泵站更新改造建設(shè)項目主要技術(shù)研究

趙青宇 李冬州

一 、概述

新沂市屬淮河流域沂沭泗水系，境內(nèi)流域性河湖有沭河、沂河、新沂河、中運河、駱馬湖。由于駱馬湖建成蓄水后，抬高了行洪水位，為補充沿岸自排能力不足，再加之新戴河上游及沭河塔山河閘上高亢地區(qū)規(guī)律性缺水，成為影響該地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。灌排區(qū)原有泵站大部分建于20世紀(jì)90年代，其功能不能滿足經(jīng)濟發(fā)展的需求，因此實施對泵站的更新、改造尤為重要。

二、原泵站運行中的缺陷和對策

由于工程建設(shè)年代久遠(yuǎn)，再加之工程水情也有所變化，尤其工程經(jīng)過幾十年的運行，泵站中機電設(shè)備老化嚴(yán)重，工程的附屬設(shè)施損壞變形，造成泵站機組使用效率降低，能耗上升。主要表現(xiàn)為水泵主要部件磨損嚴(yán)重，葉輪間隙不斷加大；水泵運行振動嚴(yán)重，磨損、汽蝕、老化、銹蝕嚴(yán)重，導(dǎo)致了故障頻繁發(fā)生；電機長期運行，絕緣效果下降，損耗越來越大，電機絕緣性能差。

1.設(shè)備的設(shè)計連接形式有待改進(jìn)

（1）水泵常年運行后，葉輪殼上下一般為止口連接，連接口磨損嚴(yán)重，易松動，導(dǎo)致運行時上下串動，造成水泵的振動及噪音的產(chǎn)生。

（2）應(yīng)對原有止口連接形式加以改造，可增加螺栓和螺母的連接，減少串動的發(fā)生。

2.水泵設(shè)備銹蝕和汽蝕情況

（1）水泵基座預(yù)埋螺栓銹蝕嚴(yán)重，造成固定平面受力不一；葉輪、泵軸間隙增大，造成水泵同心度、擺度的偏差值增大；水導(dǎo)軸承的材質(zhì)為橡膠，其耐磨性較差，長久運行磨損嚴(yán)重，使水導(dǎo)軸承連接處同心度和擺度增加，也使軸頸磨損嚴(yán)重。

（2）對葉輪室直徑2.0m 以上應(yīng)考慮到水泵使用的頻率、耐久性以及加工鑄造的難度，可將葉輪室鑄鋼材料鑲嵌堆焊改為不銹鋼模壓形式，有利于減少葉輪室的銹蝕和汽蝕的發(fā)生，減少直徑大鑄造易出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量瑕疵而返工的機率；水導(dǎo)軸承材料應(yīng)采用國內(nèi)外頂尖產(chǎn)品，減少磨損；更換預(yù)埋件應(yīng)增加一定量的螺栓，使之平衡受力。

3.主軸與葉輪座連接

一般采用水平橫銷連接，橫銷承受扭矩不夠，時常發(fā)生脫落和斷裂?？蓪B接形式進(jìn)行研究，改善扭矩及橫向剪切力不足問題，克服同心度、擺度偏差值的減小，有利于提高水泵利用效率。

4.原有使用攔污柵材質(zhì)差，清污機配置不到位

攔污柵材質(zhì)差，不僅會造成攔污柵變形，也會影響流量，降低水泵進(jìn)口的水位，攔污柵前后水位差能達(dá)到0.5 ～0.8m；同時影響葉輪中心淹沒深度，導(dǎo)致機組運行振動、噪音高。對此可加大攔污柵的剛度，并進(jìn)行必要的防腐處理，同時要對攔污柵橋的設(shè)置位置進(jìn)行必要的考慮。攔污柵與水泵進(jìn)水口門需留有一定的空間，一般在50m 左右；清污機采用回轉(zhuǎn)式清污機，可以有效解決水位差過大問題。

