排水系统中阀门故障原因分析及改进对策

排水系统中阀门故障原因分析及改进对
策
摘要：通过现场各类阀门故障事例进行深入原因分析，同时提出相对应的
解决对策，按照解决对策进行落实，跟踪落实实施解决措施后收到的效果，对于
排水系统使用阀门有很好的借鉴意义。

关键词：阀门；安全；经济运行；改进
引言
1阀门的定义与分类
阀门是用来对管道及设施内介质进行调节和控制的机械，或对流向进行控制
以实现管道、系统正常运行，同时也是方便管道或设施内维护检修的机械设备。

按阀门在排水管道中使用的用途可分为四类。

第一类是切断阀（包括闸阀、截止阀、球阀），用来开启和关闭管道，也可做一定程度的节流。

第二类是止回阀
（包括底阀和拍门），用于自动防止管道内介质的倒流。

第三类是节流阀，用于
调节管道介质的流量。

第四类是蝶阀，用于开启和关闭管道内介质，也可做调节用。

在排水泵站实际使用中，切断阀和止回阀的使用较多，蝶阀也有一定的应用。

如在离心泵的进出水管上都装有闸阀和止回阀，潜污泵的出水管上都装有止回阀
和蝶阀，轴流泵的出水管上都装有拍门。

2阀门对排水设备影响的表现
阀门是一种控制调节设备，平时要求阀门开启到位，减少管路的损失，一旦
需要，阀门能迅速关闭，可靠断流。

密封性能和强度性能是一切阀门最基本、最
重要的性能。

阀门在使用时要求密封性能好。

阀门的密封分内密封和外密封两部分。

内密封是阀瓣与阀座之间的密封；外密封是阀杆运动部位与阀盖之间、阀体
与阀盖之间和阀体与管道联接部位之间的密封。

如果因密封不好而发生泄漏或因
强度不够而使零件破坏，将会对排水系统的安全和经济运行造成大的影响，导致
不同程度的经济损失，以下是具体事例。

事例1：某泵站出水阀为电动闸阀。

近几年来，曾多次出现了阀板脱落和扭
断阀杆的设备故障，如图1，由于闸阀不能正常的启闭，阀门不能达到正常开度，影响了水泵的运行，同时出水闸有漏水现象发生，在运行泵出水闸顶盖有水漏出，停运后检查，发现出水闸电机内也已经进水，如图,2。

图1 阀门损坏图 2 电动执行结构进水
事例2：某泵站潜水排污泵，从四年的运行过程中，由于潜污泵的出水管上
的止回阀和蝶阀关闭不严，潜污泵先后出现六次故障，经提上来检查发现，其中
有四次为水泵叶轮脱落，两次为轴头破碎，键剪碎故障。

事例3：某雨水泵站轴流泵的出水管上装有拍门，主要起单向阀的作用。

开
泵运行后停泵，拍门不能恢复原位，阻止管道内的水倒流，使轴流泵倒转，日积
月累，叶轮锁母脱落，叶轮下移，设备再运转时，叶片与叶轮室壁发生磨卡，轻
者水泵超负荷运行，电机电流过大，严重时叶轮损坏，使轴流泵失去排水作用。

阀门的性能和质量直接关系到排水系统装置的正常运转，阀门一旦出现问题，对
排水设备的运行造成重大的影响，经济损失是巨大的。

3改善途径
为了减少阀门对设备运行的不利影响，保证发挥阀门的密封作用，针对上述
事例，我们除了要按有关标准规定合理地使用外，通过分析原因采取以下措施进
行有针对性地预防和改进。

事例1分析原因：当闸阀启闭时，因各种原因而引起操作力矩非正常的增大，导致阀杆与螺母磨损成培的增大，甚至刮掉阀杆螺母牙纹，使阀板脱落；另一方
面由于排放的污水，对阀板有腐蚀作用，杂质填满了阀杆螺纹间隙，使操作力矩
增加，导致扭断阀杆。

使用的密封材料材质差，使用的丝杠密封是靠两道橡胶圈
密封来完成的，而这种密封圈耐磨性较差，泵运行调节出水闸开度转动时，在有
压力情况下闸体振动或倾斜，密封圈都会被磨损，频繁开停次数也会使密封圈及
后加上的胶皮圈产生磨损，一段时间运行最终导致密封不严，密封圈磨损严重，
密封不严漏水，泵运行时污水顺着轴窜进丝杆腔内。

