排澇泵站的運(yùn)行維護(hù)分析

余小飛

（惠州市惠州大堤?hào)|堤管理中心， 廣東 惠州 516000）

引言

防洪工程建設(shè)規(guī)模較大，排澇泵站多修建在洪澇災(zāi)害發(fā)生幾率較高的區(qū)域，如靠江、靠海、地勢(shì)偏低的區(qū)域，由于作業(yè)負(fù)荷較大，加之作業(yè)環(huán)境惡劣，使用一段時(shí)間后會(huì)導(dǎo)致設(shè)備腐蝕、老化和磨損，出現(xiàn)故障問(wèn)題，但由于其隱蔽性導(dǎo)致短期內(nèi)無(wú)法得到有效檢修和維護(hù)，維修人員而言面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，新時(shí)期加強(qiáng)排澇泵站設(shè)備運(yùn)行維護(hù)技術(shù)創(chuàng)新，提升運(yùn)維管理水平則是重中之重，筆者自1999 年參加工作，一直從事以泵站運(yùn)行管理為主的水利工程管理工作，在此結(jié)合自身的工作實(shí)踐，以所在單位管轄的具有代表性的文頭嶺排澇站的運(yùn)行維護(hù)為例，分析排澇泵站設(shè)備設(shè)施運(yùn)行維護(hù)技術(shù)方面的一些經(jīng)驗(yàn)。

1 排澇泵站概況

惠州市文頭嶺排澇站位于西枝江下游，西枝江與新開河交匯處，地處于惠州市主城區(qū)，是典型的城市排澇泵站，建成于2009 年，主要功能是排除西枝江一級(jí)支流鹿江瀝沿岸內(nèi)澇水，控制集雨面積82.96 km2，排澇標(biāo)準(zhǔn)為10 年一遇24 h 暴雨所產(chǎn)生徑流量1 d 排干，為大（2）型泵站，安裝6 臺(tái)2800ZXB 型15°斜式軸流泵，總裝機(jī)容量6×1 000 kW=6 000 kW，設(shè)計(jì)流量139.25 m3/s，水閘設(shè)計(jì)流量為197.17 m3/s，共6 孔，閘門采用液壓?jiǎn)㈤]，排澇站由引水渠、進(jìn)水池、泵房、出水池、自排水閘等部分組成。

由于每年維護(hù)資金投入力度有限，因此排澇泵站多是進(jìn)行簡(jiǎn)單的日常檢修維護(hù)，很少進(jìn)行大修，伴隨著使用時(shí)間增加，泵站金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備、液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)等出現(xiàn)了不同程度上的損壞和故障，所暴露出的問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重影響到排澇泵站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如在2018 年“8.30 特大暴雨”期間，排澇泵站3 臺(tái)機(jī)電設(shè)備同時(shí)運(yùn)行52 h，隨后2 號(hào)防洪閘閘門無(wú)法正常關(guān)閉閘門，4 號(hào)機(jī)組出現(xiàn)無(wú)法正常關(guān)閉快速多葉拍門的情況，4 號(hào)機(jī)組發(fā)生倒灌問(wèn)題。在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，第一時(shí)間組織相關(guān)人員進(jìn)行檢修和維護(hù)，成功地避免了事故的發(fā)生。通過(guò)研討分析，鋼結(jié)構(gòu)、液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)以及金屬結(jié)構(gòu)等方面存在問(wèn)題，由于排澇泵站閘門關(guān)閉異常，并且長(zhǎng)期伴有建筑物漏水等情況，已經(jīng)無(wú)法保障排澇泵站安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此需要進(jìn)行專項(xiàng)大修。

