淺談消化池攪拌器的安裝工藝技術(shù)

劉偉

當前，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對環(huán)境的保護問題越來越引起國家及地方政府的高度重視，其中城市污水處理是環(huán)境治理工作的重點之一，污水處理廠的投資在逐步加大。在污水處理過程中，污泥消化處理工藝越來越受到多方重視。目前，設(shè)計消化池的大型污水處理廠也在逐漸增多。一般日處理20萬噸的污水廠所設(shè)計的消化池單池容量為8000～10000m3；日處理50萬噸以上消化池的單池容量在10000m3～14000m3。大型消化池的污泥攪拌方式可以采用沼氣攪拌或者機械攪拌。對于大多數(shù)機械攪拌的消化池，尤其是單體體積大于10000m3的消化池來說，消化池攪拌器的安裝是整個泥區(qū)設(shè)備的安裝重點和難點。

消化池攪拌器及其配套的附屬設(shè)備和備件具有設(shè)備多、預埋件多、設(shè)備價格高等特點。消化池攪拌器的安裝需要和其他工序相互配合，牽涉到的協(xié)作單位多、交叉作業(yè)多，如果某個環(huán)節(jié)沒有考慮到，可能會給以后的工作造成極大的不便。同時，攪拌器的安裝質(zhì)量和精度都有嚴格要求，不得出現(xiàn)安裝質(zhì)量缺陷，因為良好的攪拌可提供一個均勻的消化環(huán)境，是得到高效消化效果的前提，完全混合攪拌可使池容100%得到有效利用，但實際上消化池有效容積一般僅為池容的70%左右。對攪拌控制不當或攪拌器安裝質(zhì)量有缺陷可使消化池的有效容積降至實際容積的50%以下。大量污水處理廠的運行數(shù)據(jù)證明，攪拌是高效消化的最關(guān)鍵操作，因此有必要對我公司承接的武漢三金潭污水處理廠（30萬噸/日）設(shè)備安裝工程中消化池攪拌器的安裝工藝進行歸納和整理，方便同行們今后在消化池攪拌器安裝過程的項目施工及管理。

武漢市三金潭污水處理廠設(shè)計卵型消化池2座，單池容量14000m3，池高44.6米，采用機械攪拌方式。

消化池本體為紡錘形結(jié)構(gòu)，消化池攪拌器大部分安裝在消化池內(nèi)，僅有和聯(lián)軸器連接的部件以及油泵在消化池外；聯(lián)軸器和電機依次安裝在攪拌器上，攪拌器依靠三個定位螺栓同消化池池頂突出的牛腿聯(lián)結(jié)進行支撐。

消化池攪拌器的導流筒自下而上從消化池的底部一直安裝到距離規(guī)定液面約600～700mm處，導流筒安裝后的高度根據(jù)消化池的高度不同，最高可以達到40m。攪拌器的葉輪從上部深入導流筒內(nèi)約300～400mm。導流筒采用球墨鑄鐵材質(zhì)，導流筒之間采用法蘭聯(lián)接，依靠螺栓固定。導流筒依靠兩層8根不銹鋼拉索進行固定，拉索一頭和導流筒進行連接，另外一頭和預埋在消化池內(nèi)側(cè)的預埋件進行連接固定。

攪拌器的電氣控制設(shè)備一般情況由承包商或業(yè)主提供。包括現(xiàn)場防爆控制箱，軟啟動柜（針對于22kw以上的電機），控制柜（其內(nèi)容，原理圖和注意事項將單獨進行闡述）。

