大型豎井貫流水泵安裝工藝

呂慶龍

中國水利水電第十一工程局有限公司，河南三門峽 472000

大型豎井貫流水泵安裝工藝

呂慶龍

中國水利水電第十一工程局有限公司，河南三門峽 472000

豎井貫流泵裝置作為一種新的低揚程水泵裝置形式，具有結(jié)構(gòu)簡單、工程投資省、便于管理維護等優(yōu)點，目前正在推廣使用。豎井貫流水泵的安裝程序、安裝位置基準點的設(shè)置以及安裝工藝是關(guān)系到豎井貫流水泵安裝的關(guān)鍵所在。

豎井貫流水泵；安裝基準；安裝程序；安裝位置

1 概述

豎井貫流泵采用臥式高速電機通過齒輪減速箱驅(qū)動，水流先通過豎井燈泡體，再經(jīng)過轉(zhuǎn)輪和導(dǎo)葉體，其中電機與齒輪減速箱安裝在進水流道中間的豎井內(nèi)。蘇州市中心區(qū)防洪工程控制建筑物之一澹臺湖泵站就安裝3臺2500ZGB20型豎井貫流泵，設(shè)計揚程1.5m，單機流量20m3/s，配套電機為800kW高速異步電機 ，電動機與水泵通過齒輪箱聯(lián)接，減速齒輪箱傳動比為5～6，傳遞功率800kW。

2 工藝原理

1）整個機組安裝以水泵葉輪中心高程和水泵水平軸線為基準，先固定部件定位，后轉(zhuǎn)動組件安裝調(diào)整。組裝整體安裝與單個部件安裝和機組整體要求相結(jié)合，嚴格控制各部件的水平度、垂直度、同軸度，電機、水泵軸的擺度及各組件間的配合間隙，從而保證整機安裝質(zhì)量；

2）采用有效的測量方法，確定部件安裝調(diào)整值及位置方位，最大限度減少偏差，保證工序質(zhì)量。即用對稱差法測量調(diào)整水平度；用懸掛鋼琴線假定軸線法測量調(diào)整同軸度；

3）采用了三件整體吊裝新工藝，按傳統(tǒng)安裝工藝，豎井貫流水泵安裝是單件吊裝、調(diào)試，本工藝施工每臺豎井貫流水泵出口底座、伸縮節(jié)、導(dǎo)葉體三部件整體安裝，是出于五個方面的考慮：第一，泵站廠房的混凝土已澆筑完畢，出口底座因上部混凝土的影響，已無法垂直吊裝就位；第二，因出口底座直徑大且沒有支腳，即使吊裝就位也很難固定牢靠。但三件組合在一起，組合體上有三個支點便于放穩(wěn)，組合體的吊裝重心正好躲過上部混凝土，可直接垂直吊裝，單件組裝時，在廠房安裝間可水平放置，便于安裝；第四，三部件就位后便于葉輪體安裝，因葉輪外殼本身不帶支腿，如果先與導(dǎo)葉體連接，可能不穩(wěn)；第五，三部件安裝的施工時間要比單件安裝的施工時間少得多，有效地縮短了安裝工期，為總工期贏得了寶貴的時間。

3 工藝流程

豎井貫流水泵由進出口底座、出口伸縮節(jié)、葉輪外殼、導(dǎo)葉體等固定部分和主軸、轉(zhuǎn)輪體、組合軸承、導(dǎo)軸承、減速箱、電機等轉(zhuǎn)動部分組成。

豎井貫流水泵安裝方案：水泵安裝按水泵固定部分、轉(zhuǎn)動部分的安裝順序進行。水泵中心線及葉輪中心線是水泵安裝的主要控制線，該控制線作為安裝基準。根據(jù)土建結(jié)構(gòu)的特點，并考慮到吊裝就位的方便，首先，將進口底座預(yù)吊放在安裝位置（進口底座在葉輪外殼安裝前，必須預(yù)吊裝放置，否則，葉輪外殼安裝完畢后，進口底座已無空間位置可吊裝就位）；其次，出口底座、伸縮節(jié)、導(dǎo)葉體在安裝間進行組裝，符合要求后，整體吊裝就位；第三，吊裝葉輪外殼；第四，轉(zhuǎn)動部分安裝。

