金湖站大型燈泡式貫流泵安裝技術(shù)路線

趙才全 郭 軍 朱海峰陳宗橋

（1.江蘇省南水北調(diào)金湖站工程建設(shè)處，江蘇淮安 211600；2.江蘇省水利建設(shè)工程有限公司，江蘇揚(yáng)州 225000）

1 工程概況

金湖站為南水北調(diào)東線一期工程第二個(gè)梯級(jí)站，位于江蘇省金湖縣銀集鎮(zhèn)境內(nèi)三河攔河壩下的金寶航道輸水線上，主要任務(wù)是通過(guò)與下級(jí)洪澤站聯(lián)合運(yùn)行，由金寶航道、入江水道三河段向洪澤湖調(diào)水，并結(jié)合寶應(yīng)湖地區(qū)排澇。

泵站設(shè)計(jì)流量150 m3/s，安裝燈泡后置式貫流泵5臺(tái)套（含備機(jī)1臺(tái)套）；-6°～+6°全調(diào)節(jié)葉片外徑 3350 mm，單機(jī)設(shè)計(jì)流量37.5m3/s，配套電機(jī)功率2200 kW，總裝機(jī)容量11000 kW；泵站調(diào)水設(shè)計(jì)揚(yáng)程2.45 m，排澇設(shè)計(jì)揚(yáng)程4.70m，水泵葉輪中心高程為0.80m。

貫流泵成套設(shè)備由日立泵制造（無(wú)錫）有限公司制造，主電機(jī)由湘潭電機(jī)集團(tuán)制造。水泵外型總長(zhǎng)16.72 m，總重量約 180 t。

2 水泵結(jié)構(gòu)及特征要點(diǎn)

（1）總體結(jié)構(gòu)。金湖站水泵為臥式全調(diào)節(jié)軸流貫流泵，其裝置結(jié)構(gòu)主要包括進(jìn)水流道、葉輪、導(dǎo)葉以及出水流道（圖1）。河床水通過(guò)進(jìn)水流道導(dǎo)入葉輪，葉輪將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力有效地帶給水，通過(guò)導(dǎo)葉體將水送入出水流道。

（2）轉(zhuǎn)子部分。轉(zhuǎn)子部分由葉輪部和軸組成，葉片嵌入葉輪轂內(nèi)，通過(guò)連接機(jī)構(gòu)可以改變?nèi)~片角度，嵌有葉片的葉輪轂固定在具有充分強(qiáng)度傳遞動(dòng)力的傳動(dòng)軸上。水泵葉輪采用簡(jiǎn)支梁支撐，水泵通過(guò)鼓齒聯(lián)軸器與同步電機(jī)直接連接，軸向力由水泵的推力軸承組承受。

（3）葉輪室、導(dǎo)葉體。為保證即使葉片角度變化，葉輪室與葉片外周間隙一定，葉輪室內(nèi)側(cè)為球面體。葉輪帶給水的速度能量通過(guò)導(dǎo)葉體轉(zhuǎn)換成壓力能量。導(dǎo)葉體的地腳直接固定在基礎(chǔ)上。

圖1 金湖站貫流泵結(jié)構(gòu)總圖

（4）軸封裝置及軸承。軸封裝置采用填料密封，由于安裝有彈簧裝置，通過(guò)彈簧力擠壓填料，所以運(yùn)行開(kāi)始后無(wú)需緊固填料。徑向軸承、推力軸承采用SKF滾動(dòng)軸承，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)。

（5）全調(diào)節(jié)式葉片機(jī)構(gòu)。葉片調(diào)節(jié)操作方式采用液壓式，設(shè)置在電機(jī)與葉輪中間（中置式）。這種方式是油缸內(nèi)的活塞通過(guò)液壓左右移動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)通過(guò)操作桿帶動(dòng)葉輪輪轂內(nèi)的連接機(jī)構(gòu)來(lái)改變?nèi)~片角度。

