雙王城水庫入庫泵站機電設備運行問題分析及措施

王 榕，宋銀杰，武 健，董 通，任澤儉

（1.南水北調東線山東干線有限責任公司，山東 濟南 250109；2.山東省調水工程運行維護中心煙臺分中心，山東 煙臺 264000；3.山東潤魯工程咨詢集團有限公司，山東 濟南 250100）

1 概述

大中型泵站作為重要的水利工程設施，承擔著水資源的調度和供應任務，對保障農田灌溉、城市供水等起到至關重要的作用[1]。然而，大中型泵站工程機電設備在運行過程中面臨著一系列的問題，如設備故障頻發、運行效率不高等，給泵站的正常運行帶來了一定的困擾，因此，實施泵站工程機電設備的運行問題原因分析與解決措施的研究具有重要的理論和實際意義。通過分析泵站工程機電設備運行中存在的問題，找出問題的原因，并提出相應的解決措施，以提高泵站設備的安全性、可靠性和運行效率，進而提升工程機電設備的整體運行質量和效益。

2 泵站基本情況

雙王城水庫入庫泵站位于水庫圍壩西南角，中心線處圍壩樁號0+000，與圍壩軸線正交。設計最大流量為8.61 m3/s，最小流量為1.50 m3/s，主要由清污機、前池、進水池、主副廠房、出水鋼管、出水池、壓力箱、入庫涵洞組成。主廠房內安裝4臺立式混流泵機組，2臺1200HL-8.5型水泵，2臺800HL-11型水泵，總裝機容量1 750 kW。主副廠房內還安裝電力、電氣、機械、自動化、通信等設備，并設有計算機監控系統和視頻監視系統，中央控制室設在副廠房。

雙王城水庫于2010年8月開工建設，2013年5月通過了蓄水階段驗收，2018年10月通過了完工驗收。南水北調工程于2013年5月份啟動山東省內試通水，雙王城水庫2013年6月7日~6月25日首次蓄水，入庫水量1 364萬m3。2018年6月26日，水庫首次蓄水至設計水位12.5 m；為南水北調東線山東干線工程重要調蓄水庫，雙王城水庫建成運行后，至今共調水入庫3.12億m3，向濰坊地區進行居民用水、工業用水、生態用水供給發揮巨大作用，累計供水2.17億m3。2018年和2019年為應對臺風“溫比亞”和“利奇馬”，緩解當地的排澇救災壓力，雙王城水庫緊急開機調水共170.59萬m3。

3 目前存在問題和原因分析

3.1 設備故障頻發

設備故障頻發是大中型泵站工程機電設備運行中常見的問題之一，對泵站的正常運行和工程效益產生了嚴重影響[2-4]。

（1）設備自身的質量問題。在大中型泵站工程中，各類設備是保證泵站正常運行的重要組成部分。如果設備本身質量不過關，存在制造過程中的缺陷，或者使用壽命已經達到甚至超過預期，就會導致設備故障頻發。此外，如果設備的維護保養不到位、使用不當或者存在過度磨損等情況，也會加劇設備故障的發生概率。

（2）環境因素也是導致設備故障頻發的重要原因。泵站工程常常面臨惡劣的環境條件，如高溫、高濕等。這些因素對設備的正常運行產生了不可忽視的影響。例如，高溫環境會導致設備的散熱效果下降，使得設備易于過熱或損壞；高濕環境會導致設備的絕緣性能下降，增加設備發生短路或電氣故障的可能性。這些環境因素對設備的可靠性和穩定性造成了挑戰，進而導致設備故障頻發的情況。

（3）運行中的人為因素也是設備故障頻發的重要原因。人為因素包括操作不當、維護保養不到位、設備參數設置錯誤等。在泵站工程中，設備操作人員的素質和經驗水平直接影響到設備的正常運行。如果操作人員缺乏必要的技術培訓和操作規范，就容易導致設備故障頻發的情況。此外，如果維護保養人員對設備的檢修和保養工作不到位，也會加大設備故障的概率。