2 排澇泵站運(yùn)維管理中存在問(wèn)題

2.1 水下金屬結(jié)構(gòu)運(yùn)行環(huán)境惡劣，長(zhǎng)期處于全封閉的地下和水下空間，日常無(wú)法巡檢

文頭嶺排澇站是一個(gè)典型的城市型排澇站，建在城市中心區(qū)，擔(dān)負(fù)城市的防洪排澇任務(wù)，和當(dāng)今的一些主要排澇站存在同樣的問(wèn)題，這類泵站普遍分布在主城區(qū)及主城區(qū)周邊的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道，內(nèi)河涌流經(jīng)主城區(qū)，沿途流入的地表水或城市其他未經(jīng)處理的水體普遍存在不同程度的水體污染，造成排澇泵站水下設(shè)施所處的水體環(huán)境較為惡劣，水泵、拍門、閘門、清污機(jī)、攔污柵等金屬結(jié)構(gòu)部分長(zhǎng)期浸沒(méi)于水下，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患和存在問(wèn)題，更談不上及時(shí)處理問(wèn)題。案例排澇站的閘門、拍門等由于長(zhǎng)期處于水質(zhì)條件惡劣的水下環(huán)境，受到水環(huán)境侵蝕和影響，不可避免的對(duì)設(shè)備的零部件產(chǎn)生侵蝕影響，產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。如“2018 年8.30 特大暴雨”排澇期間，內(nèi)外水位差達(dá)到1.5 m，2 號(hào)防洪閘門無(wú)法完全關(guān)閉，下降到距離底板0.56 m 時(shí)停止下降，4 號(hào)機(jī)組多葉拍門無(wú)法正常關(guān)閉，并且伴有不同程度的倒灌問(wèn)題。通過(guò)檢修發(fā)現(xiàn)，在高水位差的情況下，拍門的橡皮脫落后導(dǎo)致閉門阻力上升，進(jìn)而影響到拍門正常關(guān)閉。防洪閘門中心線安裝偏差過(guò)大，主輪軸套老化，增加了閉門阻力，影響閘門關(guān)閉，導(dǎo)致發(fā)生輕微倒灌威脅到防洪機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，如圖1 所示。

圖1 閘門銹蝕、卡死

2.2 液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)在維護(hù)管理中的問(wèn)題

文頭嶺排澇站采用液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)，在使用過(guò)程中水閘樓1 和和2 和自排閘及1 和和2 和防洪閘液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸被發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)向套的活塞桿出口處滲油嚴(yán)重，閘門啟閉過(guò)程中啟門無(wú)力，同步偏差過(guò)大，以至于啟閉機(jī)控制系統(tǒng)無(wú)法自動(dòng)糾偏，影響閘門正常升降，同時(shí)，閘門打開、懸掛時(shí)有下滑現(xiàn)象。此外，防洪閘門接長(zhǎng)桿底部變形嚴(yán)重，造成接長(zhǎng)桿歪斜，迫使啟閉機(jī)油缸傾斜運(yùn)行，偏磨嚴(yán)重，加速密封組件損壞，如圖2 所示。

圖2 油缸滲漏導(dǎo)致失壓

快速多頁(yè)拍門3 號(hào)、4 號(hào)、5 號(hào)、6 號(hào)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸被發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)向套的活塞桿出口處滲油嚴(yán)重，閘門啟閉過(guò)程中液壓系統(tǒng)壓力無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)值（17 MPa），啟門無(wú)力，以至于閘門開啟困難，同時(shí)，閘門提升后無(wú)法保持壓力導(dǎo)致閘門下滑。通過(guò)對(duì)存在同樣問(wèn)題的1 號(hào)和2 號(hào)多頁(yè)拍門油缸解體維修，發(fā)現(xiàn)油缸活塞桿密封圈已完全老化，失去密封功能，油缸活塞密封也磨損嚴(yán)重，急需更換。

