盾構機泥水環流系統原理和故障排除

2020-11-26 第一工程機械網

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盾構機

1.泥水環流系統原理和功用

泥水環流系統的工作原理：進漿泵將膨潤土泥漿從泥水處理站泵入掌子面，掌子面存在一定工作壓力，使膨潤土泥漿嵌入到土顆粒間的縫隙裡，形成一層「泥膜」，起到穩定土層和改善地層滲水性的作用。刀盤切削下來的渣土在開挖室與漿液混合，通過排漿管道排出，送到泥水處理站將渣土與泥漿分離，並實現泥漿循環利用。該盾構機配置7臺功率為340～545 kW的德國沃曼變頻控制中繼接力泥漿泵，由盾構機的PLC系統實行遠程控制。

泥水環流系統除了進行漿液輸送及排渣外，還有一個重要功能是隧道內排汙。因本工程埋深大，地下水系發達，隧道距離長，排除汙水是一個非常重要的環節，一旦泥水環流系統長時間出現故障，勢必釀成水淹盾構機的重大事故。泥水環流系統由進漿泵（P1.1、P1.2）、排漿泵（P2.1、P2.2 、P2.3、P2.4、 P3）組成，如圖1所示。每臺泥漿泵配備了變壓器、高壓單元、變頻器、局部的PLC控制器、隔離門、連接電纜和管道等部件組成泥漿泵站。

為了防止因局部管道泥漿壓力過高而導致爆管發生，PLC程序設置了泥漿泵站之間的互鎖關係，即必須保證每個泵站都無故障，才能正常操作泥水環流系統。因此若其中1臺泵站發生故障，其他泥漿泵站都無法啟動，這就要求泥水環流系統每個泵站的運行時刻保持安全、完好，這是控制開倉換刀風險的先決條件。

圖1

2.泥漿泵站的故障類型

由於泥漿泵站長期運轉及工作介質的特殊性，其故障較多，主要分為3類。

(1) 機械故障

如減速器、聯軸器損壞及泵殼、葉輪等部件磨損引起的故障，此類故障易判斷，故障診斷相對容易。

(2) 電氣故障

如電動機、變壓器、變頻器、各種電氣模塊、PLC程序等故障，此類故障需電氣技術強的專業人員進行故障排查及處理，故障不易診斷。

(3) 光纖通信故障

由於採用的是光纖傳遞控制信號，一旦光纖通信故障，將導致泵站無信號，從而不能實現遠程控制。此類故障難於診斷且需專業人員解決。

由於泥漿泵站第2、3類故障難於診斷及處理，本文所述均為第2、3類故障的排除方法。

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