摘要：供水智能化已经成为城市建设过程中供水企业的一项重要发展方向，对解决城市用水问题、保障城市生活建设等均有重要意义。然而在水泵机组的运行维护过程中，如何确保水泵机组的安稳运行、即使 解决水泵机组的故障问题，仍然是水厂机泵故障诊断的一项难题。本文将以失效模式与效果分析软件为基础，通过水厂机泵故障诊断系统的建立与运行分析，来揭示水厂机泵故障诊断系统在供水泵房中的智能化应用。
关键词；水厂机泵故障诊断系统；供水智能化；失效模式与效果分析
自动化、智能化是当前水厂泵站的一项重要发展方向，然而在实际运行过程中，水泵机组作为水厂泵站的关键生产设备，如何解决水泵机组运行过程中的故障问题，确保水泵机组运行的安全性与可靠性，仍然是水厂泵站发展过程中必须解决的一项重要内容。以往水泵机组的故障解决，需要值班人员手动操作来完成检测以及检修过程，而在智能化供水发展的基础上，本文将以失效模式与效果分析软件为基础，通过水厂机泵故障诊断系统的建立与运行分析，来揭示水厂机泵故障诊断系统在供水泵房中的智能化应用。
一、失效模式与效果分析的主要内容
失效模式和效果分析是一种用来确定潜在失效模式以及其失效原因的分析方法，同时其也是一种具备较强可靠性的设计方法。失效模式和效果分析能够通过对故障模式、故障影响的分析，来分析设备运行过程中可能面对的各种风险，同时在现有技术基础上确定风险消除措施，或者确定能够将风险较小到可接受程度的措施。从本质上来说，失效模式和效果分析是一种预防性措施分析工具，对发现、评价产品及产品运行过程中的潜在失败风险，以及降低失败可能、减小风险后果等均有积极作用。
将失效模式和效果分析应用在水泵机组故障分析过程中，其能够通过对水泵机组故障部位、故障模式、故障原因、故障诊断等诸多数据的分析，总结水泵机组曾经发生的故障数据，分门别类的记录水泵机组的故障类别、故障模式以及故障原因，对提升水厂机泵诊断准确性、解决水厂机泵故障内容均有积极作用。具体来讲，水厂机泵故障诊断系统分析内容中，常见的水泵机组故障类型包括轴不对中、转子不平衡、地脚螺栓松动、泵体泄露、泵盖损坏、叶轮能量转换不充分、泵轴变形、密封环磨损、轴承座轴心偏移等。
二、水厂机泵故障诊断系统的设计
2.1 水厂机泵故障诊断系统的系统架构
水厂机泵故障诊断系统的设计内容较为复杂，但需求非常明确，其要求水厂机泵故障诊断系统必须提供丰富完善的故障知识收集功能以及水泵机组振动数据收集功能，两者结合来判断水泵机组故障的具体原因，以此提升水泵机组故障的诊断质量。总体来说，水厂机泵故障诊断系统对提升水泵机组的运行维护质量、降低日常运行过程中的人力资源消耗等均有积极作用。
而完整的水厂机泵故障诊断系统架构包括传感器安装、信号采集、软件分析、诊断结论等多项模块内容。其运行模式主要通过分析软件中先进的算法对各种生产数据进行分析整理，同时对水泵机组运行状态进行监测记录，从而持续向维修管理以及执行部门提供设备诊断信息以及检修建议，最终记录维修工作的实际进展以及最终结果。而水厂机泵故障诊断系统的具体安装过程，则需要在机泵设备上安装振动传感器采集设备来采集信息，同时通过专用的屏蔽电缆完成数据传输，最终数据处理后交由本地计算以及分析终端使用，确保远程监测与诊断终端能够实现及时准确的联系以完成故障管理。
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2.2 水厂机泵故障诊断系统的系统功能
