白骐瑞 孙正新 刘天岳 张洪

摘要：电厂水泵应用虽广但较为分散，因此，在使用过程中需要配备智能化监测系统。然而，就目前经济情况来讲，费用昂贵，一时无法实现，只能通过人工监测来完成，如：定期的检查、维修等。而在事实中，这些检查根本解决不了电厂水泵事故的频频发生，因此，构建完善有效的故障监测、诊断是目前为重点研究的事情。

关键词：电厂水泵;故障分析;整治方法

引言

在火力发电厂中，水泵的应用非常广泛和分散，使得电厂的水泵不能配备锅炉、汽轮机等功能十分完善的智能监控系统。从经济角度来看，装备大量昂贵的监测系统是非常昂贵的，而且很难实现。目前，电厂水泵运行监测基本上是通过定期检查、大、小修期间的检查或事故后的检查，达到人工监测的水平。然而，这种检查对降低电厂水泵事故率的作用不大，因此建立有效的故障监测和诊断手段是十分必要的。

1电厂水泵的常见故障原因分析

1.1电厂水泵故障的机械原因

主要包含电机、水泵转动部件，如果两者的质量不平衡，中心是不对称的，那么，水泵在转动的时候会出现一个转速，如果转速与泵体原本固定的频率不能一致，就会引起强烈的振动，发出很大的噪音。当中，如果电动机和水泵的旋转部件存在质量不平衡，则可以从初始和运行过程之间的不平衡来考虑。在初始状态中，导致水泵失去平衡性的主要原因，归根结底是制造过程的质量达不到标准，导致质量分布不均匀，终影响整体平衡。而在运行过程中，导致水泵失去平衡性能的主要原因，泵中有流动的介质，而介质中又含有过多的杂质，如果这些杂质长期已久不做任何处理，就会在泵体结垢，结垢久了，自然会造成对泵体的腐蚀、磨损，终影响到泵的质量分布不均衡，进而导致水泵失去平衡性。众所周知，水泵转子上会有零部件，如果零部件脱落进入水泵，也将会造成水泵故障。

1.2水泵水力故障的振动原因

主要有汽蚀、喘振这两种情况。其中，汽蚀造成对水泵的伤害影响，主要是泵内有流动的液体，而液体会流动，它从某处流到另一处液体时，存在压强，如果压强下降到一定程度，出现等于或低于当时液体温度下饱和压力时，液体中就会出现气泡，这些气泡在一定的压力作用下，就会破裂，破裂的同时会有足够大的压力发生，进而造成对水泵的伤害。而喘振，则是管内有流动的液体，如果液体在流动的时候不能稳定进行，那么会出现流量的变动，而失去原有的周期性流动，在这种情况下，会有很多噪音和振动，这证明泵已经发生故障。

1.3水泵的电气故障

主要包括电机内部磁场的不平衡和电气系统的故障。它会产生巨大的噪音和振动。对于这种故障，应及时检查泵轴，并将操作参数控制在一定范围内。如果无法控制，要及时关机，然后拆下整个泵以解除故障，从而释放故障，使泵恢复正常运行状态。

2电厂水泵故障障的诊断方法

2.1常规诊断法

电厂水泵振动故障的常规诊断方法有3种：参数分析法、时间序列分析法和谱分析法。参数分析法的原理是根据中压给水系统的模态参数的变化对影响系统动力数据的各类因素进行系统的分析;时间序列分析法是根据给水泵的振动信号时间序列來分析判断故障来源;谱分析法则是根据以各种谱的相位、幅值、特征为依据，结合经验分析判断故障来源。相关人员在对电厂水泵的振动故障进行诊断的时候，需要根据实际情况以及不同分析方法的原理和适用范围，单独或组合运用这3种诊断方法。

2.2智能诊断法

智能诊断法是以计算机技术为核心的机器设备故障诊断方法，是一种以信号处理为基础，以知识处理为核心的故障检测与判断技术。常用的智能诊断技术包括：证据理论、小波分析、专家系统、支持向量机、人工神经网络、粗糙理论、模糊诊断技术、灰色诊断技术等。智能故障诊断技术与常规诊断法相比较，最突出的特征是不需要精确的数学模型，智能性较强，对故障的诊断更加客观，受到个人经验和思维惯性的影响较小。

3电厂水泵故障整治方法

对电厂水泵故障进行具体分析，假设水泵为立式类型，也就是说水泵的下方是电机，而中间是联轴器。假设该水泵以前有过故障的现象，但在维修中进行重新改造，并且某两个区域内的振动较比以前增加了很多。在这个区域间，而它们如果正处在水泵正常运转状态，那么，将会对水泵造成磨损、伤害，具有一定的危险性，此时，就要对该区间的凝结水泵的振动值进行调整，并将其降低。在此过程中，可以发现，转速越大，振动越大，如果超过该有的正处范围，那么，显示凝结水泵的振动超标。如果通过分层诊断方法分析故障，则可以精确地测量不同部件的振动，结果显示，如果转速为780rpm和900rpm时，就会证明振动出现了两种峰值。振动值大的原因有两个，其中一种是临界转速，而另一种是泵转速和本体共振。对于共振导致的振动值偏大现象，在解决的时候，好的方法便是避开共振区域。

4案例分析

以某电厂凝结水泵故障为例进行分析。水泵的类型为立式，即电机位于水泵的上方，中间是联轴器。在某次大修期间对该水泵进行了变频改造，改造后850r/min和900r/min两个区域内的振动增加明显。因为这个区间是水泵正常运行时的区间，所以会给水泵的正常运行造成极大的危险性，必须要降低该区间内凝结水泵的振动值。通过振动测试，得到以下数据，如表1所示。

通过对振动测试所得结果进行分析可得一下结果：水泵的振动主要为基础频率的振动，所以可以得到其性质为强迫式的;在转速为900r/min时，振动最为严重，振动的峰值达到了205μm，这说明在该转速下，凝结水泵的振动严重超标。为了找出水泵故障超标的原因，采用上文给出的故障层次诊断方法进行分析。测量了不同部位的振动情况，所得结果如表2所示。

从表2中可以看出，振动的幅值随着转速的升高先增大，然后逐渐减小。在转速为780rpm和900rpm时出现了两个振动峰值。振动值偏大的原因主要有两个：一种原因是由于泵的转动处于临界转速，此时泵轴对泵体的激振力增加，从而增加泵体的振动量;另一种原因是泵转速和本体共振。分析本文的研究对象可得故障的主要原因是第二种。对于共振原因导致的振幅偏大的问题，需要采取避开共振区域的方法来解决问题。对于凝结泵来讲，可以通过改变泵的固有频率来解决，也通过改变泵的工作转速来解决。

结束语

本文对电厂水泵的故障进行全面分析，并采取层次法对其进行整治、分析，在进一步的研究中发现，层次诊断法具有一定的效果，准确度高，可信，要由于传统的分析方法，可以准确地找出故障，并对其进行分析，找准关键点，进而寻求解决路径。

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