橡胶坝充排水系统常见故障分析

【摘要】充排水系统是橡胶坝的重要组成部分，能否正常运行直接关系到工程安全和闸坝功能的有效发挥。文章梳理了引祊入涑橡胶坝工程充排水系统运行管护过程中遇到的问题，提出了行之有效的应对解决措施，有效化解了运行故障，保障了橡胶坝的安全运行，为今后橡胶坝故障处置提供了借鉴。

【关键词】橡胶坝;充排水系统;故障分析;维护措施

橡胶坝是用高分子合成材料建造的一种新型水工建筑物，具有节省材料、造价低、结构简单、自重轻、抗震性好、运行费用低等优点。近年来，广泛应用于防洪、挡水灌溉、城乡供水、水力发电、美化环境等诸多领域。橡胶坝的充排水系统是橡胶坝工程的灵魂，是关系到整个橡胶坝能否正常运行的关键。充排水系统主要由电机、水泵、空压机、管道、闸阀、低压控制电路等组成。这套系统在运行过程中暴露出了一些问题和故障，因此，进行橡胶坝充排水系统问题梳理和经验总结很有必要。本文结合临沂市引祊入涑工程橡胶坝充排水系统的运行和使用实践，分析了设备故障类型，总结了运行维护经验和做法，为后续充排水设备的深化应用做了有益探索。

1工程概况

橡胶坝是临沂市引祊入涑工程的重要组成部分，位于祊河上，具有双向调节功能，即在汛期时橡胶坝塌坝运行使涑河上游超标准洪水通过引祊入涑水道安全通过祊河，减轻临沂城防洪压力，在非汛期升坝运行引祊河水入涑河，补充涑河水量，改善涑河水质。橡胶坝工程为大(1)型，橡胶坝共5节，每节坝袋净长83m，蓄水高度5m，一次蓄水1560万m3。

2橡胶坝充排水系统常见故障类型与分析

a.电机采用直接启动方式冲击电流过大。引祊入涑橡胶坝工程建成初期供水泵和排水泵电机采用直接启动方式，这种启动方式非常简单，但有很大的危害性。启动时冲击电流过大，会造成电网电压下降，影响其他设备的正常运行，还可能发生欠压保护动作，同时过大的启动电流会使电机绕组发热，从而加速绝缘老化，影响电机寿命，启动过程中的压力突变往往造成水泵、管道和阀门的的损伤，影响橡胶坝正常控制运用。b.橡胶坝供水泵和排水泵出水量不足。引祊入涑橡胶坝工程有2台供水泵和4台排水泵，它们控制着进、出橡胶坝的水量，从而按时完成升坝和塌坝操作，但在运行过程中常出现水泵出水量不足问题。原因在于:供水泵进水口位于橡胶坝体上游，河道水位过低时进水口淹没深度不够，进水口和出水口容易被淤泥和杂物堵塞，出水量也就不足;空气进入泵内以及长时间运转导致轴封装置和阀门漏气;杂物进入水泵导致叶轮堵塞引起出水量不足。c.橡胶坝供水泵和排水泵运行过程中异常振动和噪声过大。引祊入涑橡胶坝工程供水和排水泵运行过程中出现的异常振动和噪声过大的问题，容易对水泵机组造成损坏。究其原因主要是充坝操作时河水中的杂物通过管道进入供水泵叶轮以及塌坝操作时密封坝袋内的杂物进入排水泵叶轮造成堵塞，同时长时间运行导致水泵基础不稳，地脚螺栓松动，水泵吸入空气等因素引起水泵异常振动和噪声过大。d.充排水系统漏水。漏水现象是橡胶坝供排水系统最常见的问题。水泵自身的漏水通常是由机械密封损伤引起的，机械密封出现问题的原因是多方面的，比如润滑油质差，固体颗粒杂质进入密封端面，划伤或加快密封端面的磨损，再比如密封面润滑油量不足以及工作介质中含有气体等原因使密封腔出现负压引起摩擦副干摩擦导致拉伤密封端面。在维修过程中发现高温或工作环境中的弱酸、弱碱对静环和动环辅助橡胶密封件腐蚀作用强烈，导致密封件无弹性甚至已经腐烂，造成水泵大量渗漏。管道漏水主要发生在法兰连接处，原因在于橡胶坝充水和排水过程中管道内的压力不断变化导致密封件损坏和法兰螺栓松动，密封面润滑油量不足引起密封端面损伤造成漏水。另外，水泵和供排水管道备通常埋于地下，长期处于阴暗潮湿的环境中，各类闸阀很容易出现锈蚀现象，导致水泵倒转和供水管道漏水。e.低压控制系统故障。橡胶坝充排水系统低压控制系统常见故障是保护回路中的低压断路器和交流接触器损坏。橡胶坝充坝或者塌坝往往需要较长时间，有时出现电压过高或过低现象，低压断路器在供水泵和排水泵运行过程中受到强大电流的作用导致断路器自身设备运行过热，断路器内部绝缘性能降低，极易发生内部短路的现象，造成水泵误停机;接触器由于电源过低或波动过大产生误动作或者不动作等现象，接触器本身机械可动部分长时间运行出现被卡死现象，绝缘性遭到损坏，同时低压控制系统长期处于泵房阴暗潮湿的环境中容易出现线圈过热或烧毁的现象，影响供排水系统的正常启动和关闭。

