双王城水库入库泵站机电设备运行问题分析及措施

王 榕，宋银杰，武 健，董 通，任泽俭

（1.南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南 250109；2.山东省调水工程运行维护中心烟台分中心，山东 烟台 264000；3.山东润鲁工程咨询集团有限公司，山东 济南 250100）

1 概述

大中型泵站作为重要的水利工程设施，承担着水资源的调度和供应任务，对保障农田灌溉、城市供水等起到至关重要的作用[1]。然而，大中型泵站工程机电设备在运行过程中面临着一系列的问题，如设备故障频发、运行效率不高等，给泵站的正常运行带来了一定的困扰，因此，实施泵站工程机电设备的运行问题原因分析与解决措施的研究具有重要的理论和实际意义。通过分析泵站工程机电设备运行中存在的问题，找出问题的原因，并提出相应的解决措施，以提高泵站设备的安全性、可靠性和运行效率，进而提升工程机电设备的整体运行质量和效益。

2 泵站基本情况

双王城水库入库泵站位于水库围坝西南角，中心线处围坝桩号0+000，与围坝轴线正交。设计最大流量为8.61 m3/s，最小流量为1.50 m3/s，主要由清污机、前池、进水池、主副厂房、出水钢管、出水池、压力箱、入库涵洞组成。主厂房内安装4台立式混流泵机组，2台1200HL-8.5型水泵，2台800HL-11型水泵，总装机容量1 750 kW。主副厂房内还安装电力、电气、机械、自动化、通信等设备，并设有计算机监控系统和视频监视系统，中央控制室设在副厂房。

双王城水库于2010年8月开工建设，2013年5月通过了蓄水阶段验收，2018年10月通过了完工验收。南水北调工程于2013年5月份启动山东省内试通水，双王城水库2013年6月7日~6月25日首次蓄水，入库水量1 364万m3。2018年6月26日，水库首次蓄水至设计水位12.5 m；为南水北调东线山东干线工程重要调蓄水库，双王城水库建成运行后，至今共调水入库3.12亿m3，向潍坊地区进行居民用水、工业用水、生态用水供给发挥巨大作用，累计供水2.17亿m3。2018年和2019年为应对台风“温比亚”和“利奇马”，缓解当地的排涝救灾压力，双王城水库紧急开机调水共170.59万m3。

3 目前存在问题和原因分析

3.1 设备故障频发

设备故障频发是大中型泵站工程机电设备运行中常见的问题之一，对泵站的正常运行和工程效益产生了严重影响[2-4]。

（1）设备自身的质量问题。在大中型泵站工程中，各类设备是保证泵站正常运行的重要组成部分。如果设备本身质量不过关，存在制造过程中的缺陷，或者使用寿命已经达到甚至超过预期，就会导致设备故障频发。此外，如果设备的维护保养不到位、使用不当或者存在过度磨损等情况，也会加剧设备故障的发生概率。

（2）环境因素也是导致设备故障频发的重要原因。泵站工程常常面临恶劣的环境条件，如高温、高湿等。这些因素对设备的正常运行产生了不可忽视的影响。例如，高温环境会导致设备的散热效果下降，使得设备易于过热或损坏；高湿环境会导致设备的绝缘性能下降，增加设备发生短路或电气故障的可能性。这些环境因素对设备的可靠性和稳定性造成了挑战，进而导致设备故障频发的情况。

（3）运行中的人为因素也是设备故障频发的重要原因。人为因素包括操作不当、维护保养不到位、设备参数设置错误等。在泵站工程中，设备操作人员的素质和经验水平直接影响到设备的正常运行。如果操作人员缺乏必要的技术培训和操作规范，就容易导致设备故障频发的情况。此外，如果维护保养人员对设备的检修和保养工作不到位，也会加大设备故障的概率。

