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深井泵电机损毁原因分析

来源:用户上传      作者: 唐玉龙

  摘 要:我公司QJ250深井泵电机出现事故,将其吊出地面后,发现止回阀损坏,电机的止推轴承损坏碎裂,电机烧毁。更换新设备后试机正常,电流平稳,出水稳定,在10到30分钟后开始出现“喘息”现象,随后电流波动、上升,停机后吊出地面发现再次出现以上现象。后来经水下电视探测,发现井底水源通道堵塞,经清洗后深井泵工作正常。究竟是何原因造成此事故,在这里做个探讨。
  关键词:止回阀、损坏碎裂、探测 、事故
  1.深井泵结构介绍
  1.1.深井泵结构图
  2.结构说明
  2.1.潜水电泵机组由:水泵、潜水电机(包括电缆)、输水管和控制开关四大部分组成。潜水泵为单吸多级立式离心泵;潜水电机为密闭充水湿式;立式三相鼠笼异歩电动机,电机与水泵间通过筒式联轴器直接连接
  2.2.潜水泵每级导流壳中装有一个橡胶轴承,叶轮用锥形套固定在泵轴上:导流壳采用螺栓联接。
  2.3.潜水泵上部装有止回阀,避免停机时“水锤”效应对电机造成轴向冲击而损毁。
  2.4.潜水电机轴上部装有防砂器和两个反向装配的骨架油封,防止流砂进入电机。
  2.5.潜水电机采用水润滑轴承,下部装有橡胶调压膜、调压弹簧,组成调压室,调节由于温度引起的压力变化。电机绕组采用聚乙烯绝缘,尼龙护套耐水电磁线,电缆联接方式按QJ型电缆接头工艺, 把接头绝缘脱去刮净漆层,分别接好,焊接牢固,用生橡胶包一层,再用防水高压自粘带带包2~3层,外面包上2~3层防水胶布或用水胶粘结包一层橡胶带(自行车里胎)以防渗水。
  2.6.电机密闭,采用精密止口螺栓,电缆出口加胶垫进行密封。
  2.7.电机上端有一个注水孔、一个放气孔和一个溢水孔。
  2.8.电机下部装有止推轴承,止推轴承上有沟槽起冷却作用,和它对磨的是不锈钢推力盘,承受水泵的上方轴向力。
  3.深井泵工作分析
  3.1.深井泵启动到出水期间:
  深井泵电机带动水泵对水做功,将其输送到井口。在这段时间内,叶轮受水柱的反作用力呈增大趋势,直至水柱到达井口时达到最大值。止推与推力盘之间接触造成的摩擦力也随之增大,从而使电机电流随之增大。在这个过程中,止推在石墨片的缓冲下,并不会受到伤害。
  3.2.深井泵正常工作状态
  在深井泵出水后,由于水柱所产生的压力已经恒定,电机输出转矩与负载转矩达到平衡,电机电流从最大开始下滑至正常工作电流,深井泵进入正常工作状态。
  3.3.深井泵停机过程
  在深井泵停机时,由于电机已经断电,水管中水柱开始回流,止推与推力盘受轴向作用力重新接触,但是在泵体出口处的止回阀有效缓冲下,止推轴承受到的作用力不超过其承受范围,从而达到安全停机的目的。
  4.原因分析
  究竟是什么原因造成止推轴承反复出现损毁呢?关键问题出现在水源被堵塞。在这种情况下,深井底部来水量严重受限,启动深井泵时,井中静水位高于泵体进水口,所以泵在启动的过程中,各监控参数均正常。随着设备工作时间增长,由于井底的来水量小于泵出水量,造成井中动水位不断下降,最后到达泵体吸水口,此时危险情况出现,水泵处于断水与工作的循环中,止回阀因高频冲击损坏,失去对水泵及电机的保护作用,水管中的水柱形成水锤不断冲击泵体转子,造成止推受强烈且高频的冲击,短期内就会损毁,如果停电不及时将造成电机烧毁。
  5.解决办法
  5.1.适当调整井口的限流阀,降低出水量,确保动水位处于泵体进水口上方。
  如果调整限流阀能有效阻止水流出现的“喘息”现象,说明井底来水量小于泵流量,建议更换流量较小的泵体。反之则需要将泵体吊出,探测井底水源是否有堵塞的现象。
  5.2.深井泵电机控制柜的选择。为了避免停机时管道内水柱压力对电机造成伤害,选择电机控制柜时最好选择变频器,如果从成本考虑则选用带有软停功能的软启动柜。
  5.2.1.选用变频器的优势
  变频器在不改变电机的输出力矩的情况下能有效降低电机的启动电流,防止对电网造成冲击;在停机的过程中,通过变频器参数可以调整电机特性曲线,达到软停的目的,有效的保护设备。
  5.2.2.软启动器的优势
  软启动器的作用于变频器类似,不同点是它降低电机启动电流是以牺牲输出转矩为代价,优点是相对经济,不对电网产生谐波。
  软停的目的在于当按下停止按钮时,电机还是会带动叶轮产生向上的推力,有效减少水柱重力产生的冲击,从而达到保护设备,让设备可以更安全长效的运行。
  总之,不管是止回阀还是电器柜的选择,主要目的都是减少泵及电机的轴向受力,保护电机,达到设备长期安全运行的目的。
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