三、機泵安裝過程

水泵機組安裝效果直接關(guān)系到今后水泵運行的效果，因此必須加強安裝過程的質(zhì)量控制。現(xiàn)以新戴河泵站為例，分析安裝過程的質(zhì)量控制措施。

1.安裝說明

設(shè)計安裝5 臺1400ZLB-5.5-7.5型軸流泵，設(shè)計流量25m3/s，裝機功率2800kW。根據(jù)該泵的結(jié)構(gòu)特點，水泵一般在工地組裝，故在出廠前應(yīng)將所有部件做必要的試驗，產(chǎn)品質(zhì)量合格方可進(jìn)行工地裝配和調(diào)整工作。立式泵的安裝一般按照由下而上、先水泵后電機、先固定部分后轉(zhuǎn)動部分的順序進(jìn)行。固定部分的垂直同心及水平、高程，轉(zhuǎn)動部件的軸線擺度、垂直度、中心、間隙，是安裝工作的關(guān)鍵，安裝質(zhì)量必須嚴(yán)格控制。

2.安裝前的準(zhǔn)備

（1）準(zhǔn)備好安裝所需的各種工具、設(shè)備及測量儀器等；（2）檢查水泵零部件是否齊全，運輸過程中有無損壞；（3）安裝前對安裝零件的實際尺寸進(jìn)行測量，并與圖紙復(fù)核；（4）安裝前將水泵零件所有結(jié)合面上的保護物全部清洗干凈，清洗時嚴(yán)禁用硬物刷、刮，以防損傷結(jié)合面。各加工面清洗后再涂以防銹油料，葉輪調(diào)面應(yīng)在地面上襯好枕木、廢舊輪胎，防止損傷葉片；（5）根據(jù)水泵安裝圖檢查進(jìn)、出水管中心標(biāo)高和機墩標(biāo)高是否符合要求；（6）一期混凝土表面應(yīng)清洗干凈并鑿成鋸齒形麻面，以保證與二期混凝土結(jié)合牢固。

3.機泵安裝過程的關(guān)鍵控制

泵站機組安裝過程中垂直同心是保證安裝質(zhì)量的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對完工后的機組正常運行影響極大，在施工中針對安裝中存在的一些問題，對水泵的安裝工藝進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。水泵電機安裝的控制要求為：

（1）基礎(chǔ)要求

進(jìn)出水流道口部圓度偏差不大于±5mm；基礎(chǔ)安裝高程偏差不大于0～-5mm；基礎(chǔ)水平偏差不大于0.5mm/m；混凝土基礎(chǔ)如超過以上偏差，需要處理修正，以防基礎(chǔ)偏離。

（2）泵體安裝要求

各底座的安裝高程偏差不大于±2mm；泵座的水平度偏差不大于0.03mm/m；同軸度允差0.5mm，導(dǎo)葉體導(dǎo)軸承止口同軸度允差0.05mm；進(jìn)口底座的水平度偏差不大于0.05mm/m。

（3）安裝具體步驟

1）根據(jù)葉輪中心設(shè)計高程，初步確定水泵基礎(chǔ)調(diào)整楔鐵的安裝高程。將水泵支座與導(dǎo)葉體組件一起垂直吊入，然后將水泵支座在泵梁上就位，調(diào)整水泵支座的位置，墊好墊鐵，穿好地腳螺栓，找正泵座內(nèi)孔中心與進(jìn)水流道出口及基礎(chǔ)同心，調(diào)整高程及水平，直至達(dá)到要求，然后澆地腳螺栓二期混凝土。

2）從吊物孔將進(jìn)水口底座吊入機坑就位，墊好墊鐵，找正與水泵支座的同心，調(diào)整高程及水平，直至達(dá)到要求；將進(jìn)水伸縮節(jié)底座、壓環(huán)吊入機坑，放在旁邊待用，將套管吊入機坑插入進(jìn)水底座中；將葉輪外殼吊入放在旁邊待用，將葉輪部件吊入機坑。