（4）運行中的管理控制不力也是設備故障頻發的一個重要原因。泵站工程涉及多個設備和多個系統的協同運作，如果對整個泵站的設備運行管理和控制不夠科學有效，就容易導致設備故障頻發。例如，若缺乏完善的設備維護保養計劃和記錄，無法及時發現和處理設備故障；若缺乏完備的設備監控系統和報警機制，就無法及時得知設備運行狀態的異常情況。這些管理控制上的不足會導致設備的故障無法及時診斷和修復，進而使設備故障頻發問題加劇。

3.2 設備運行效率不高

泵站工程機電設備運行效率不高是指在泵站運行過程中，機電設備的工作效率不理想，無法充分發揮其應有的功能和性能，導致設備的能源消耗大、運行成本高、維護負擔大等問題[5，6]。

（1）設備選型不合理是造成運行效率不高的主要原因之一。泵站設備可以涉及到多種類型的水泵、電機以及其他輔助設備。比如泵與電機的匹配度、選用的品牌、型號和規格等都會對泵站的運行效率產生重要影響。如果選型不當，設備的運行效率會大打折扣。比如，選用功率過大或過小的水泵和電機，會導致運行時的能源浪費或無法滿足流量和揚程要求。

（2）設備安裝調試不規范也是導致運行效率不高的重要因素。設備的安裝和調試應按照規范進行，如正確安裝設備、合理布置管道、調整傳動裝置等。若安裝過程中存在問題，如設備位置不平衡、管道連接不良、傳動裝置不精確等，都會對設備的運行效率產生不良影響。此外，機電設備的調試工作也非常重要，合理調整設備的參數及運行方式，能夠有效提高設備的工作效率。

（3）設備的維護保養不到位也是導致運行效率不高的關鍵因素。機電設備的正常運行需要定期維護和保養，包括清潔設備、更換易損件、檢查潤滑油、調整傳動裝置等。若維護保養不到位，設備可能會出現故障和損壞，進而導致設備的運行效率下降。而且，及時發現和處理設備問題也能夠減少停機維修時間，提高設備的連續運行能力。

（4）運行管理不科學也會對設備的運行效率產生一定的影響。泵站的運行管理應合理規劃設備的使用方式，對泵站設備進行科學調度和合理運行，保障設備的充分利用。同時，定期進行設備的性能檢測和運行數據的分析，能夠及時發現問題并采取相應措施，進一步提高設備的運行效率。

（5）設備老化也是導致運行效率不高的重要原因。長時間使用的設備可能會出現磨損、松動或腐蝕等問題，這些都會導致設備的性能下降，進而影響運行效率。定期對設備進行檢測和維修，更新老舊的設備，是保持設備高效運行的關鍵。

3.3 設備維護保養不到位

設備維護保養不到位是大中型泵站工程機電設備運行中常見的問題之一，它直接影響著設備的正常運行和壽命[7，8]。

（1）設備維護保養不到位導致設備故障頻發。在設備長時間運行的過程中，由于磨損、老化、沉積物堆積等原因，設備的各個零部件會逐漸出現疲勞和損壞。如果沒有進行及時、全面的維護保養工作，這些問題就會逐漸積累，最終導致設備故障的發生。比如，泵站中的水泵，如果不定期清理和更換密封件，可能會出現漏水、滲水等問題，影響其正常運行。

（2）設備維護保養不到位造成設備效率下降。正常情況下，設備在運行過程中會逐漸積累灰塵、油垢、水垢等污染物，這些污染物會降低設備的傳熱、傳動和傳質效率，導致能耗增加。而如果沒有定期清洗、清理設備，這些污染物就會導致設備效率下降，增加了設備的運行成本。

（3）設備維護保養不到位加速設備老化。設備在運行過程中會受到各種外界因素的影響，如溫度、濕度、振動等。如果設備沒有得到及時的維護保養，這些外界因素會加速設備的老化過程，增加設備的故障率和維修頻率。而設備的維修和更換是一個相對復雜和費時費力的過程，不僅會增加泵站運營人員的工作負擔，還會降低設備的可靠性和使用壽命。

（4）設備維護保養不到位還存在一定的安全隱患。在泵站運行過程中，設備可能會存在泄漏、短路、電器故障等安全隱患，如果沒有及時發現和處理，就會對設備運行和人員安全造成潛在危害。例如，電氣設備部分的松動接線、電纜老化等問題，如果沒有定期維護保養，可能導致電氣火災等事故的發生。