（4）运行中的管理控制不力也是设备故障频发的一个重要原因。泵站工程涉及多个设备和多个系统的协同运作，如果对整个泵站的设备运行管理和控制不够科学有效，就容易导致设备故障频发。例如，若缺乏完善的设备维护保养计划和记录，无法及时发现和处理设备故障；若缺乏完备的设备监控系统和报警机制，就无法及时得知设备运行状态的异常情况。这些管理控制上的不足会导致设备的故障无法及时诊断和修复，进而使设备故障频发问题加剧。

3.2 设备运行效率不高

泵站工程机电设备运行效率不高是指在泵站运行过程中，机电设备的工作效率不理想，无法充分发挥其应有的功能和性能，导致设备的能源消耗大、运行成本高、维护负担大等问题[5，6]。

（1）设备选型不合理是造成运行效率不高的主要原因之一。泵站设备可以涉及到多种类型的水泵、电机以及其他辅助设备。比如泵与电机的匹配度、选用的品牌、型号和规格等都会对泵站的运行效率产生重要影响。如果选型不当，设备的运行效率会大打折扣。比如，选用功率过大或过小的水泵和电机，会导致运行时的能源浪费或无法满足流量和扬程要求。

（2）设备安装调试不规范也是导致运行效率不高的重要因素。设备的安装和调试应按照规范进行，如正确安装设备、合理布置管道、调整传动装置等。若安装过程中存在问题，如设备位置不平衡、管道连接不良、传动装置不精确等，都会对设备的运行效率产生不良影响。此外，机电设备的调试工作也非常重要，合理调整设备的参数及运行方式，能够有效提高设备的工作效率。

（3）设备的维护保养不到位也是导致运行效率不高的关键因素。机电设备的正常运行需要定期维护和保养，包括清洁设备、更换易损件、检查润滑油、调整传动装置等。若维护保养不到位，设备可能会出现故障和损坏，进而导致设备的运行效率下降。而且，及时发现和处理设备问题也能够减少停机维修时间，提高设备的连续运行能力。

（4）运行管理不科学也会对设备的运行效率产生一定的影响。泵站的运行管理应合理规划设备的使用方式，对泵站设备进行科学调度和合理运行，保障设备的充分利用。同时，定期进行设备的性能检测和运行数据的分析，能够及时发现问题并采取相应措施，进一步提高设备的运行效率。

（5）设备老化也是导致运行效率不高的重要原因。长时间使用的设备可能会出现磨损、松动或腐蚀等问题，这些都会导致设备的性能下降，进而影响运行效率。定期对设备进行检测和维修，更新老旧的设备，是保持设备高效运行的关键。

3.3 设备维护保养不到位

设备维护保养不到位是大中型泵站工程机电设备运行中常见的问题之一，它直接影响着设备的正常运行和寿命[7，8]。

（1）设备维护保养不到位导致设备故障频发。在设备长时间运行的过程中，由于磨损、老化、沉积物堆积等原因，设备的各个零部件会逐渐出现疲劳和损坏。如果没有进行及时、全面的维护保养工作，这些问题就会逐渐积累，最终导致设备故障的发生。比如，泵站中的水泵，如果不定期清理和更换密封件，可能会出现漏水、渗水等问题，影响其正常运行。

（2）设备维护保养不到位造成设备效率下降。正常情况下，设备在运行过程中会逐渐积累灰尘、油垢、水垢等污染物，这些污染物会降低设备的传热、传动和传质效率，导致能耗增加。而如果没有定期清洗、清理设备，这些污染物就会导致设备效率下降，增加了设备的运行成本。

（3）设备维护保养不到位加速设备老化。设备在运行过程中会受到各种外界因素的影响，如温度、湿度、振动等。如果设备没有得到及时的维护保养，这些外界因素会加速设备的老化过程，增加设备的故障率和维修频率。而设备的维修和更换是一个相对复杂和费时费力的过程，不仅会增加泵站运营人员的工作负担，还会降低设备的可靠性和使用寿命。

（4）设备维护保养不到位还存在一定的安全隐患。在泵站运行过程中，设备可能会存在泄漏、短路、电器故障等安全隐患，如果没有及时发现和处理，就会对设备运行和人员安全造成潜在危害。例如，电气设备部分的松动接线、电缆老化等问题，如果没有定期维护保养，可能导致电气火灾等事故的发生。