4 施工要點

4.1 水泵安裝準備工作

4.1.1 測量基準點線設(shè)置

制作泵組中心線架，然后根據(jù)泵站測量基準點，測設(shè)出用于水泵安裝的水泵中心線并放在線架上，同時放出葉輪中心線、電機中心線和標高測量基準點。

4.1.2 水泵預(yù)組裝和重要尺寸的測量

1）預(yù)裝葉輪與葉輪外殼；

2）安裝尺寸的測量：

水泵軸長度；電動機聯(lián)軸器軸端面至中心距離；齒輪箱中心至聯(lián)軸器軸端面的距離。

4.2 進口底座預(yù)裝

吊裝進口底座臨時放置在安裝位置靠內(nèi)河側(cè)100mm左右。

4.3 出口底座、伸縮節(jié)與導(dǎo)葉體安裝

安裝方法：出口底座、伸縮節(jié)與導(dǎo)葉體三件整體安裝。

4.3.1 組裝出口底座、伸縮節(jié)與導(dǎo)葉體

首先在安裝間將分瓣的導(dǎo)葉體組裝成整體，與葉輪外殼連接的法蘭面朝下；檢查測量導(dǎo)葉體的圓度應(yīng)符合圖紙要求；吊上伸縮節(jié)放在它上面與其連接，此時伸縮節(jié)長度是設(shè)計長度，然后支撐好伸縮節(jié)；再吊上出口底座與伸縮節(jié)連接。連接后加固伸縮節(jié)。

4.3.2 出口底座、伸縮節(jié)與導(dǎo)葉體安裝

導(dǎo)葉體、出口底座與伸縮節(jié)在安裝間組裝成整體檢查合格后，按圖紙設(shè)計方位將其整體吊入機坑，掛鋼琴線，采用電測法與經(jīng)緯儀相結(jié)合，初步調(diào)整組合體位置。

4.4 葉輪外殼吊裝、調(diào)整

吊裝葉輪外殼就位，與導(dǎo)葉體把合。掛鋼琴線測量、調(diào)整葉輪室中心及導(dǎo)葉體的中心，以拉緊器、千斤頂調(diào)整其圓度。

4.5 軸承安裝

將葉輪外殼、導(dǎo)葉體的上半部分吊開，將導(dǎo)軸承安裝在導(dǎo)葉體內(nèi)；推力軸承安裝就位。

4.5.1 導(dǎo)軸承安裝

1）導(dǎo)軸承裝配：軸承安裝在導(dǎo)葉體內(nèi)部，其結(jié)構(gòu)應(yīng)為水平分縫型式，安裝工作分兩步進行，首先是在安裝水泵葉輪前將導(dǎo)軸承放置在導(dǎo)軸承體內(nèi)，懸掛機組中心線，使用鋼絲線、耳機和千分尺進行初步調(diào)整，第二步是在葉輪和泵軸吊裝就位后，盤車檢查軸線和跳動，在盤車過程中調(diào)整軸承的中心和間隙值；

2）導(dǎo)軸承第一次調(diào)整后，將下部軸承固定牢靠，上半部軸承拆除以便于安裝泵軸及葉輪。

4.5.2 推力軸承安裝

軸承在安裝前應(yīng)進行清洗檢查，清洗應(yīng)在專門的清潔場所進行。按圖紙安裝方式，將徑向組合軸承鑲嵌在主軸上。

4.6 泵組結(jié)構(gòu)部件整體調(diào)整

用琴線耳機法調(diào)整并找正葉輪外殼、導(dǎo)軸承、推力軸承三者之間的同心，偏差控制在0.1mm以內(nèi)。

4.7 底腳螺栓澆筑

澆筑底腳螺栓二期混凝土，待達到強度要求后，擰緊底腳螺栓，并復(fù)查再找正，直至達到要求。

4.8 水泵轉(zhuǎn)動部分安裝

4.8.1 水泵葉輪檢查與吊裝

1）清理、檢測泵軸與葉輪連接的外徑和內(nèi)徑，除去高點及毛剌，注意只能使用細砂紙和油石，以免修磨量過大影響機組轉(zhuǎn)動部分的軸線；

2）葉輪檢查合格后，利用臨時吊裝工具將葉輪吊入機坑，找正中心位置后，放置在葉輪外殼上，并用兩個倒鏈適當固定。

4.8.2 主軸安裝

清理主軸，拆去軸承上部；將泵軸部件調(diào)平吊入豎井坑內(nèi)，從填料密封孔中穿過伸入泵體內(nèi)（此時要用倒鏈在中間緩鉤）。此時填料盒套入主軸上，并緩緩與葉輪連接，將其放在導(dǎo)軸承上。

4.8.3 水泵轉(zhuǎn)動部分找正

1）調(diào)整葉輪中心，裝配水泵軸承、推力軸承，檢查并調(diào)整水泵中心位置及軸線水平，應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范的規(guī)定；