3橡胶坝充排水系统的维护经验与做法

a.改变电机启动方式。针对电动机启动时冲击电流过大的问题，将电机启动方式由全压直接启动改为软启动［1］。为每个水泵配备软启动器，软启动器在工作时，通过逐渐增大晶闸管导通角的方式，实现电机起动电流从零线性上升至设定值，这种启动方式对电机无冲击，减少了冲击转矩，提高了供电可靠性，延长机器使用寿命。而在停机时平滑减速，克服瞬间断电停机的弊病，减轻水流对管路的冲击。b.橡胶坝供水泵和排水泵出水量不足的维修措施。水泵出水量不足时，首先检查进水口是否堵塞，定期进行充塌坝试验和人工清理进排水口的杂物，同时增加进水管的淹没深度，确保进水量充足;其次检查水泵是否有漏气的部位并及时修复，拧紧水泵的所有连接螺栓，拧紧填料压盖，紧紧地包缠管道与仪表连接的地方;最后检查水泵叶轮是否堵塞并及时清理叶轮上的杂物。c.橡胶坝供水泵和排水泵运行过程中异常振动和噪声过大的维护经验。根据水泵异常振动并产生过大噪声的不同原因采取措施，比如检查底阀、叶轮等部位是否有堵塞并及时清除杂物，查明汽蚀原因并及时采取排气操作，同时，采取加固水泵基础、拧紧地脚螺栓等措施来达到减轻振动和噪声的目的［2］。d.做好充排水系统漏水问题的维修工作。必须定期对水泵润滑油质进行检测，保证油室润滑油的清洁度，禁止加不清洁润滑油，油室腔内润滑油面高度应高于动、静环密封面，充分利用水泵的排气阀对水泵进行保护，橡胶件应选用耐高温、耐弱酸、弱碱的氟橡胶;同时定期按顺序依次对螺栓螺母进行检查，拧紧全部螺栓，直至压紧密封垫环，发现密封件有问题时及时更换。法兰连接处的管道漏水采取更换损毁的密封件、拧紧法兰螺栓和及时补充密封面润滑油量等措施来解决。金属遇到河水会发生一定的化学反应，要经常清理阀杆螺母尘沙，以防锈蚀，每月对充排水系统定期保养，修理或更换闸阀预防水泵倒转，各类机电设备用柴油清洗后涂抹黄油等保养措施来保证管道畅通无渗漏现象。e.低压控制系统故障排除与维护。低压控制系统规定每周检查一次，主要查看短路器和接触器有无过热、异味及放电现象，各部件螺丝有无松动、脱落及接触不良，表面有无破损及清洁与否。同时每年检修一次，具体内容包括清洁触头表面，更换损坏的线圈和触头，排除卡住故障，清扫卫生，查修零部件，测试绝缘电阻并及时更换性能下降的断路器。日常维护工作中注意检查低压控制系统周围是否有妨碍其通风散热的物体，确保四周有足够的空间，检查配电线端子是否松动，柜内元器件是否有过热、变色、焦臭味等异常现象，定期清扫灰尘，以免影响散热，防止晶闸管因温升过高而损坏，同时也可避免因积尘引起的漏电和短路事故［3］。f.加强人员培训和橡胶坝运行管理制度建设。操作人员只有熟悉橡胶坝充排水系统的工作原理，掌握基本的维修常识，才能对运行过程中出现的故障及时处理。针对系统出现的问题要做好记录，疑难问题要及时联系专业人员来处理，操作人员要多跟专业人员交流学习，积极动手配合维修人员的工作，对整个故障分析和排除的过程详细记录，积累经验，减少同类问题的发生。定期对操作人员进行培训和教育，提高操作人员对机械、电气、材料等知识的认知水平，派有专业基础的人员到厂家进行学习培训，提高生产过程中检修、维修工人的技术水平，定期进行技术培训和专业知识培训，提高维修人员的工作能力。工作中，结合工程运行的实际情况制定了《橡胶坝充排水系统日常保养规范》《橡胶坝运行操作规程》等制度，设备的日常养护工作、运行过程中的操作安全及运行后的注意事项等工作做到有章可循［4］。无规矩不成方圆，橡胶坝充排水系统只有在严格的制度管理下才能充分发挥自身的特点，提高设备应用与维护管理工作的标准化水平。

4结语

本文分析了橡胶坝充排水系统在运行过程中常现的故障类型，并介绍了日常维修、养护的经验与方法。在实际维护工作中要严格执行相关维护管理制度，主动分析故障出现的原因，采取切实可行的应对措施，不断积累经验，始终保持橡胶坝充排水系统具有良好的工作性能，进一步保障橡胶坝工程安全运行，发挥工程效益。

参考文献

［1］李亮．橡胶坝充排水系统水泵选型及电气设计［J］．山东水利，2019(7):25-26．

［2］查湘义．水泵常见故障原因及处理措施［J］．民营科技，2018(4):57．

［3］魏海英，祝华威，李季．橡胶坝的日常养护与维修［J］．科技传播，2013(9):119-120．

［4］史瑞金．滦河二级水电站橡胶坝的设计施工与管理［J］．中国水能及电气化，2012(5):58-60．

作者：韩飞 单位：临沂市水利工程保障中心