攪拌器安裝的重點和難點

消化池攪拌器的安裝是泥區(qū)設(shè)備安裝的重點和難點工程。導流筒在消化池內(nèi)進行垂直組裝，組裝高度一般在30～40米；導流筒在池內(nèi)、外吊裝的安全性要求很高，要求吊裝前有詳細可行的安全吊裝方案。安裝在消化池頂部攪拌器的葉輪外沿和導流筒上部內(nèi)側(cè)之間的距離僅為5mm，因此安裝精度要求較高。同時考慮到消化池在運行后，設(shè)備基本不能再進行調(diào)整和更改，因此對于安裝的質(zhì)量要求高?；谝陨蟽蓚€方面，一般消化池攪拌器的安裝需要設(shè)備供貨廠家的專業(yè)技術(shù)人員到現(xiàn)場進行安裝指導，并對于安裝工程進行全程記錄。

安裝重點：攪拌器支座定位、支座水平度測量，導流筒垂直度測量定位，攪拌器的吊裝就位、調(diào)整、固定安裝、二次灌漿處理；

安裝難點：導流筒拉索的安裝，攪拌器的安裝

安裝方法：

（1）支座定位：利用消化池頂部牛腿找中；

（2）支座水平度：框式水平儀找平；

（3）導流筒垂直度：多功能垂直矯正器調(diào)整；

（4）拉索安裝：拉力計和框式水平儀進行安裝；

（5）攪拌器安裝：利用千斤頂和框式水平儀同時進行攪拌器的調(diào)整定位和水平矯正。

施工準備：

消化池攪拌器需要安裝的部件很多，安裝時需要快速、高質(zhì)量地完成部件的安裝，安裝工作需要供貨廠家技術(shù)人員進行現(xiàn)場指導，往往廠家技術(shù)指導時間有限，因此安裝單位的施工前期準備工作是攪拌器安裝過程中十分重要的環(huán)節(jié)。

（1）熟悉設(shè)備技術(shù)資料

首先，安裝單位技術(shù)負責人或項目經(jīng)理需要認真閱讀設(shè)備的相關(guān)資料，并且根據(jù)設(shè)備資料編制施工組織計劃和施工安全操作章程，并且提交給相關(guān)單位和設(shè)備廠家審查。

（2）工機具和施工人員準備

根據(jù)攪拌器安裝要求和現(xiàn)場實際施工條件，組織施工設(shè)備工機具進場；制訂工程進度計劃，合理組儲備施工技術(shù)人員和各工種施工人員。

（3）導流筒的檢查

國內(nèi)目前還沒有離心澆注一體法蘭鑄鐵管的場所，鑄鐵管上的法蘭同鑄鐵管需要采用焊接聯(lián)接，法蘭制作處理不當就無法保證法蘭面的水平度，而一旦水平度不夠，將會直接影響導流筒的垂直度，導致設(shè)備運行時導流筒震動。因此在導流筒出廠時，需要有專業(yè)的人員到生產(chǎn)廠家去進行法蘭平整度的檢查，如果平整度達不到要求則需要在車床上再車一遍，直到合格為止。關(guān)于法蘭平整度的資料需要保存以便提交給監(jiān)理備案。導流筒的標注為：帶有法蘭的導流筒遵循標準DIN28611，法蘭的標準為DIN28604 PN10。導流筒的壁厚一般要求為19.6mm（國內(nèi)最多能做到16.8mm），導流筒的外側(cè)為瀝青圖防腐層，導流筒內(nèi)側(cè)粉刷有混凝土抹面防腐。

（4）預埋件的埋設(shè)

導流筒的預埋件有拉索的預埋件，一般設(shè)計8塊預埋鋼板；攪拌器支腿的預埋件，共3塊預埋鋼板。預埋件的埋設(shè)工作需要安裝單位或設(shè)備生產(chǎn)廠家進行指導、土建單位埋設(shè)。預埋件埋設(shè)時需要向土建單位交待預埋件的位置，埋設(shè)的方向以及其他注意事項。預埋件需要同消化池內(nèi)的鋼筋焊在一起，預埋件上的螺絲孔需要在澆灌混凝土之前利用泡沫或報紙?zhí)畛?，防止螺絲孔內(nèi)進入混凝土。由于預埋件埋設(shè)時間和設(shè)備安裝時間有時相差時間很長，因此預埋件在澆筑之前需要用明顯的標志標出，以便在今后的安裝工作中能夠便捷的找到預埋件方位。endprint