4 解决措施

4.1 设备故障频发的解决措施

泵站的机电设备运行状况直接影响到水利工程的安全和稳定运行，针对设备故障频发的问题，应采取维护保养、技术培训、科学管理和设备改造等多方面的措施进行解决。通过落实这些措施，可以有效地预防和解决设备故障频发的问题，提高泵站工程机电设备的运行效率和可靠性。

（1）要做好设备的日常维护保养工作。定期对设备进行检查和保养，及时发现设备存在的隐患并进行处理。例如，定期检查设备的润滑情况，保证设备的润滑工作正常进行，减少因为摩擦引起的故障。此外，还要定期对设备进行清洗和排污，保持设备的清洁，防止积污和杂物对设备造成影响。同时，还要注意设备的温度和振动情况，确保设备运行在正常的工作参数范围内。

（2）加强设备的技术培训和维修队伍建设。设备故障频发往往与维修人员的技术水平和技术素养有关。因此，要加强对维修人员的技术培训，提高其维修水平和技术能力。同时，要建立完善的维修队伍，确保维修人员的数量和素质能够满足设备维修的需求。在维修过程中，要注重维修记录的积累和汇总，及时总结经验教训，以便更好地指导后续的维修工作。

（3）加强设备的科学管理。首先，要制定合理的设备运行和维修计划。根据设备的特点和工作条件，制定科学合理的设备运行和维修计划，包括设备的检修周期、维修方法和维修内容等。同时，要建立健全设备运行记录和维修记录，对设备的运行状况进行全面、准确的记录和分析。其次，要加强对设备的监控和预警。利用现代化的设备监控系统，对设备的运行状态进行实时监控，并及时发现设备运行异常和故障预警，采取相应的措施进行处理，防止故障发生或扩大。同时，要加强与设备制造商和专业机构的联系和合作，及时获取设备的技术支持和信息，确保设备运行和维修工作的高效进行。

（4）加强对设备的改造和更新。随着科技的发展和设备技术的更新换代，一些设备可能已经存在老化和落后的情况，容易引发故障。因此，要根据实际情况，及时进行设备的改造和更新，采用新的技术和设备，提高设备的可靠性和安全性。同时，要进行合理的设备调度和运行模式设计，避免设备的过度运行和工作负荷不均衡，减少因为过度磨损引起的故障。

4.2 设备运行效率不高的解决措施

设备运行效率不高是大中型泵站工程机电设备运行中常见的问题之一，针对设备运行效率不高的问题，可以从设备的维护与保养、设备运行监控与管理、设备运行参数的优化、设备技术改造和更新以及设备培训和操作规程等方面进行解决措施。通过采取这些措施，可以提高设备的运行效率，提高生产效益，降低运营成本，实现设备的可持续、稳定运行。

（1）设备维护与保养。设备维护与保养是确保设备长期稳定运行的关键。通过定期的设备维护保养工作，可以及时发现并解决设备运行中的故障问题，避免因故障导致设备停机维修，减少运行效率的下降。维护保养工作包括设备的清洁、润滑、紧固件的检查、电气设备的检修等。同时，还需要建立设备维修记录和保养计划，及时对设备进行维护和保养工作。

（2）设备运行监控与管理。设备运行监控与管理是提高设备运行效率的重要手段。通过监控设备的运行状态和参数，可以及时了解设备的工作情况，发现设备运行中存在的问题，并及时采取相应的措施进行处理。监控手段可以包括使用传感器对设备进行实时监测，采用智能化的监控系统进行数据分析和预警等。同时，还可以建立设备运行的管理制度，明确设备运行的责任和流程。

（3）设备运行参数的优化。通过对设备运行参数进行优化调整，可以提高设备的运行效率。优化调整包括设备的启停控制、操作参数的调整、工作流程的优化等。例如，在水泵的运行中，可以通过调整泵的进出口压力差、泵的转速等参数，使泵的运行达到最佳状态，提高泵的效率。另外，在设备工作流程的优化中，可以避免或减少设备的空转、重复动作等，提高设备的工作效率。