3 水泵安裝主要步驟及精度控制

3.1 水泵安裝主要流程

確定水泵機(jī)組中心線→機(jī)組基礎(chǔ)粗調(diào)→吊入出水導(dǎo)水帽臨時(shí)放置→吊入進(jìn)出口座環(huán)臨時(shí)固定→吊入葉片液壓系統(tǒng)裝置→吊入電機(jī)下外殼體→吊入電機(jī)→吊入出水側(cè)伸縮節(jié)→依次安裝中間接管、導(dǎo)葉體、葉輪外殼→吊入進(jìn)水側(cè)伸縮節(jié)→吊入水泵轉(zhuǎn)子體→機(jī)組地腳螺栓澆筑→轉(zhuǎn)子體二次定心并進(jìn)行電機(jī)位置調(diào)整→連接泵體內(nèi)部元件→安裝泵體外殼上部→澆筑進(jìn)出口座環(huán)。

3.2 水泵安裝主要步驟及精度控制

（1）確定水泵機(jī)組中心線。利用水準(zhǔn)儀找出進(jìn)出水流道的橫向中心線（圖2），并在進(jìn)出水流道做好標(biāo)記，高程中心線偏差不大于±2mm；利用經(jīng)緯儀找出每臺(tái)機(jī)組的縱向中心線并做好標(biāo)記，基礎(chǔ)縱向中心線與橫向中心線的交叉線就是機(jī)組中心線，與泵站機(jī)組設(shè)計(jì)中心線的偏差不大于±3mm。

圖2 金湖站貫流泵機(jī)組中心線確定示意圖

（2）機(jī)組基礎(chǔ)粗調(diào)。把基礎(chǔ)調(diào)整鐵放置在每個(gè)螺栓孔附近，利用水準(zhǔn)儀檢查基礎(chǔ)高程，若混凝土面高于設(shè)計(jì)高程，人工找平，達(dá)到設(shè)計(jì)高程；若混凝土低于設(shè)計(jì)高程，在2 cm內(nèi)利用鐵板、大于2 cm利用高強(qiáng)度混凝土灌漿法抬高基礎(chǔ)墊鐵，調(diào)整鐵水平度小于0.07/1000。由于調(diào)整鐵比較重，底座面積大，人工找平很困難，先在調(diào)整鐵的兩側(cè)和頂頭各焊接一個(gè)Φ12的螺帽，利用全牙螺栓對(duì)調(diào)整鐵進(jìn)行水平調(diào)整。在整個(gè)調(diào)整鐵的周?chē)⒛０?，采用灌漿料把調(diào)整鐵的底座澆筑好（圖3）。

圖3 水泵基礎(chǔ)調(diào)整墊鐵

（3）吊入進(jìn)出口座環(huán)臨時(shí)固定。進(jìn)出口底座環(huán)到位后，利用角鐵焊接一個(gè)模板框架，初步調(diào)整同心后，在進(jìn)出口一期混凝土上做好螺栓位置標(biāo)志，偏差小于10 mm，利用水鉆打Φ100深60 cm的孔洞，在洞的邊緣進(jìn)行打毛，清除法蘭面油污、毛刺、泥沙、浮銹等雜物，將與混凝土接觸部分油漆清理干凈，打毛混凝土表面并清掃干凈，將基礎(chǔ)螺栓固定在進(jìn)出口底座上，利用手拉葫蘆把進(jìn)出水底座臨時(shí)固定好，為安全起見(jiàn)，在基礎(chǔ)環(huán)的下面用鋼管支撐好，兩側(cè)利用鋼筋焊接固定牢靠。

圖4 水泵轉(zhuǎn)子體安裝示意圖

（4）吊入葉片液壓系統(tǒng)裝置。因金湖站水泵液壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為每臺(tái)1套液壓站，且放置于泵坑水泵支墩之間，故在水泵外殼體吊入前需先行吊入。

（5）吊入電機(jī)下外殼體。吊電機(jī)下外殼體放到基礎(chǔ)調(diào)整鐵上，在電機(jī)外殼兩端找出中心，用重線錘吊準(zhǔn)基礎(chǔ)坑內(nèi)的機(jī)組中心線，誤差在1mm內(nèi)，用水準(zhǔn)儀找準(zhǔn)電機(jī)外殼體哈伏面與流道十字水平線平齊，誤差在0.5 mm以內(nèi)，用水平儀找準(zhǔn)電機(jī)外殼體內(nèi)電機(jī)座水平，x、y方向誤差在0.1 mm內(nèi)。