3）將60°出水彎管按照泵房出水方向要求吊裝在水泵支座上，找準(zhǔn)60°出水彎管上導(dǎo)軸承孔、支座與導(dǎo)葉體之間的同心度，擰緊連接螺栓，復(fù)查水平、同心，符合要求后，澆筑支座的二期混凝土。

4）將上導(dǎo)軸承等部件吊入裝入60°出水彎管軸承孔內(nèi)，并將冷卻水護套管壓入軸承下端槽內(nèi)。下導(dǎo)軸承放到導(dǎo)葉體內(nèi)，調(diào)整定位，打入定位銷，要求導(dǎo)軸承與軸四周間隙均勻，并符合設(shè)計要求，通過盤車輕重合適，再緊螺栓。

5）水泵轉(zhuǎn)動部分安裝必須在二期混凝土硬化后才可進(jìn)行。

6）電機支座安裝：將電機支座裝配好，吊起支座對準(zhǔn)地腳螺栓落下，放在已配置好的斜墊鐵上。電機支座高程根據(jù)水泵的L 值來調(diào)整，應(yīng)服從于電機軸與水泵軸同軸度的調(diào)整要求。將水平和高程調(diào)整好，還要反復(fù)測量調(diào)整同心度。同時保證彈性聯(lián)軸器之間的距離符合圖紙要求。電機支座調(diào)整合格后，按要求將電機座地腳螺栓和其他裝配螺栓依次對稱擰緊，重新復(fù)核其精度無誤后，打入定位銷釘，最后將基礎(chǔ)墊板、斜墊鐵和基礎(chǔ)板之間點焊牢固。

7）泵軸、葉輪、傳動軸安裝。將泵軸吊入泵體，連接葉輪頭，連接螺栓鎖定牢固。葉輪頭下部支撐牢固，在填料函處用千斤頂輔助支撐，保持泵軸垂直，連接傳動軸，上緊剛性連接螺栓。在剛性連軸器、彈性連軸器軸徑處分別架設(shè)百分表，手動盤車測量各部位的擺度值，根據(jù)檢查結(jié)果分析大軸及剛性聯(lián)軸器存在的問題并進(jìn)行處理，直至達(dá)到規(guī)范要求。

8）填料密封部件的安裝。在頂蓋上裝上填料盒，調(diào)整四周間隙均勻，并裝進(jìn)填料、壓蓋，預(yù)緊壓蓋后稍退松螺母，連接好集水盤，接好排水管。

9）葉輪外殼、進(jìn)口底座、進(jìn)口伸縮節(jié)安裝。連接葉輪外殼和導(dǎo)葉體，調(diào)整葉輪中心與葉輪外殼中心一致，盤車測量葉片與外殼間隙。通過調(diào)整傳動軸上端螺母，使葉片間隙符合安裝規(guī)范要求。連接套管與葉輪外殼。將進(jìn)水伸縮節(jié)底座合攏與進(jìn)水底座連接，調(diào)整進(jìn)水底座的高程及同心，澆注進(jìn)水底座的二期混凝土。裝入橡膠園及壓環(huán)。在頂蓋上裝上填料盒，調(diào)整四周間隙均勻，并裝進(jìn)填料、壓蓋，預(yù)緊壓蓋后稍退松螺母，連接好集水盤，接好排水管。

10）水泵部分現(xiàn)場安裝結(jié)束后，將彎管臨時支撐鋼管割掉，焊接處打磨光滑。

四、綜述

泵站工程更新改造主要涉及到機泵、進(jìn)出水流道、傳動、輔機、土建自動化監(jiān)視等多學(xué)科的系統(tǒng)工程，改造后的水泵運行也離不開以上學(xué)科的配合。本文重點圍繞泵站運行中汽蝕、噪音、磨損破壞，以及同心度、擺度的減小進(jìn)行了研究性總結(jié)，并對機泵更新改造安裝、程序、工藝進(jìn)行了論述，有助于改善泵站更新成效，提升泵站運行效果■