煤矿多级离心式排水泵的故障分析及处理

摘要：矿井排水系统是必不可少的煤矿主要的生产系统之一，随着煤炭开采的延伸，越来越多的多级离心式水泵被应用到煤矿井下的排水中，本文对在实际工作中多级离心泵出现的常见故障进行分析，并提出处理措施。

关键词：离心泵 故障 处理

多级离心式水泵的工作原理是多级离心泵泵轴上的叶轮在电机轴带动下高速旋转，充满在叶轮内水在离心力的作用下，从叶轮中心沿着叶片间的流道甩向叶轮四周，水在叶片的作用下，水压和流速同时提高，通过导壳流道被引向次一级的叶轮，逐次从叶轮、导壳流过，水压持续增加。逐级叠加叶轮后，扬程提高，经出水口排出。在日常工作中多级离心泵的故障多种多样，且一个故障点，有可能造成不同的故障现象。

现归纳如下：

1 启动时水泵吸不上水的原因

①灌水量少，大量空气残留于泵内。发现水泵吸不上水后立即停泵，重新灌水，注意观察真空表显示的真空度。

②底阀漏水。一是底阀坏了；二是有煤块、碎石等小块异物卡在了底阀阀板与阀座之间，使之无法正常接触。发现底阀漏水后，用大锤敲击吸水管下端振掉卡在阀座上的小块异物，如不奏效就直接拆卸底阀进行检修。无底阀排水或采用射流器灌水无此故障。

③吸水笼头堵塞。造成吸水笼头堵塞的原因，一是塑料袋、树皮等杂物堵塞了底阀滤网，水无法流过；二是水仓内泥沙、碎石、煤泥等杂物沉积，底阀被埋死。出现这种情况后，必须对水仓进行清理。另一方面，为使底阀保持畅通，要求在水仓外的水沟以及水仓和吸水井之间装设箅网，以防井中有泥石等碎物沉积。安装箅网后，坚持定期对水仓和箅网进行清理。对煤泥较大的矿井，还可以在水仓口设置煤泥沉淀池。

④吸水管漏气。吸水管接头密封性差，或装设真空表的部位漏气，管内残留空气，使得压力表、真空表剧烈摆动。发现漏气问题后，先通过排查锁定漏气部位，然后将吸水管接头橡胶垫圈换新，或用麻线缠绕不严的丝扣，涂抹铅油再拧紧。

⑤吸水侧盘根漏气，泵内残存空气。盘根未充分浸油或严重老化、盘根松散或压盖压松脱后会出现盘根漏气的情况。发现问题后先尝试紧固松散的盘根，如不奏效再将盘根换新。

2 水泵运行后排水量太小的原因

①叶轮过度磨损或杂物阻塞部分叶轮流道，会影响水泵的排量。处理方法是对叶轮进行拆修或直接换新。

②排水管路锈蚀后透水。发现问题后可用管箍包裹漏水管段，或直接对这段管路换新。

③当排水管路结垢较多时，导致管径缩小，排水阻力增加，流量下降。这时，应该清扫管路。

④底阀局部堵塞，吸水管或吸入侧盘根漏气。

3 水泵启动和运转负荷过大的原因

①水泵排水口上方闸阀在启动时未闭合，加重了启动负荷。正确的操作是启动前先闭合闸阀，水泵正常运转时再将闸阀缓慢开启。

②泵轴弯曲，导致轴、轴套和小口环之间发生摩擦，叶轮和大口环相互摩擦，无疑加重了启动负荷。此时，可直接取出泵轴校直。

③平衡环过度磨损或平衡盘不正。加工或安装过程中存在缺陷，平衡盘过度倾斜出现轴向跳动的情况，导致平衡盘局部和平衡环相互摩擦，同时加重了启动负荷。发现问题后，平衡盘须重新加工或安装，直至达到使用要求。

④盘根压盖压得过紧，水流无法对其充分润滑，盘与泵轴轴套之间摩擦力增大，电动机运行负荷也随之增加。盘根压盖的压紧程度应该适当控制，过紧或过松都不利于系统正常运转。

⑤联轴器间隙太小，在水泵轴向吸水侧移动时，特别是平衡盘和平衡环之间摩擦力过大时，两个半联轴器就会挤到一起，将轴向力传至电动机轴，电动机运行负荷增大，轴承会出现不同程度的损坏。一般情况下，联轴器间隙应该比泵轴窜量大一些。

⑥水泵装配质量不达标。多级水泵各级叶轮之间的距离不对等，造成个别叶轮与中段或口环产生摩擦，电机负荷增加。处理措施是组装前，先对叶轮和轴承进行预装，设定合理的间距，以免因间距不相等影响水泵运转。