（6）吊入電動(dòng)機(jī)。金湖站電機(jī)為功率2200 kW的同步電動(dòng)機(jī)，總重量約50 t。用線錘調(diào)整電機(jī)兩軸伸端中心與機(jī)組中心線，要求偏差在1mm以內(nèi)，中心高程偏差要求在0.5 mm以內(nèi)。

（7）吊入出水側(cè)伸縮節(jié)。吊入出水側(cè)伸縮節(jié)后，依次連接中間接管、導(dǎo)葉體、葉輪外殼，放置于基礎(chǔ)調(diào)整鐵上，將連接好的殼體兩端找出中心線，依機(jī)組中心線調(diào)整偏差在1mm以內(nèi)，用水準(zhǔn)儀找準(zhǔn)殼體哈伏面與流道中心線水平，偏差在0.5mm以內(nèi)，哈伏面x、y方向偏差在0.1mm以內(nèi)。

（8）吊入水泵轉(zhuǎn)子體。吊入出水側(cè)收縮節(jié)后，利用專用工具調(diào)整轉(zhuǎn)子體的中心，對(duì)中葉輪與葉輪外殼球面中心，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子體芯的傾斜度為基準(zhǔn)，對(duì)中水泵中心（圖4）。要求葉片間隙偏差在0.1mm以內(nèi)（500 mm塞尺測(cè)量），連軸器偏差圓周在0.1mm以內(nèi)（百分表測(cè)量），開(kāi)口在0～0.6mm以內(nèi)（200mm塞尺測(cè)量）。

（9）轉(zhuǎn)子體二次定心。機(jī)組地腳螺栓采用灌漿澆筑，地腳螺栓強(qiáng)度達(dá)到后，固定水泵下外殼體，轉(zhuǎn)子體二次定心，每道軸承根據(jù)設(shè)計(jì)要求安裝，以水泵轉(zhuǎn)子體為基礎(chǔ)，進(jìn)行電機(jī)的位置調(diào)整，固定電機(jī)。

（10）連接泵體內(nèi)部元件。連接泵體內(nèi)部的自動(dòng)化元件、引出線、油氣水管道、葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及油壓裝置，管路預(yù)裝后進(jìn)行酸洗，確保管路內(nèi)無(wú)焊渣、鐵屑、鐵銹及其它污垢。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝就位后，進(jìn)行管路的嚴(yán)密性耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力至少為額定工作壓力的125%，保持30min無(wú)滲漏現(xiàn)象。

（11）澆筑進(jìn)出口座環(huán)。待泵體外殼上部安裝就緒后，拆除座環(huán)臨時(shí)固定裝置，對(duì)座環(huán)地腳螺栓灌漿、收緊，采用灌漿料和自密實(shí)混凝土相結(jié)合的辦法對(duì)進(jìn)出口座環(huán)進(jìn)行二期混凝土澆筑。

4 結(jié)語(yǔ)

貫流泵技術(shù)在國(guó)內(nèi)起步較晚，近年來(lái)國(guó)內(nèi)通過(guò)自行研制、技術(shù)引進(jìn)、與國(guó)外廠家合作等途徑提高了貫流泵裝置的研發(fā)水平，但在大型貫流泵安裝技術(shù)上，仍缺乏扎實(shí)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在金湖站貫流泵安裝中，安裝單位江蘇省水建公司建安處雖然在安裝前制定了詳細(xì)的安裝方案，但對(duì)首臺(tái)機(jī)組的安裝仍然是邊安裝、邊摸索，總結(jié)了一套成功的安裝經(jīng)驗(yàn)。從2012年4月5日至5月30日，僅用了55 d時(shí)間，順利完成了5臺(tái)機(jī)組的安裝，經(jīng)檢測(cè)，各項(xiàng)安裝指標(biāo)滿足規(guī)范要求。