（5）腳手架的搭設(shè)

腳手架可以借用土建公司的腳手架或者由安裝公司自行搭建腳手架。如果借用土建公司的腳手架時，需要根據(jù)設(shè)備安裝要求對土建腳手架進行局部改造以滿足設(shè)備安裝要求。如果不滿足，則需要考慮增加或減少腳手架，同時考慮不影響土建單位的施工或腳手架的安全結(jié)構(gòu)；如果會有所影響，則需要考慮采取什么措施可以解決困難。到土建腳手架條件不允許時，需要安裝單位自行搭設(shè)腳手架，搭設(shè)前要編制方案，確定腳手架搭設(shè)的方式。搭設(shè)方式一般采用十字搭設(shè)，十字方向為預埋件的埋設(shè)方向，中心為6x6-2x2米見方的塔井，塔井外邊長6米，內(nèi)側(cè)留有2米見方的天臺。十字搭設(shè)利用斜桿相互固定。腳手架的搭設(shè)需要滿足國家相關(guān)標準，并且經(jīng)過仔細的計算，計算書提交給監(jiān)理備案，保證安全。

（6）吊裝設(shè)備

吊裝設(shè)備可以采用塔吊或汽車吊。但是究竟是使用塔吊還是汽車吊？要根據(jù)施工現(xiàn)場的條件、吊車的活動范圍、起吊重量，起吊高度、吊裝成本等進行綜合考慮；在安裝之前需要吊車司機到現(xiàn)場進行實地察看，研究具體的安全吊裝方案。

（1）如果選用塔吊（三金潭污水廠選用）：

A、塔吊的高度是否合適？塔吊的高度需要考慮消化池的高度，設(shè)備的高度，以及最高荷載下，塔吊是否有足夠的起升高度；

B、塔吊的服務(wù)半徑是否合適？塔吊的起吊位置，消化池的吊裝位置是否在塔吊的服務(wù)半徑內(nèi)；

C、塔吊的荷載是否合適？塔吊是否能夠?qū)⑾嚓P(guān)重量的設(shè)備吊裝到相關(guān)的地點；

D、塔吊的作業(yè)是否有局限？塔吊是否是同其他單位一同使用？使用的時候是否有沖突？在使用塔吊的時候是否會出現(xiàn)極端天氣，尤其是狂風，暴雪，暴雨等因素；

E、塔吊的租用費用是否可以接受？如果租用正在廠區(qū)內(nèi)使用的塔吊，則租借的費用應當遠遠小于租用汽車吊的費用（根據(jù)2008年武漢項目的情況，塔吊一個月的費用為3萬元人民幣，土建單位按月收取3.6萬人民幣）；

（2）如果選用汽車吊：

A、汽車吊的起吊高度，重量和服務(wù)半徑是否合適？汽車吊的數(shù)據(jù)可以參閱相關(guān)的規(guī)范；

B、汽車吊的作業(yè)面是否滿足要求？地面是否有足夠的地方？地面的硬度是否合適；

C、是否可以在當?shù)刈庥玫较嚓P(guān)的汽車吊（例如150噸汽車吊在某些小城市無法租用到）？汽車吊進場是否可行？汽車吊的寬度，進場的地面，汽車吊進程的路線應當事先查明，最好是要求汽車吊的租賃公司現(xiàn)場踏勘，選擇多少噸的汽車吊，以及現(xiàn)場的條件是否具備；

D、一般汽車吊的費用較塔吊要高。尤其是選擇超過50噸以上的汽車吊，費用十分昂貴（根據(jù)2008年武漢市場價格：100噸汽車吊：10000元/臺班，80噸8000 /臺班，50噸3000元/臺班，出場費和過路費單算，因此汽車吊的價格必須在吊車租賃公司到場勘查后進行報價）；

