论文摘要
我国机电排灌总量7000多万kW,泵站46万余座,其中大中型泵站5500多座,每年泵站水泵机组检修要耗费大量的人力、物力和财力,并且影响泵站功能的发挥。水泵机组的耐久性直接影响故障发生,频繁的故障和检修会增加维修费用。因此研究和提高水泵机组的耐久性,合理确定机组大修周期,对提高水泵机组的可靠性、节省维修费用有重要意义。水泵导轴承磨损、叶片和叶轮外壳汽蚀和电机绝缘老化是影响水泵机组耐久性的主要控制因素。本文分析了影响水泵机组关键部件耐久性的影响因素,利用已有研究成果和相关试验数据,结合水泵运行条件,分别建立了水泵油润滑导轴承端面密封磨损速率、水泵水润滑导轴承磨损速率、水泵叶片和叶轮外壳汽蚀破坏速率和电机绝缘老化速率计算公式。考虑各影响因素的不确定性,创建了受多因素影响的基于可靠度的关键部件运行寿命理论,提出了计算方法。针对泵站水泵机组不同形式和运行条件,分析了相关因素对关键部件破坏速率的影响,提出了提高水泵机组耐久性的措施。最后,以平均年维修费用和因故障检修造成的直接经济损失之和最少为目标定量确定了调水泵站水泵机组大修周期。研究结果表明:水泵油润滑导轴承密封端面上的压强是静环与静环座的重量、弹簧压力、以及水推力共同作用的结果,其中水推力所占比重较小。水泵水润滑导轴承磨损速率的主要影响因素有:导轴承的径向载荷、润滑水的含沙量,轴瓦材料的抗磨损强度。其他运行条件相同时,同样的水润滑橡胶导轴承,采用清水润滑时的运行寿命是采用河水润滑时的8倍左右。水泵叶片汽蚀破坏速率的影响因素有:水泵抗汽蚀性能、水泵运行工况、抽排水体的含沙量,其中水泵叶轮的淹没深度、水泵实际扬程偏移设计扬程的偏移值影响较大。叶轮外壳间隙汽蚀破坏速率的影响因素主要有材料的抗拉强度与叶片间隙值。水泵电动机绝缘老化速率的主要影响因素有:绝缘材料性质、电因素、热因素、机械因素,具有95%可靠度的聚酯树脂绝缘老化速率约为环氧树脂绝缘老化速率的1.7倍。水泵机组不同部件耐久性相差较大。算例泵站电动机绝缘、水泵叶片、叶轮外壳、端面密封具有95%可靠度的运行寿命分别为28.6、8.2、5.7、3.4 a。以年维修费用与经济损失之和最小为目标计算水泵机组的大修周期,算例泵站机组的大修周期为5.3 a,水泵机组最低可靠度发生在大修周期末,为98%。
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标签：大型水泵机组论文; 耐久性论文; 预测论文; 基于可靠度的运行寿命论文; 大修周期论文;