水厂机泵故障诊断系统采用B/S软件架构，所具备的系统功能包括机泵运行状态监测功能、机泵运行趋势分析功能、频谱分析功能、时域分析功能、特征值监测功能、运行效率分析功能、泵型管理功能、报警信息统计功能、报表统计功能、诊断报告功能等。以机泵运行趋势分析功能为例，其要求水厂机泵故障诊断系统能够选择不同测点来完成数据采集、对比等工作，同时绘制数据的变化趋势曲线，以此来判定水泵机组相关设备的运行状态并为报警分析提供依据；以频谱分析功能为例，其要求水厂机泵故障诊断系统通过频谱图绘制来提示执行人员，水泵机组的具体故障部位、故障类型、故障程度等内容，同时也是分析振动参数的主要工具；以时域分析功能为例，该功能是一种以时间轴为坐标来显示动态信号之间的关联，同时与频谱分析功能相互联合来达到故障分析、提示的效果；以特征值监测功能为例，该功能则要求水厂机泵故障诊断系统能够实时显示正在监测中的特征值数值，以便于对水泵机组一定时间内的振动情况进行具体分析，为后续报警信号提供基础；以运行效率分析功能为例，该功能要求水厂机泵故障诊断系统能够实时获取水泵机组的运行状态信息，包括流量远程数据、绘制效率曲线等，对分析水泵机组运行阶段的实时工作效率有积极作用，同时也是指导水泵机组运行的重要措施；以泵型管理功能为例，该功能则是针对水泵机组、电机轴承、传感器的日常维护数据功能；以诊断报告功能为例，其要求水厂机泵故障诊断系统能够为执行人员提供设备运行的实时分析报告、月度诊断分析报告以及专家分析诊断报告等。其中实时分析报告主要针对当下正在发生的故障内容，月度诊断分析报告则针对的是每月设备运行的基本信息内容，专家诊断分析报告则是利用多种参数对水泵机组可能出现的故障内容进行分析的报告。
三、水厂机泵故障诊断系统的应用
以某A水泵站机组为例，分析水厂机泵故障诊断系统在水厂机泵故障诊断中的实际应用效果。首先，某A水泵站机组为中途增压泵站，由5台水泵组成且每台水泵安装有6个加速度传感器，具体位置为电机驱动端水平位置、电机非驱动端水平位置、水泵驱动端水平位置、水泵驱动端垂直位置、水泵非驱动端水平位置、水泵非驱动端垂直位置。由水厂机泵故障诊断系统对上述位置的传感器信号进行数据收集，同时将上述振动数据通过光纤传播的方式传送至水泵站管理监控中心内，由监控中心进行远程监测。
在某A水泵站机组故障分析中，首先要求水厂机泵故障诊断系统对水泵机组的故障信息进行全面收集，包括故障的具体时间段、故障的发生位置、故障的发生原因等，同时针对传感器收集到的水泵驱动端水平振动测点数据、水泵驱动端垂直振动测点数据以及其他四项位置的振动数据进行全面分析，由水厂机泵故障诊断系统将上述数据绘制成曲线图表以后分析水泵机组的振动信号是否存在异常，进而分析具体的异常原因并判断故障的发生原因，形成数据报告并发出警示信号，交由执行人员进行故障处理。
四、结语
综上所述，本文针对水厂机泵故障诊断系统的设计理念、功能需求以及实际运行模式进行了具体的分析与论述。以失效模式与效果分析为基础的水厂机泵故障诊断系统，能够为水泵机组的运行故障提供更加全面、更加准确的分析核对功能，同时对改善设备运行周期内的各项检修流程有积极作用，为水泵机组的日常运行维护、故障处理等提供科学的指导依据，同时建立故障知识库的云计算平台，对促进企业设备管理信息化亦有极大的推动作用。基于此，各大水厂应加快对水厂机泵故障诊断系统的引用设置，确保水厂机泵故障诊断系统的科学设计、安装以及使用，为水泵机组安全使用提供更加有力的支撑。
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论文作者:卢浩权
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/15
标签：水厂论文; 水泵论文; 机组论文; 故障诊断论文; 故障论文; 功能论文; 系统论文; 《电力设备》2019年第8期论文;