（4）设备技术改造和更新。对老化或性能不佳的设备进行技术改造和更新，是提高设备运行效率的重要途径。技术改造和更新可以包括设备的结构优化、零部件更换、控制系统升级等。通过改进设备的设计和技术性能，提高设备的运行效率和可靠性，实现设备的节能和降低运行成本的目标。

（5）设备培训和操作规程。设备运行效率的提高还离不开操作人员的能力和水平。通过对操作人员进行培训，提高其设备操作和维护保养的技能和素质，使其能够正确、熟练地操作设备，减少人为因素对设备运行效率的影响。另外，制定并执行科学、规范的操作规程，遵循设备操作流程和要求，有助于提高设备运行效率。

4.3 设备维护保养不到位的解决措施

设备维护保养在大中型泵站工程的运行中非常重要，它对于设备的性能、寿命和安全运行起着至关重要的作用。针对设备维护保养不到位的问题，通过建立健全的维护保养管理机制、加强日常巡检和定期检修、科学合理选用和管理维护保养材料、加强维护保养人员的培训和考核以及借助现代信息化技术等措施来解决。只有通过全面、系统地做好设备维护保养工作，才能保证设备长期的正常运行，提高工程项目效益，确保设备的安全性和可靠性。

（1）建立健全的维护保养管理机制。建立健全的维护保养管理机制是解决设备维护保养不到位问题的关键，该机制应包括设备维护保养计划的编制、维护保养人员的配备与培训、维护保养任务分解与落实等环节。通过制定明确的计划，明确维护保养的内容和时间节点，能够帮助维护保养人员有条不紊地进行工作。

（2）加强设备的日常巡检工作。加强设备的日常巡检工作是确保设备维护保养不到位的重要手段之一，巡检工作可以发现设备存在的问题，并及时采取措施进行修复。巡检人员应该掌握设备的运行特点和常见故障情况，具备一定的维修技能，能够及时发现并解决一些较为简单的故障。

（3）定期的设备检修。除了日常巡检，定期的设备检修也是保证设备长期正常运行的关键环节。设备检修包括设备的拆卸、清洗、检修、更换易损部件等工作。定期检修可以有效地发现设备存在的潜在问题，并及时进行维修。在进行设备检修时，要制定详细的操作规程和技术要求，并配备专业的维护保养人员进行操作，确保操作的准确性和安全性。

（4）科学合理地选用和管理维护保养材料和工具。科学合理地选用和管理维护保养材料和工具也是解决设备维护保养不到位问题的关键因素。应当选用质量可靠、性能稳定的材料和工具，并严格按照要求进行存放和管理。同时，还要建立健全的材料和工具使用记录，及时补充和更新，避免因材料和工具不足而影响维护保养工作的正常开展。

（5）加强对维护保养人员的培训和考核。加强对维护保养人员的培训和考核也是提高设备维护保养水平的必要手段。维护保养人员应具备一定的技术和专业知识，能够熟练掌握设备的维护保养要求和操作方法。定期组织培训和考核，及时了解人员的技能水平和知识储备情况，可以及时掌握并解决问题，确保设备维护保养的质量和效果。

（6）借助现代信息化技术手段，提高设备维护保养工作的效率和精度。可以利用计算机、互联网等工具进行设备故障的自动监测和报警，以及维护保养记录的电子化管理。这样能够实现对设备运行状态的实时监控和分析，更好地预防和排除设备故障，提高维护保养工作的智能化水平。

5 结语

对入库泵站工程机电设备运行中存在的问题进行了深入的分析，并提出了相应的解决措施。通过实施这些解决措施，我们可以提高泵站设备的安全性、可靠性和运行效率，从而提升工程机电设备的整体运行质量和效益。这对于保障水资源的调度和供应任务，促进农田灌溉、城市供水等方面起到了重要的作用。