反推高程法在宋莊泵站機組安裝中的應(yīng)用

張　　偉，王　　福，韓之剛

（1.山東省膠東調(diào)水局，山東 濟南 250100；2.山東省膠東調(diào)水局濰坊分局，山東 濰坊 262700）

反推高程法在宋莊泵站機組安裝中的應(yīng)用

張偉1，王福2，韓之剛2

（1.山東省膠東調(diào)水局，山東 濟南 250100；2.山東省膠東調(diào)水局濰坊分局，山東 濰坊 262700）

【摘要】分析了宋泵站機組改擴建的基本情況，闡述了反推高程法確定水泵基礎(chǔ)底板安裝高程的方法，為類似項目提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】反推高程；泵站；機組；改擴建工程

宋莊泵站位于山東省壽光市王高鎮(zhèn)宋莊村西北500m處。泵站為堤身式結(jié)構(gòu)，肘形進水流道，虹吸式出水流道，真空破壞閥斷流。泵站設(shè)計揚程9.5m，設(shè)計流量34.5m3/s，最大過水能力40m3/s，前池設(shè)計水位1.8m，后池設(shè)計水位10.5m，泵站總裝機容量5440kW。宋莊泵站自1989年建成通水以來，已累計運行96789臺時，提水19.56億m3，為青島市及沿線地區(qū)的工農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了有力的保障。

1　泵站機組改擴建緣由

宋莊泵站共裝設(shè)7臺主機組 （立式），2臺調(diào)節(jié)機組（臥式）。2001年和2005年宋莊泵站改造中分別對7臺主機組中的7#、1#、2#、3#、6#5臺水泵進行了更換，將5臺12CJS-100型軸流泵更換為1400HD-9型混流泵。水泵更換后，水泵抗汽蝕性能和單機過流能力得到較大提高。但宋莊泵站7臺主機組電機都未進行更換，這7臺主電機已運行25年，電機絕緣等級低，達到使用年限，主電機已到了非更換不可的時候。

根據(jù) 《山東省引黃濟青工程改擴建初步設(shè)計》，宋莊泵站改造工程項目包括9臺電機（7臺立式同步、2臺臥式異步）、4臺水泵 （2臺立式混流泵、2臺臥式混凝泵）的更換。宋莊泵站改擴建工程的工期短，任務(wù)重，從2012年開始，由于青島用水量逐年增加，引黃濟青工程運行期由過去的冬季送水，逐步增加到每年運行200多天，泵站運行期越來越長。鑒于上述情況，宋莊泵站必須在2年內(nèi)完成所有的改擴建內(nèi)容，工期緊，任務(wù)艱巨。泵站7臺立式機組電機的更換，尤其是5臺不需要更換水泵的電機更換，是制約工期的一項重要內(nèi)容，必須改進常規(guī)施工方法，且要滿足工程質(zhì)量和工期要求，同時保證工程運行安全和可靠。因此，反推高程法應(yīng)運而生，這一方法的應(yīng)用同時滿足了工期和質(zhì)量要求。

2　反推高程法的應(yīng)用

機組安裝高程，是按照設(shè)計部門選定的葉輪中心安裝高程確定的，水泵葉輪中心高程確定之后，電機及其他部件的安裝高程隨之而定，機組各部件的設(shè)計安裝高程，是實際安裝高程的主要依據(jù)。根據(jù)水泵葉輪中心高程，即可求出立式機組主要安裝高程，最后確定電機磁場中心（即定子矽鋼片中心）高程。所以，在泵站立式機組安裝過程中，一般是根據(jù)葉輪安裝高程和固定部件尺寸，澆筑完水泵基礎(chǔ)，再根據(jù)水泵軸和電機、電機軸的尺寸，推算電機定子底板高程，再進行電機基礎(chǔ)和電機底板澆筑。

宋莊泵站改擴建過程中，因為有5臺水泵不進行更換，只是更換電機，如果根據(jù)常規(guī)高程法進行電機底板高程推算，進行電機底板基礎(chǔ)重新澆筑，這將嚴重超出施工工期，必然導致4個月內(nèi)不能完成改擴建任務(wù)。因此，在改擴建工程中，必須考慮不重新澆筑電機基礎(chǔ)的方案，采用反推高程法是根據(jù)水泵基礎(chǔ)、電機基礎(chǔ)高程和水泵軸及固定部件尺寸，倒推電機定、轉(zhuǎn)子尺寸，轉(zhuǎn)子軸長度，并在設(shè)備招投標階段按照推算好的電機尺寸進行加工生產(chǎn)。當然，電機定子下平面開孔尺寸必須也與電機基礎(chǔ)板開孔尺寸一致，這樣電機到現(xiàn)場后，就可不動用電機基礎(chǔ)板而進行安裝，安裝過程中引起的微小誤差靠水泵葉輪外殼30mm余量進行調(diào)整。

3　機組安裝步驟

1）泵軸長度測量。用鋼卷尺測泵軸兩端法蘭的距離即為泵軸長度，一般可測量幾個方位，取其平均值。如圖1，用代號L1（mm）表示。

2）轉(zhuǎn)輪測量。測量從葉輪輪轂所刻中心線到葉輪與泵軸法蘭結(jié)合面的距離，沿4個方位測數(shù)據(jù)，取其平均值。如圖1，用代號L2（mm）表示。

3）電機磁場中心線至電機軸承法蘭平面距離測量。一般是通過測量電機轉(zhuǎn)子磁軛上平面至電機軸法蘭平面與磁軛上平面至電機轉(zhuǎn)子磁場中心的值計算。如圖1，用代號L5（mm）表示。

4）電機磁場中心線至電機上平面距離測量。一般是通過測量電機定子矽鋼片中心至電機定子上平面距離。如圖1，用代號L3（mm）表示。

5）高程與機組尺寸關(guān)系。從圖1看出，機組安裝時，各部位高程與機組相關(guān)尺寸有如下關(guān)系：

6）其他要求。根據(jù)以上結(jié)果，電機尺寸L3，L5， Hn必須滿足（1）式，才能滿足安裝要求。當然，還應(yīng)考慮轉(zhuǎn)子磁場中心不得高于定子磁場中心，也不得低于定子矽鋼片高度的0.5%這個修正量。

圖1定子安裝高程示意圖

4結(jié)語

宋莊泵站改擴建工程，通過反推高程法，可以在電機、水泵基礎(chǔ)不用重新澆筑的情況下完成立式機組的安裝，可以減少電機基礎(chǔ)的澆筑和養(yǎng)護時間，大大縮短機組安裝工期。在立式機組改造中如單純更換電機，可通過反推高程法確定電機轉(zhuǎn)子尺寸進行生產(chǎn)加工，進而在安裝過程中直接進行安裝。同樣在只更換水泵（在泵型不變情況下）及水泵軸的情況下，也可根據(jù)反推高程法，在不動水泵基礎(chǔ)板情況下進行更換安裝。這種方法在國內(nèi)一些泵站改建過程中將有較大的借鑒意義。

（責任編輯 趙其芬）

【中圖分類號】TV675

【文獻標識碼】B

【文章編號】1009-6159（2015）-10-0025-02

收稿日期：2015-05-21

作者簡介：張偉（1975—），男，工程師