2）安裝泵軸密封的水封圈、填料壓蓋。在安裝過程中泵殼密封填料環(huán)，四周均勻壓緊，但不能過緊，使壓緊螺栓保留一定的壓緊余量；

3）盤車測量擺度，盤車前導(dǎo)軸承及推力軸承加潤滑油，填料處加潤滑水。盤車方法：機組盤車采用人力方法進行。在水泵軸承及主軸聯(lián)接法蘭處按水平和垂直方向?qū)?yīng)的位置各裝一只百分表，以手推動水泵葉輪，觀察并記錄百分表的讀值；

4）泵體上半部分復(fù)位，測量葉片與外殼間隙。符合要求后，將水泵軸承固定。然后對導(dǎo)軸承進行油壓試驗，并安裝進口底座。

4.9 二期混凝土澆筑

全部調(diào)整合格后，連接底座，并與一期插筋連接加固。加固后完成進出口底座的二期混凝土澆筑。

4.10 齒輪減速器安裝

齒輪減速器安裝方法：套裝聯(lián)軸器——吊裝減速器——粗調(diào)整安裝位置——精調(diào)整同心度——基礎(chǔ)固定。

1）套裝聯(lián)軸器：聯(lián)軸器套裝之前，分別測量聯(lián)軸器內(nèi)孔和輸出軸的直徑，如過盈量較大，可考慮將聯(lián)軸器適當加溫，套入軸頸，可輕輕敲入，切忌猛烈錘擊；

2）減速器安裝應(yīng)以水泵為基準找正。將減速器吊裝到基礎(chǔ)上預(yù)先放置好的墊鐵上，按機墩上已測放出的縱橫坐標線和主水泵軸的實際中心粗調(diào)整減速器的位置，初步調(diào)整出軸的中心位置；

3）減速器安裝后的軸向位置保證，可采用在聯(lián)軸器之間加等設(shè)計間隙厚的測量塊來保證軸向位置；同軸度保證，在減速器側(cè)的聯(lián)軸器齒輪箱上端安裝測圓架，測量千分表指向斜軸水泵主軸，盤動減速器，進行調(diào)整。

4.11 電動機的安裝

1）電動機的安裝找正與減速器相同，應(yīng)以減速器的輸入軸為基準找正，初步調(diào)整軸孔中心位置，其同軸度偏差不應(yīng)大于0.1mm，軸承座的橫向水平偏差一般不超過0.2mm/m；

2）電動機與減速器聯(lián)軸后，盤車檢查兩軸有無折線，調(diào)整的方法是移動電機消除折線，包括側(cè)向和高度，再次校核同軸度，不得超過允許數(shù)值。

5 結(jié)論

在豎井貫流水泵安裝過程中，有幾個關(guān)鍵問題需要注意：首先，要嚴格控制葉輪體中心的安裝位置，它是水泵安裝的基準；其次，要嚴格控制導(dǎo)葉體水導(dǎo)軸承座和推力軸承座的同心度和中心位置，它將決定水泵主軸的水平度和葉輪與葉輪體的間隙，與水泵運行工況有著密切聯(lián)系；第三，水泵導(dǎo)軸承置身于水流流道內(nèi)，因此，導(dǎo)軸承的密封事關(guān)重要，一旦導(dǎo)軸承密封安裝不好，導(dǎo)軸承內(nèi)進水，將影響水泵本身安全運行，在安裝時，每一導(dǎo)軸承的密封都要精心粘接，確保密封效果。第四，水泵主軸從豎井內(nèi)穿過預(yù)埋套管與轉(zhuǎn)輪連接，中間要緩幾次鉤，一定要排好施工順序，否則將影響水泵的安裝工期與安全；第五，此類泵主軸密封不與泵本體連接，而是與混凝土的埋件連接，這要保證埋件與泵體同軸度；第六，電機與減速箱、減速箱與水泵的同軸度要嚴格控制，以降低水泵運行的噪音。

目前通過蘇州澹臺湖泵站采用此工藝驗證，該泵站已經(jīng)通過運行，各項數(shù)據(jù)均非常理想，說明此安裝工藝是可行的，是非常值得推廣使用的。

[1]杜剛海.大型泵站機組安裝與檢修[J].揚州大學(xué)，1982.

[2]謝偉東，蔣小欣.豎井貫流泵裝置設(shè)計[J].排灌機械，2005(1).

[3]金燕，劉超.貫流泵裝置的研究進展和應(yīng)用[J].水泵技術(shù)，2009(4).

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呂慶龍，工作單位：中國水利水電第十一工程局有限公司安裝分局