4 解決措施

4.1 設備故障頻發的解決措施

泵站的機電設備運行狀況直接影響到水利工程的安全和穩定運行，針對設備故障頻發的問題，應采取維護保養、技術培訓、科學管理和設備改造等多方面的措施進行解決。通過落實這些措施，可以有效地預防和解決設備故障頻發的問題，提高泵站工程機電設備的運行效率和可靠性。

（1）要做好設備的日常維護保養工作。定期對設備進行檢查和保養，及時發現設備存在的隱患并進行處理。例如，定期檢查設備的潤滑情況，保證設備的潤滑工作正常進行，減少因為摩擦引起的故障。此外，還要定期對設備進行清洗和排污，保持設備的清潔，防止積污和雜物對設備造成影響。同時，還要注意設備的溫度和振動情況，確保設備運行在正常的工作參數范圍內。

（2）加強設備的技術培訓和維修隊伍建設。設備故障頻發往往與維修人員的技術水平和技術素養有關。因此，要加強對維修人員的技術培訓，提高其維修水平和技術能力。同時，要建立完善的維修隊伍，確保維修人員的數量和素質能夠滿足設備維修的需求。在維修過程中，要注重維修記錄的積累和匯總，及時總結經驗教訓，以便更好地指導后續的維修工作。

（3）加強設備的科學管理。首先，要制定合理的設備運行和維修計劃。根據設備的特點和工作條件，制定科學合理的設備運行和維修計劃，包括設備的檢修周期、維修方法和維修內容等。同時，要建立健全設備運行記錄和維修記錄，對設備的運行狀況進行全面、準確的記錄和分析。其次，要加強對設備的監控和預警。利用現代化的設備監控系統，對設備的運行狀態進行實時監控，并及時發現設備運行異常和故障預警，采取相應的措施進行處理，防止故障發生或擴大。同時，要加強與設備制造商和專業機構的聯系和合作，及時獲取設備的技術支持和信息，確保設備運行和維修工作的高效進行。

（4）加強對設備的改造和更新。隨著科技的發展和設備技術的更新換代，一些設備可能已經存在老化和落后的情況，容易引發故障。因此，要根據實際情況，及時進行設備的改造和更新，采用新的技術和設備，提高設備的可靠性和安全性。同時，要進行合理的設備調度和運行模式設計，避免設備的過度運行和工作負荷不均衡，減少因為過度磨損引起的故障。

4.2 設備運行效率不高的解決措施

設備運行效率不高是大中型泵站工程機電設備運行中常見的問題之一，針對設備運行效率不高的問題，可以從設備的維護與保養、設備運行監控與管理、設備運行參數的優化、設備技術改造和更新以及設備培訓和操作規程等方面進行解決措施。通過采取這些措施，可以提高設備的運行效率，提高生產效益，降低運營成本，實現設備的可持續、穩定運行。

（1）設備維護與保養。設備維護與保養是確保設備長期穩定運行的關鍵。通過定期的設備維護保養工作，可以及時發現并解決設備運行中的故障問題，避免因故障導致設備停機維修，減少運行效率的下降。維護保養工作包括設備的清潔、潤滑、緊固件的檢查、電氣設備的檢修等。同時，還需要建立設備維修記錄和保養計劃，及時對設備進行維護和保養工作。

（2）設備運行監控與管理。設備運行監控與管理是提高設備運行效率的重要手段。通過監控設備的運行狀態和參數，可以及時了解設備的工作情況，發現設備運行中存在的問題，并及時采取相應的措施進行處理。監控手段可以包括使用傳感器對設備進行實時監測，采用智能化的監控系統進行數據分析和預警等。同時，還可以建立設備運行的管理制度，明確設備運行的責任和流程。

（3）設備運行參數的優化。通過對設備運行參數進行優化調整，可以提高設備的運行效率。優化調整包括設備的啟?？刂?、操作參數的調整、工作流程的優化等。例如，在水泵的運行中，可以通過調整泵的進出口壓力差、泵的轉速等參數，使泵的運行達到最佳狀態，提高泵的效率。另外，在設備工作流程的優化中，可以避免或減少設備的空轉、重復動作等，提高設備的工作效率。

