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水泵故障排查系列專題三：性能異常
2022-05-07 08:39:00力士霸泵業

水泵故障排查系列專題三：性能異常

水泵的使用壽命離不開定期巡檢，巡檢過程主要是通過水泵外在的運行表現來判斷水泵情況，從而發現水泵異常。大多數異常并非是水泵發生了不可逆的損傷，如果可以第一時間診斷故障，進行維護，水泵可以恢復到正常運轉。

水泵異常主要有以下五種表現：


性能異常多數不是從水泵自身發現的，而是通過水泵系統的上下游的其他部件表現出來的，例如水泵系統末端的水龍頭出水流量小、上游熱源主機高溫高壓報警、下游風盤或地暖采暖效果差等等。對于外部監測到的性能異常，最終表現為水泵上的是流量或揚程與設計不符，造成這種情況的原因通常有：

水泵未排氣


排氣是水泵初裝的必備步驟，沒有排氣或排氣不凈會導致泵體內出現氣水混排的現象。當泵體內持續存有氣體無法排出時，會造成水泵性能曲線衰減，流量和揚程下降的問題。
可以在停泵狀態下，打開排氣螺釘，若有氣體逸出，或灌水后有氣體逸出，則可判定為泵體有氣，這種情況應徹底排氣或完全灌泵，使得泵體內充滿水后，關閉排氣螺釘，運行水泵。

有些情況下，水泵吸入口管路會存在氣體，需要經過多次排氣或灌泵才可解決問題。


汽蝕


汽蝕在之前的內容中有提到過，汽蝕除了會引發水泵的震動和噪音外，還會影響水泵性能。這是由于汽蝕的過程中，葉輪吸入口呈現的是氣水混合狀態，氣泡的存在使得入口流道斷面面積下降，造成局部區域流速變大，產生渦流，影響水泵性能。

由于汽蝕的特性是隨水泵流量發生變化，所以逐漸關小出口閥門時，水泵的實測性能與曲線性能會縮小差距，直至關小到某個角度或全關時，水泵性能會與曲線一致。可以借助特性曲線這一點來判斷汽蝕。
解決汽蝕的方法比較多，但實現起來較為困難，例如降低介質溫度、增大入口管徑減小阻力、減小入口管長減小阻力、降低出口閥門開度等。

氣堵


氣堵這一問題多出現于污水泵系統上，當污水泵停機時，液面下降至葉輪以下，二次來水時，水泵和出口管路被氣體堵塞，導致泵體內部水位無法升高至葉輪高度，這時的起泵會造成葉輪無法接觸水而空轉。
這種情況下，水泵的運行電流較小，可以通過電流來判斷氣堵的問題。
解決氣堵需要在水泵出口到止回閥的管段上開設一個通氣孔，用來排掉泵體內部氣體。

泵體窩氣


泵體窩氣與水泵未排氣有相似之處，都在于泵體內處于氣水混排的現象，但是關鍵區別在于泵體的內部結構以及安裝角度，造成泵體內始終有一部分空氣無法通過灌泵或排氣排出，這一點可以通過系統結構來分析確認。
當水泵處于泵體窩氣時，需要改變水泵安裝角度，使其正確安裝，才可以通過排氣或灌泵來消除問題。

電機反轉


對于三相電機的水泵來說，電機轉向是一個容易出錯的地方，當調試沒有核實電機轉向時，水泵可能出現反轉，反轉會導致水泵性能急劇衰減，無法提供有效的流量和揚程。
可以通過觀察電機轉向來確認水泵是否反轉，正確的轉向可以從泵體外部標識查看，或者根據泵頭外觀、葉輪外觀來識別。
對于電機反轉的問題，可以調換任意兩個相線線序來實現。若水泵是由變頻器驅動的，更改轉向需要調整電機與變頻器之間的接線線序，或者使用變頻器的參數調整。

葉輪掉落


當系統頻繁出現水錘時，葉輪可能會反轉松動，最終出現掉落現象，葉輪掉落后，水泵的運轉將無法驅動葉輪對水做工，自然也沒有任何流量和揚程的表現，此時電機的電流大致為空載電流，可以通過電流來輔助判斷這一問題。
葉輪掉落的修復比較簡單，拆開泵體重新安裝就可以了，但是重點是如何判斷掉落的誘因和避免再次掉落。


系統阻力不符

有些系統下，水泵自身的性能符合設計參數，但是系統運行時確實無法達到設計工況點，這個問題可能在系統上，而不在水泵上，有可能是系統的阻力與設計工況點偏離太多導致的。
例如一個循環系統設計的管路過細，彎頭閥門較多，導致阻力曲線陡峭，即使閥門全開也無法降低管路阻力，導致出水流量低于設計值。
這種情況通過閥門的調節，發現水泵的工況點只能工作在曲線的左段上，需要對系統進行改動，降低系統阻力才能釋放水泵流量。

性能檢測點錯誤


很少的情況下，我們所見到的水泵性能異常，其實并不是真的異常，可能是對于流量和揚程的采集點錯誤導致的“誤判”。這種錯誤大多來自于壓力表或壓力傳感器的數據反饋，當我們使用了錯誤點位的壓力表/壓力傳感器，所讀取到的水泵揚程可能是被閥門或止回閥等阻力元件消耗了的數據，可能低于水泵的真實揚程。
需要根據系統取壓點位置判斷是否存在揚程計算不準確的問題，并在水泵進出口就近測定壓力值。


控制器設置錯誤

一些帶有變頻控制的水泵，通常允許設定壓力或頻率，來達到降頻節能效果，但是如果設置了過低的壓力或頻率，可能會導致水泵出水性能不足，這種情況僅需對變頻器正確設置即可解決問題。

轉速過低


不同于變頻器設置頻率的錯誤問題，當電機替換時，錯誤地使用了低速電機，導致水泵轉速下降，影響出水性能。
可以在電機銘牌查到電機的實際轉速，可以根據水泵銘牌或水泵資料查到正確的轉速，當轉速差距過大時，需要更換合適轉速的電機。

葉輪裝配錯誤


葉輪裝配錯誤多見于水泵現場拆解維護之后，葉輪回裝的順序錯誤，定位軸套安裝在了錯誤的位置上，導致葉輪有軸向移動，口環的結構被破壞，葉輪吸入口出現大量回流，流量和揚程都受損失，泵效率下降。
對于這種問題，需要拆解泵頭，測量葉輪安裝尺寸來檢查，如確實為安裝錯誤，則需要重新安裝。

葉輪損壞

由于長期汽蝕或異物進入泵體，導致葉輪磨損，葉片和蓋板出現缺肉、穿透的損傷，這會影響葉輪的水利性能，造成流量揚程的衰減。這種損傷從外部難以判斷，需要拆開泵頭檢查葉輪。
對于損壞嚴重的葉輪，需要進行更換，替換葉輪并不困難，但是仍然需要檢查葉輪損壞原因，避免后期再次損壞。
定期巡檢讓我們能盡早發現水泵異常，找到原因及時處理降低成本，然而大多數人對水泵異常無法準確找到原因所在，導致水泵效率低下，甚至損壞。
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水泵故障排查系列專題三：性能異常
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