2.3 泵房等建筑物在維護(hù)管理中的問(wèn)題

當(dāng)前已建成或新建的城市型泵站應(yīng)城市防洪排澇的需要，多為大中型泵站，所配套的建筑物普遍較為大型，構(gòu)造也相對(duì)復(fù)雜，但在設(shè)計(jì)或建設(shè)時(shí)，對(duì)日后使用過(guò)程中開展建筑物的日常巡檢工作的需要有所忽略或重視不夠，主要體現(xiàn)在建筑立面及屋頂?shù)木S護(hù)上，因?yàn)榻ㄖ尸F(xiàn)大型化，建筑立面高度高，沒(méi)有設(shè)置固定的攀爬工具和檢修平臺(tái)，導(dǎo)致管理人員在對(duì)建筑物開展巡檢時(shí)只能依靠遠(yuǎn)距離目視，甚至是無(wú)法開展日常巡檢。正如案例排澇站日常使用過(guò)程中出現(xiàn)屋面滲漏，由于缺少攀爬工具和檢修平臺(tái)，工作人員不能開展日常巡檢和日常維護(hù)保養(yǎng)，導(dǎo)致問(wèn)題最終擴(kuò)大化，只能通過(guò)大修的方式來(lái)解決問(wèn)題，不僅增大了財(cái)政支出，也不利于問(wèn)題的徹底解決。如本文中案例排澇站，泵房高度達(dá)30 多米，沒(méi)有合理設(shè)置攀爬用的梯子及平臺(tái)，如需開展巡檢保養(yǎng)時(shí)，只能依靠外請(qǐng)大型的起重車輛，否則不能開展工作，造成維修成本長(zhǎng)期居高不下，同時(shí)也嚴(yán)重制約了工作的開展。該排澇泵站的廠房的屋面屬于輕鋼結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)檢修發(fā)現(xiàn)屋面結(jié)構(gòu)伴有不同程度的滲漏情況，剛性連接下導(dǎo)致密封膠逐漸老化，失去應(yīng)有效應(yīng)，連接縫出現(xiàn)滲漏水情況。鋼板出現(xiàn)扭曲和橋邊等情況，經(jīng)常出現(xiàn)局部積水腐蝕彩鋼板，造成出現(xiàn)此問(wèn)題的原因正是由于泵房原設(shè)計(jì)存在前文所述缺陷，天面無(wú)檢修通道和爬梯，無(wú)法開展日常維護(hù)，伴隨著時(shí)間推移，日久失修導(dǎo)致屋面腐蝕面積不斷擴(kuò)大，屋面漏水情況愈加嚴(yán)重，迫切的需要更換維護(hù)。

在特大暴雨期間，屋面漏水通過(guò)伸縮縫滲漏到配電室的3 號(hào)機(jī)組高壓出線柜頂端的伸縮縫存在滲漏情況，已不同程度上威脅到機(jī)電設(shè)備正常使用，如圖3 所示。

圖3 建筑物滲水、銹蝕

3 排澇泵站的站閘設(shè)備維修有效措施

根據(jù)文頭嶺排澇泵站運(yùn)行維護(hù)中存在的故障問(wèn)題，需要依托于實(shí)際情況，提出合理有效的維護(hù)措施來(lái)解決現(xiàn)存的問(wèn)題，編制合理的專項(xiàng)維護(hù)方案。及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)備隱患，創(chuàng)造有利于機(jī)電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的條件，保障機(jī)組正常運(yùn)行，提升運(yùn)維管理有效性，創(chuàng)造更大的效益。

3.1 金屬結(jié)構(gòu)的維護(hù)

閘門、拍門、清污機(jī)、攔污柵等的維護(hù)應(yīng)由專門人員定期檢修閘門和拍門使用情況，如果發(fā)現(xiàn)銹蝕問(wèn)題嚴(yán)重，應(yīng)及時(shí)除銹防腐，可采取干噴砂法除銹；對(duì)于鋼表面進(jìn)行防腐蝕處理，噴鋅防腐、噴涂環(huán)氧云鐵防銹漆及淺灰色氯化橡膠面漆，通過(guò)此種方式來(lái)提升金屬構(gòu)件表面防腐蝕性能。此外，為了便于機(jī)電設(shè)備檢修和維護(hù)工作開展，應(yīng)該適當(dāng)?shù)脑谂潘浜瓋?nèi)合理地增設(shè)拍門的檢修平臺(tái)和上、下交通走梯便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)備故障問(wèn)題。