7、照明設(shè)施

消化池內(nèi)安裝需要設(shè)置照明設(shè)備，一般說來4～6盞100瓦的碘鎢燈即可滿足要求。

8、現(xiàn)場條件

設(shè)備轉(zhuǎn)運到消化池附近的道路需要能夠承受轉(zhuǎn)運車輛和設(shè)備的重量路基。設(shè)備的裝卸區(qū)域需要留有足夠的空間供吊車作業(yè)，以及車輛進出場的情況。

9、人員

8名熟練的安裝工人，不包括塔吊司機。安裝人員中需要有設(shè)備調(diào)平的工程師、技術(shù)嫻熟的起重工、合格焊工。

10、施工主要機具

千斤頂，力矩扳手，防水植筋膠，鋼絲繩切割刀，手拉葫蘆，螺絲潤滑脂，鉛垂，框式水平儀，絲錐，電動磨光機，電焊機等。

11、基礎(chǔ)復測與放線

（1）基礎(chǔ)復測與放線工作應當在消化池設(shè)備安裝前至少10天前進行?；A(chǔ)復測應當會同業(yè)主及監(jiān)理工程師一起進行，對土建基礎(chǔ)進行復測，并且對復測內(nèi)容、結(jié)果進行記錄和簽字認可。復測的主要內(nèi)容有：消化池底部尺寸、消化池底部是否平整、消化池底部是否已經(jīng)清理干凈、池底有無滲水的現(xiàn)象、消化池底部的基點、消化池頂部地面標高、消化池頂部預埋件頂標高、消化池預埋件之間的相對位置、如果有條件還可以測量拉索預埋件的標高、預埋件的位置等等；設(shè)備基礎(chǔ)的質(zhì)量經(jīng)檢驗應符合現(xiàn)行國家標準鋼筋混凝土施工及驗收規(guī)范的規(guī)定。并有驗收資料或記錄（基礎(chǔ)復測表）。

（2）設(shè)備基礎(chǔ)表面、地腳螺栓和預埋件螺栓預留孔中的油污、碎石、泥土、積水等均應清除干凈。

（3）消化池內(nèi)部裸露的鋼筋，模板等等物體需要清理干凈（避免在攪拌器安裝完后再清理時，這些雜物掉到鋼索上損壞鋼索，同時避免發(fā)生安全事故）。

（4）工程技術(shù)人員應熟悉施工圖及使用說明書，按施工圖中的基礎(chǔ)圖進行設(shè)備安裝的施工放線，對不符合設(shè)備安裝要求的基礎(chǔ)部位及時提出并加以處理。

（5）中間交接記錄：在業(yè)主、監(jiān)理、土建單位參加下檢查完畢后，做后檢查記錄，讓參加單位各方簽字后送資料室保存，并交監(jiān)理工程師備案。

12、設(shè)備開箱檢查

設(shè)備的開箱，應會同設(shè)備廠家、設(shè)備安裝單位，監(jiān)理單位和業(yè)主一同進行。開箱時按裝箱單清單中所列項目進行逐一核對、檢查，并做好記錄；重點檢查是否有缺件、設(shè)備是否有碰傷、變形、銹蝕及損壞情況等；對設(shè)備的包裝和外表進行詳細檢查并且進行現(xiàn)場照相記錄；在開箱的同時最好進行設(shè)備的安裝技術(shù)預交底，由供貨廠家向安裝單位對照圖紙說明主要部件和主要配件，同時對于安裝中的易出現(xiàn)的問題加以強調(diào)說明并提交文字記錄。在明確設(shè)備安裝具體位置并記錄后分類保存，為日后的設(shè)備安裝提供良好條件。整個檢查工作完成后，及時將設(shè)備包裝防護好，以免設(shè)備淋雨、碰撞、防碰撞及防盜等。

13、腳手架搭設(shè)