（4）設備技術改造和更新。對老化或性能不佳的設備進行技術改造和更新，是提高設備運行效率的重要途徑。技術改造和更新可以包括設備的結構優化、零部件更換、控制系統升級等。通過改進設備的設計和技術性能，提高設備的運行效率和可靠性，實現設備的節能和降低運行成本的目標。

（5）設備培訓和操作規程。設備運行效率的提高還離不開操作人員的能力和水平。通過對操作人員進行培訓，提高其設備操作和維護保養的技能和素質，使其能夠正確、熟練地操作設備，減少人為因素對設備運行效率的影響。另外，制定并執行科學、規范的操作規程，遵循設備操作流程和要求，有助于提高設備運行效率。

4.3 設備維護保養不到位的解決措施

設備維護保養在大中型泵站工程的運行中非常重要，它對于設備的性能、壽命和安全運行起著至關重要的作用。針對設備維護保養不到位的問題，通過建立健全的維護保養管理機制、加強日常巡檢和定期檢修、科學合理選用和管理維護保養材料、加強維護保養人員的培訓和考核以及借助現代信息化技術等措施來解決。只有通過全面、系統地做好設備維護保養工作，才能保證設備長期的正常運行，提高工程項目效益，確保設備的安全性和可靠性。

（1）建立健全的維護保養管理機制。建立健全的維護保養管理機制是解決設備維護保養不到位問題的關鍵，該機制應包括設備維護保養計劃的編制、維護保養人員的配備與培訓、維護保養任務分解與落實等環節。通過制定明確的計劃，明確維護保養的內容和時間節點，能夠幫助維護保養人員有條不紊地進行工作。

（2）加強設備的日常巡檢工作。加強設備的日常巡檢工作是確保設備維護保養不到位的重要手段之一，巡檢工作可以發現設備存在的問題，并及時采取措施進行修復。巡檢人員應該掌握設備的運行特點和常見故障情況，具備一定的維修技能，能夠及時發現并解決一些較為簡單的故障。

（3）定期的設備檢修。除了日常巡檢，定期的設備檢修也是保證設備長期正常運行的關鍵環節。設備檢修包括設備的拆卸、清洗、檢修、更換易損部件等工作。定期檢修可以有效地發現設備存在的潛在問題，并及時進行維修。在進行設備檢修時，要制定詳細的操作規程和技術要求，并配備專業的維護保養人員進行操作，確保操作的準確性和安全性。

（4）科學合理地選用和管理維護保養材料和工具?？茖W合理地選用和管理維護保養材料和工具也是解決設備維護保養不到位問題的關鍵因素。應當選用質量可靠、性能穩定的材料和工具，并嚴格按照要求進行存放和管理。同時，還要建立健全的材料和工具使用記錄，及時補充和更新，避免因材料和工具不足而影響維護保養工作的正常開展。

（5）加強對維護保養人員的培訓和考核。加強對維護保養人員的培訓和考核也是提高設備維護保養水平的必要手段。維護保養人員應具備一定的技術和專業知識，能夠熟練掌握設備的維護保養要求和操作方法。定期組織培訓和考核，及時了解人員的技能水平和知識儲備情況，可以及時掌握并解決問題，確保設備維護保養的質量和效果。

（6）借助現代信息化技術手段，提高設備維護保養工作的效率和精度?？梢岳糜嬎銠C、互聯網等工具進行設備故障的自動監測和報警，以及維護保養記錄的電子化管理。這樣能夠實現對設備運行狀態的實時監控和分析，更好地預防和排除設備故障，提高維護保養工作的智能化水平。

5 結語

對入庫泵站工程機電設備運行中存在的問題進行了深入的分析，并提出了相應的解決措施。通過實施這些解決措施，我們可以提高泵站設備的安全性、可靠性和運行效率，從而提升工程機電設備的整體運行質量和效益。這對于保障水資源的調度和供應任務，促進農田灌溉、城市供水等方面起到了重要的作用。