⑦平衡室放水管堵塞。平衡室连着吸水侧的吸水段，一般都会配设放水管，以压低平衡盘背压。放水管不通畅会影响平衡装置发挥作用，同时导致轴向推力无法找平，从而增大平衡盘和平衡环之间的摩擦力，继而导致电动机负荷增加甚至无法正常启动。放水管被堵后先查明缘由，再采取有针对性的措施加以处理。

4 运行中的水泵排水突然中断原因分析

①水井水位降低，水龙头露出水面，水泵发生汽蚀，使得排水中断。发现排水中断后应立即停泵，等恢复至标准水位后再继续运转。水泵真空表是了解水泵运行状态的主要途径，现场监工人员应密切关注水泵真空表的变化，若真空值急剧上升，则表明水位降低，此时要立即查看水位作进一步处理。

②塑料袋等杂物包住了吸水龙头，或吸水龙头突然被埋，造成水泵吸水不畅而排水中断。发现问题后立即停泵清井，恢复正常后继续运转。

5 水泵振动的原因

①当吸水高度大于水泵允许吸上真空高度时，水龙头在水中的深入达不到运行标准，或水龙头露出水面，此时水泵内会出现汽蚀现象，伴有剧烈的振动或噪音。发现水泵振动后应及时停泵处理。

②半联轴器装配质量差，两个半联轴器同轴度不达标，泵轴偏重心运转引起泵体振动。要求在发现问题后立即对电动机与水泵的同轴度进行调校，直至消除振动现象。

③水泵振动的原因还有可能是泵轴弯曲或转动部分相互摩擦引起的。处理方法是对该部分进行拆修。

④轴承过度磨损或损坏，轴承偏心运转使得泵体振动。处理方法是泵承换新。

⑤叶轮损坏导致转动部分失衡使泵体振动。须对叶轮进行拆修来处理这一故障。

⑥水泵、电动机地脚螺栓松脱，或基础失稳，致使泵体失稳出现振动现象。发现问题后应立即紧固地脚螺栓，并对基础进行加固。

⑦连接水泵的管路未固牢使得水泵振动。需要对管路支架进行调整或加固。

6 水泵轴承温度过高的原因

①轴承润滑度不够会造成轴承运转时发热。需要多涂抹润滑油，使轴承保持良好的润滑度。

②润滑轴承所用的润滑油（脂）因长期放置而掺入杂物，油质下降，导致运转时轴承过热。润滑油（脂）应定期换新。

③滑动轴承油环灵活性差，或根本不转，带油量小或带不上油使得轴承发热。油环应定期进行质检，以免这类问题再次出现。此外，轴上的挡水圈损坏，水沿轴承流进轴承油池，水在油（脂）下部沉积，油漏完后剩下水，影响轴承的润滑度而导致轴承过热。因此，水泵作业时应加强现场巡检，以便及时发现问题，解决问题，避免更大的经济损失。

④轴承装配步骤或装配质量不达标，轴与轴承之间存在较大的间隙，使得轴承发热。处理方法是对相关部件换新或调整间隙，使轴与轴承贴合良好，相互配合工作。

⑤泵轴弯曲，影响了泵轴和电动机轴的同轴度，使转动部分失衡，水泵振动并对轴承产生附加力，最终导致轴承发热。

⑥平衡盘和平衡环过度磨损，泵轴偏吸水侧运转。时间一长，轴承因承受轴向力而发热，甚至过度磨损。发现问题后，先将平衡盘和平衡环换新，并对平衡盘尾部垫片进行调整，轴承也要换新。

7 水泵在运行中可能出现的异常声音

①汽蚀异音：水泵出现汽蚀现象后会发出“噼啪”的爆裂声。

②轴承异音：滚动轴承换新后都有一定的径向紧力，使得滚动体吃力地运转，并伴有嗡嗡声，使得轴承升温。听到运转的轴承发出口哨声，说明轴承缺油。听到运转的轴承发出“噼啪”的声音，问题可能是隔离架断开，滚动体破碎或内外圈开裂，应该查明原因后再处理。

8 结语

多级离心泵的使用重点在安装和维护，安装达到标准后，维护到位，能大量的减少故障。故障出现后，要根据现象去判断，能及时的排除，避免更大的事故出现。

参考文献：

[1]王振平.矿井通风、排水及压风设备[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008.

[2]陈乃祥，吴玉林.离心泵[M].北京：机械工业出版社，2003.

[3]姜宏伟.离心式排水泵故障检修方法及保养[A].水与水技术（第3辑）[C].2013.

作者简介：朱正茂（1986-），男，助理工程师，2008年6月毕业于安徽理工大学，现任凤凰山矿井下机电运行工区技术员，长期从事井下机电技术工作。