（1）用于攪拌器及配套設(shè)備安裝施工的腳手架為鋼制扣件腳手架，腳手架的搭建一般分包給具有專業(yè)資質(zhì)的公司搭建，腳手架搭建的人員需要有從業(yè)資格。在腳手架搭建之前需要腳手架公司到施工現(xiàn)場進行踏勘，測量位置并且編寫腳手架施工方案和腳手架搭建受力計算書，確保搭建安全和設(shè)備安裝安全。施工方案和計算書需要提交給監(jiān)理和業(yè)主審核批準。endprint

（2）腳手架的搭設(shè)需要嚴格按照我國有關(guān)腳手架搭建的規(guī)定《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范（JGJ130-2001）》執(zhí)行。在施工之前需要檢查架子工的從業(yè)資格證書、安全設(shè)備是否齊全和有效，并進行施工前安全教育。在架子工施工期間，池內(nèi)嚴禁其他單位進行交叉作業(yè)。

（3）腳手架搭建的要求：

a） 每段導流筒的法蘭之下1.5米處鋪設(shè)安裝面。安裝面的鋪設(shè)應當為兩層踏板，兩層踏板應當互相垂直放置。

b） 工作面的尺寸為3×3m到6×6m，中心開孔的尺寸為1.5×1.5m到2×2m。尺寸的選擇主要還是根據(jù)導流筒的尺寸和安裝方面程度來考慮的。

c） 伸展臂從中心塔架到消化池池壁，伸展臂不能依靠在消化池墻體或預埋件上。伸展臂的重量應當依靠腳手架本身支撐。

d） 為了滿足二次灌漿的要求，腳手架需要搭設(shè)到至少消化池頂坡口之下1米處。

e） 如果架子高度超過1.8m， 則需要在底部加強支撐；

f） 腳手架的材料主要通過消化池底部的人孔運輸，在人孔和塔架之間需要搭設(shè)走道板。

g） 走道通道的凈距需要超過2米以方便安裝人員的作業(yè)。

h） 腳手架如何和塔體（池壁、池底）接觸，需要用墊片將腳手架和塔體分開。塔體不應承受腳手架的重量。

i） 導流筒的安裝管井四周需要搭設(shè)爬梯，爬梯旁用欄桿圍住。

腳手架的搭建需要參照DIN4420第一部分VBG37。如果腳手架的搭設(shè)時間超過4個星期，則需要重新進行安檢查和安全評估。

由于腳手架同預埋件之間的角度為90度。因此沒有必要搭設(shè)滿堂架，只需要在預埋件的方向上搭設(shè)從下而上，寬度為1.5米寬的腳手架即可。在 通向預埋件的位置安置踏板，并安裝欄桿。

如果不借用土建單位的腳手架，安裝公司重新搭建腳手架的時間一般為10～13天時間。

如果需要土建的腳手架，則需要供貨廠家和安裝公司一同對土建的腳手架進行檢查、安全和適用性評估，進行必要的調(diào)整以滿足設(shè)備安裝要求。

預埋件的位置應當在從導流筒法蘭到預埋件之間的走道正中，走道頂面應當比預埋件的標高低1.2米，以便操作人員能夠進行繩索的拉伸。鋼絲繩索的路線不得物體阻礙，如有阻攔則必須將阻隔物切除以避免影響鋼絲拉緊強度。

14、導流筒底座安裝

底座的安裝在池體內(nèi)底部進行。首先將底座按照圖紙要求與支架連接在一起。底座的就位和調(diào)平為導流筒安裝的重點和難點。首先需要確定底座的中心位置。包括底座的中心位置和底座的支腿位置。底座的中心位置由消化池頂部預留孔的中心位置確定。具體方法是依照消化池池頂3塊攪拌器支座預埋鋼板的位置來確定消化池池頂預留孔的中心，然后由此中心吊一個線錘直到消化池底部。此線錘指示的點即為底座的中心點。

