在废水处理应用中,当泵停止运行时,有一个常见的误解,即泵总是问题的根源。事实上,许多(如果不是大多数)故障是由系统对泵的影响、其他外部环境或操作因素引起的。
泵只是一个系统的一部分,该系统由许多影响其运行的部件组成。人们经常看到故障泵在没有确定故障根本原因的情况下会被持续维护。久而久之,这不仅会导致高成本,还会导致严重的情况。比如常见的双泵站方案,如果一台泵停止运行,可能会引起很大的关注,因为运行的泵站和潜在的污水溢流之间只剩下一台泵。
由于泵对于废水系统至关重要,因此明智的做法是对异常或重复故障进行更多的系统故障分析,以便找出并解决对系统产生负面影响的根本原因。除了推测泵是问题之外,操作者或维护人员可能觉得没有足够的时间或资源来进行深入研究。
到达问题核心所需的成本和时间可能比人们想象的要低。提供原装设备的优秀经销商和支持他们的厂商派出的应用工程或服务人员,也是帮助解决这个问题或提供指导的优质资源。
首先要调查泵故障可能反复出现的异响、奇怪的电气跳闸事件等症状。通过检查关键指标并提出正确的问题,可以解决问题,或者至少缩小问题的范围,以提出更有针对性的服务需求。
泵故障的根本原因通常分为两类,即电气故障或机械故障。
电源不良可能导致泵或电机故障,所以请先阅读电源读数。以及电压和电流值是否在正常范围内,相位是否平衡等。
电源各相之间的电压不平衡会导致不成比例的高电流不平衡和电机温升,从而缩短电机的寿命;1%的电压不平衡将导致6-10%的电流不平衡,而3%的电压不平衡将导致高达18%的电机温升。
三相电网上单相负荷不均匀会引起电压不平衡,这种情况通常发生在住宅建筑单相空调负荷普遍存在的地区。
此外,安装在距变压器一定距离处的压降和相应的电流上升可能会有负面影响,使用变频驱动器也会有各种影响因素。请参考下面的VFD部分。
对于机械或性能问题,以及确定高电机电流或输入功率的潜在原因,了解泵在其曲线上的运行位置至关重要。泵运行的“工作点”是系统曲线和泵曲线的交点。
在设计阶段,泵排出管路和压力主管道的系统曲线通常是根据一些内置的稳健原则计算的。随着时间的推移,实际的系统曲线可能会由于以下因素而发生变化:管道中的沉积物积聚、管道高点处的空气夹带、管壁上的结垢等。
旧泵站的规模可能是根据预期的未来容量增长确定的,这可能已经实现,也可能没有实现。遗憾的是,根据原系统曲线和设计的泵运行点为旧电站选择新的改造设备的情况并不少见。实际上,这可能与实际情况相差甚远,导致泵的尺寸不正确。
读数表(如果适用)是确定系统中泵的实际流量的理想选择,它还可以绘制泵和实际系统的曲线,显示泵的运行位置,并与设计条件进行比较。如果流量计不可用,压降测试可用于确定泵的流量。
水位下降测试首先计算作为污水坑水位函数的污水坑容积,然后记录在两个特定污水坑水位(流入)之间注满污水坑所需的时间。然后,在集水坑装满后,记录泵送至特定高度的时间。
通常,优选在小范围(1至2 ‘)内测量,因为短持续时间通常可以确保流入量保持一定的恒定性。应用公式:[泵流量=加仑/分钟流入量+加仑/分钟泵压降]可以提供合理的泵流量测量。
在许多故障情况下,泵不在规格范围内运行,因此确定实际泵流率可以了解泵的健康状态,并提供问题线索,例如泵偏离其曲线或超过指定的可接受运行范围(AOR ),其中可能发生再循环气蚀和/或过度振动。从排出管线上的压力计测得的压力值被校正回泵的排出高度,这对于确定泵的运行位置也是有价值的。
一旦出现低流量指示,通过运行以下清单进行深入调查:
水泵扬程是否高于原设计扬程?
止回阀是否没有完全打开?
由于净正吸入压头(NPSHA)不足,是否存在气穴(在低压下,液体在泵叶轮孔处变成蒸汽)?
与泵的要求相比,现场是否有足够的NPSHA?
叶轮是否过早磨损?
管道堵塞了吗?
油底壳中的叶栅流会产生空气夹带吗?
测量的流量和压力是否符合泵的曲线?如果没有,寻找意外的入口损失。
如果你已经检查了上面的基本条目,但仍然不能锁定一个明确的问题,你可以考虑诊断测试。一个全业务的检测机构可以把测量电能质量的设备带到现场,进行振动测试等测试,深挖机械问题。
变频驱动器(VFD)非常受欢迎,因为它通过调速改变泵曲线来实现一系列流量,软启动来实现更软的爬升,从而避免初始电机的高瞬时峰值电流。但是VFD本身存在一系列问题,可能导致泵出现故障。
常见的VFD相关问题包括运行速度低。如果泵的尺寸过大,或者工作点基于泵站的最大进水条件,其大部分运行可能是在减速状态下进行的。
在这些情况下,有必要设置最小速度设置,以确保通过管道系统的流速足够高,以防止沉积物沉淀,并产生足够的压力来克服静压头。如果废水由于碎布或粘性物质而严重粘稠,低速运行可能导致碎布或污垢在叶轮孔中形成,从而引起许多问题。
在这种情况下,在启动和关闭期间,考虑将泵速调整为短时间全速运行,以便在泵送循环的开始和结束时“冲洗”泵。
使用VFD时,电缆长度、电缆尺寸和VFD类型等几个因素可能会导致尖峰或谐波形式的电压失真,这可能会损坏电机定子或导致共模电压和轴电压,从而产生轴承电流。轴承电流会产生热量并使轴承润滑脂和轴承圈退化,这可能会导致灾难性故障。这种情况下,可能需要正弦波滤波器或dV/dT滤波器。
许多因素,如泵系统、操作和环境,可能导致废水应用中的泵故障。所以,不去挖掘问题的根源,去修复反复出现的故障,是一种不达标的方法。为了实现长期运行的安全性和经济性,最好调查根本原因并加以解决。