3.2 液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)升級(jí)改造

針對(duì)排澇泵站的快速多葉拍門液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)故障問(wèn)題，結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)拍門液壓?jiǎn)㈤]控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，增加高水位差工況下的閉門力，將液壓站的油泵電機(jī)和油箱構(gòu)件保留；依據(jù)排澇泵站的閘門啟閉力大小需要，針對(duì)性調(diào)整和改造液壓控制系統(tǒng)；升級(jí)壓力儲(chǔ)能器，確?？焖俣嗳~拍門可以正常啟閉，支持多扇拍門運(yùn)行。由于拍門處于完全的地下和水下密閉空間，運(yùn)行期間無(wú)法進(jìn)行巡查，增加視頻監(jiān)控可直觀了解拍門運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)油缸是否存在滲漏。

結(jié)合本案例的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為今后同類型泵站在啟閉機(jī)的選擇方面，如無(wú)需短時(shí)間內(nèi)全部開啟或有下壓力要求的閘門不適宜采用液壓?jiǎn)㈤]機(jī)，液壓?jiǎn)㈤]機(jī)因機(jī)構(gòu)和設(shè)備相對(duì)復(fù)雜，不僅大大增加了運(yùn)行維護(hù)的難度和工作量，也同時(shí)增大了運(yùn)維經(jīng)費(fèi)的支出，經(jīng)濟(jì)性處于劣勢(shì)，不利于維護(hù)管理工作的開展。在無(wú)特殊情況下，可根據(jù)閘門型式、尺寸、孔口數(shù)量及運(yùn)行條件等因素，選擇使用設(shè)備數(shù)量少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便的固定卷?yè)P(yáng)機(jī)式啟閉機(jī)，便于日后使用和管理。

3.3 增加或改造檢修通道，便于及時(shí)檢修泵房屋面和伸縮縫

以案例排澇站為鑒，為了改善建筑物滲漏水情況，為了方便日常巡查及檢修工作的開展，應(yīng)對(duì)今后新建或已建成的其他排澇泵房進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，合理設(shè)置攀爬用的梯子及平臺(tái)，增加可直達(dá)屋面的檢修通道。為工作人員在后續(xù)日常維護(hù)管理工作創(chuàng)造條件，便于日后及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、處理問(wèn)題，將問(wèn)題處理在萌芽狀態(tài)，避免案例排澇站因無(wú)法開展日常維護(hù)，導(dǎo)致屋面腐蝕面積不斷擴(kuò)大，漏水情況愈加嚴(yán)重，威脅到機(jī)電設(shè)備正常使用此類事故的發(fā)生。同時(shí)也因?yàn)樘幚砑皶r(shí)，從而極大地節(jié)約了泵房的維護(hù)成本支出，從而提高維修養(yǎng)護(hù)資金的使用效率。

4 結(jié)論

排澇泵站的運(yùn)行穩(wěn)定，離不開專業(yè)的運(yùn)行維護(hù)隊(duì)伍支持，需要充分結(jié)合泵站實(shí)際情況，加強(qiáng)崗位培訓(xùn)，提高運(yùn)管人員的專業(yè)技能，實(shí)時(shí)掌控設(shè)備設(shè)施的運(yùn)行情況。同時(shí)需要結(jié)合排澇站設(shè)備設(shè)施的實(shí)際情況，制定合理的運(yùn)行管理和維護(hù)方案。本著“養(yǎng)護(hù)及時(shí)、維修及時(shí)、養(yǎng)重于修”的原則，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)備隱患，避免問(wèn)題擴(kuò)大化產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，將損失控制在合理范圍內(nèi)，為排澇泵站安全穩(wěn)定運(yùn)行提供一定的支持。