將組裝好的底座中心移至和線錘中心一致的位置，誤差不能超過1mm。

然后需要對底座進行調(diào)平。安裝調(diào)整調(diào)平螺栓，在螺栓底部墊入鋼板，框式水平儀放置在底座法蘭上。調(diào)整三個支腿上的調(diào)平螺栓，直到框式水平儀在三個邊上的水平度在0.1mm之內(nèi)。

上述工作就緒后開始鉆孔，安裝化學螺栓。待化學螺栓凝固后，將支腿上露出的調(diào)平螺絲切除，并且用混凝土澆灌消化池底，使混凝土蓋住支腿。

15、導流筒（攪拌軸）的安裝

導流筒安裝在底座上，自下而上進行安裝。根據(jù)消化池設(shè)計的不同，導流筒共有n節(jié)，每節(jié)長x米，每節(jié)重y噸。導流筒可以在池外先期組裝2～3節(jié)（根據(jù)現(xiàn)場吊裝條件定，主要看吊車是否有足夠的能力將組裝后的導流筒吊裝到池內(nèi)相應的位置），再吊入消化池內(nèi)，或者在消化池組裝。如果采用組裝的方式，則組裝時用粉線調(diào)節(jié)其直線度，直線度調(diào)節(jié)好后，再用吊機吊裝至池體內(nèi)安裝。每次吊裝均需要1名專業(yè)起重工在消化罐頂鳴哨指揮，池體外需1名起重工配合捆綁導流筒，池內(nèi)另需3～4人在設(shè)備就位后安裝法蘭聯(lián)結(jié)螺栓，安裝螺栓時需要配備力矩扳手。螺栓在安裝之前必須涂抹油質(zhì)，否則螺栓可能出現(xiàn)滑絲或咬死的現(xiàn)象，嚴重影響法蘭的垂直度。

當導流筒安裝到拉索處時，需要在預埋件上安裝配一對滑輪。每一層有四根鋼索。鋼絲繩分別從法蘭和配對滑輪穿過，兩頭用吊鉤拉住。吊鉤掛在拉力計上，拉緊鋼索，當拉力計的讀數(shù)達到規(guī)定讀數(shù)時，將鋼索用膠布緊緊纏住。一個小時后，再觀察拉力計的讀數(shù)是否有變化。如果變化幅度在規(guī)定允許范圍之內(nèi)后，用卡環(huán)鋼索卡住，去掉拉力計。拉索需要對稱拉緊，一邊調(diào)整拉索的拉力，一邊需要調(diào)整導流筒的垂直度，直到符合要求為止。

16、攪拌器本體及電機的安裝

設(shè)備供貨方式有攪拌器和電機整體到貨的，也有攪拌器和電機分開到貨然后在現(xiàn)場組裝的；攪拌器重3.5噸，電機0.80噸；使用吊裝導流筒的起重機把設(shè)備吊裝就位后，在調(diào)節(jié)螺栓之下墊入鋼墊（在吊機的配合下進行），利用調(diào)解螺栓調(diào)整其水平度及垂直度，用千斤頂進行微調(diào)、緩慢地移動攪拌器，使葉輪能夠進入導流筒內(nèi)，并且葉輪的外沿同導流筒內(nèi)壁的凈距在5mm之內(nèi)，攪拌器的葉輪在手動旋轉(zhuǎn)時沒有任何阻礙。在其符合安裝要求后， 焊死調(diào)解螺栓、鋼墊板和預埋件，切斷露頭的調(diào)解螺栓頭。然后可以安裝聯(lián)軸器和主電機（分開到貨的設(shè)備）。最后，進行攪拌器本體的二次灌漿。值得注意的是二次灌漿的混凝土的強度需比原混凝土的強度高一標號，且灌漿用的混凝土采用不膨脹混凝土，以免在混凝土凝固收縮后出現(xiàn)縫隙。灌漿后一周后可以拆除底模；后續(xù)工作是測試電機、通電試運轉(zhuǎn)。endprint