等，可扩大事故状态或引发事故。

9)火灾事故

外部燃烧或因损伤、短路电缆等引发火灾事故，并对其他电气设备产生不利影响，为防止电缆火灾阻燃电缆具有显著成效。

1.3.3 抽水泵组及其附属设备风险

1)路管卡阻

关键设备部件卡阻或磨损、管内杂物阻塞管道、管道安装时清洁工作不到位或没做、机组共用系统部件安装错误等，很容易产生供油、供水故障，甚至产生机组及拉瓦故障[6]。

2)断流蝶阀误动或拒动

抽水泵站断流装置选用液控蝶阀时，保证其工作可靠性极其重要，蝶阀误动或拒动主要与液压系统安装不当有关，其对蝶阀和机组系统产生的危害极大。

3)电动机转子、定子短路

转子与定子掉入杂物、安装时损伤转子和定子绝缘、接线盒中接线错误等均可在一定程度上产生短路事故。

4)联轴器安装失败

针对过盈配合的轴颈和联轴器，将联轴器加热后热套为其主要装配工艺，若装配过程中轴对位与联轴器偏差过大、联轴膨胀量过小、升温不够或倒角工艺处理不到位、键与键槽钝边、抽颈外径和联轴内径测量尺寸不准确等，均会产生热套失败，若中途卡住将其拔下需要花费较大功夫，并可能损伤轴与联轴器，有时也会导致主轴报废。

1.3.4 其他风险

泵站厂房不同结构层内安装的泵站机电户内设备，若施工安装期间遇到洪水或暴雨，因排水设施上部完善、设备上不结构漏水等因素，电气盘柜等设备易受潮或被水浸泡而产生损坏。

2 实例工程

海城市某大型调水工程布设抽水泵站4个，对城市供水发挥着关键性控制作用。为降低泵站机电安装风险的发生概率，该工程深入研究分析了工程风险，在初步设计阶段就给出了有效的防控对策，风险管理措施贯穿于工程实施的全过程。

通过对各种风险色全面分析，提出的风险防控策略主要包括：

(1)通过保险转移来处理责任范围内的工程保险风险，考虑工程风险程度被保险人向保险人缴纳一定的保险费作为安装工程保险，若工程项目发生意外事故或自然灾害等保险责任范围内的事故并造成工程经济损失，则保险人给予相应的经济补偿以确保工程建设的顺利实施。

(2)工艺不合理、原材料或制造缺陷、设计重大错误等引起的物质损失风险，通过工程安装施工合同、设备采购合同、设计合同等转移给有关责任方，促使其通过管理手段或科学技术避免或减少风险的发生。

(3)社会政治经济风险是建设者无法规避的，这种取决于经济社会环境变化的风险应由业主承担。

(4)其他风险，如机电设备运行效率因安装精度无法达到设计要求，但是能够正常使用的非事故损失，为更好的减损或防损应加强管理和新技术应用[7]。

2.1 重大技术决策

对于重大技术决策，如主设备的选型、泵站机电工程的设计及其主要技术参数的确定等，该工程邀请国内外有关专家和技术人员现场考察，召开专家会议进行横向比较，通过公开招投标进一步优化工程质量、功能和价格。派驻专业人员监造主设备制造厂家，采用一系列的验收手段、完备的出厂试验等等保障产品质量。针对关键设备，如机电、水泵等开展型式试验、真机试验，并派出由专家、监理、设计、业主等组成的专家小组，完成验收、鉴定和见证等工作[8]。

2.2 风险防范措施

组建一支专业技术强、综合素质高的安装队伍是风险防范的重要手段，通过不定期开展技术研讨、培训，切实提升安装人员管理水平和专业技能，安装单位要完善质保体系、健全各种规章制度[9]。

安装准备工作主要包括：安装流程要熟练掌握，并对核心面、线、点准确确定；测试重要部件及机电设备的摆度、垂直度，以此保证制造上的设备误差方向；校核安装基础，对土建施工和设计过程中可能出现的误差及时排除，实施有效的整理；安装计划科学、合理，并取得监理审核和设备常见的认可、指导；对所需的测量工具要提前准备好[10]。

采取以下措施确保安装过程顺利实施：

(1)贯彻落实操作规程和“三检”制度，按照先检查、再安装的原则完成每一单元的安装，安装过程中随时测试重要部位，完成安装后开展复检，复检数据达到要求后方可开展下一步工作；

(2)机电厂家技术人员要进行必要的技术交底，在安全现场给予指导；

(3)结合经验和理论分析成果，在安装过程中准确预测可能导致的失败后果，采取有效的对策解决安装失败的问题；

(4)认真观察安装过程，发现异常现象立即停止安装，并邀请监理人员和生产厂家技术人员分析原因，结合工程经验和理论分析明确退出本步安装的方法，在本步安装退出过程中确保机组部件不受损坏，本步安装退出后要认真检查部件，并进一步分析原因以便选择行之有效的安装方法。

3 结语

机电设备实施过程中存在诸多风险，其中最主要是技术与管理风险，这也是风险防控的重点。对此，本文以海城市某大型调水工程为例，结合工程资料和实际情况，深入探究了设备风险因素、风险事故以及技术管理风险特点，从多个角度提出风险防范对策，以期为保证抽水泵站的正常安全和运行提供技术支持。