并且闸头没有预留漏水孔，
闸箱进水充满后，在压力的作用下，水从压垫下喷出至出水闸顶。

对策：一是加强阀门的运行管理，定期对阀门进行启闭，使丝杠内的杂质减
少堆积，减少操作力矩。

二是定期检查行程机构，调整行程控制机关，保持阀板
到达的终端位置离极限位置有一定的距离。

三是改造丝杠，将丝杆长度加长，创
建一个填料室的高度（花篮），用填料密封代替原密封。

橡胶密封圈密封改用耐
磨密封材料。

在底座和闸头之间设计形成一个空腔，让漏水从空腔处流出，设计了有空腔
的花篮。

泵运行时，从出水闸轴渗出的水集聚在花篮里，积水多时从花篮底处流出，不进入上部闸头部分，不影响正常运行。

事例2分析原因：一是生产厂家的泵质量有问题，另一方面，后来通过将泵的蝶阀、拍门拆下，检查阀内发现缠绕大量的塑料袋，这些特殊的垃圾落到密封面上，将密封面垫住，造成阀芯与阀座间有间隙，从而阀门渗漏。

使蝶阀、拍门丧失了密封功能，不能关闭。

也就是上述提到的内密封不好，导致水停泵后水不能被截住，水倒流使水泵倒转，叶轮锁紧螺母脱落，叶轮下移倾斜，高速运转时与涡壳发生磨擦，产生巨大的剪切力，最终使叶轮脱落，轴头破碎，如图2。

图3拍门损坏
对策：一是建立二次防护装置，在水泵吸入口增加过滤网，防止塑料等特殊
垃圾进入水泵吸入口。

二是及时清理集水池，保证清洁无杂物。

最后对阀门进行
重新选型，改变阀门内件的材料，由原来的铸铁材质，改为陶瓷或塑料，增加阀
板表面的光洁度，减少塑料缠绕。

事例3分析原因：出水池内的出水拍门由于池内水位的经常变化，拍门有时
全部浸没在水中，有时完全露出水面，有时拍门一半在水上，一半在水下，其后
果是拍门销锈蚀，拍门销和间隙过小，阻力增大，最终不能靠门板自重和介质压
力实现关闭密封。

机组运行出现电流超额定的原因有多种，最常见原因有叶轮叶片缠有杂物，
橡胶轴承损坏，出水拍门开度小，联轴器脱落或泵轴移位，叶片未固定等各种原
因都有可能造成机组运行电流超标。

叶轮或者叶片缠有杂物。

轴流泵液下部分被杂物缠绕或者导流体被杂物堵塞，水泵出水不畅，能够导致运行电流增大。

进入池底检查发现只有喇叭口损坏，叶
轮叶片无杂物缠绕，导叶体过水槽未发现有杂物堵塞。

对策：正确地选用材料。

将拍门销改为不宜生锈的不锈钢的材质，将拍门销
孔加大内衬耐蚀材料。

使拍门销和拍门销孔有一定的配合间隙。

同时加强进水池
拦污格栅管理，定期检查拦污格栅的破损情况，格栅进水侧淤积大量杂物及时清理，保证进水池表面的清洁。

4改善后效果
事例1改善效果：通过丝杆改造后之后，未出现阀板脱落和电动执行机构进
水现象，设备运行正常，节省维修费用。

事例2改善效果：通过采取二次过滤网措施，流入阀门的水杂物减少，未有各类较大杂物，阀门内部阀板无隔离杂质淤积，设备运行良好。

事例3改善效果：通过采取措施后，机组运行电流正常，保持在工作电流之内，调试运行3次，对机组进行运行振动测量基本保持在5mm/s以下，符合
API610规定的振动标准。

5结束语
针对排水设备运行过程中出现问题，进行原因分析并采取相应的改进对策，因阀门问题影响设备运行的现象大幅度的降低，保证设备安全稳定长期周运行。

【参考文献】
[1］高建铭.水轮机及叶片泵结构.清华大学出版社，1992.188～196
[2］《城镇排水管渠与泵站维护技术规程》.中华人民共和国行业标准，1996
[3］丁成伟主编.离心泵与轴流泵.北京机械工业出版社，1991.227～2229。