淺談大流量燈泡貫流泵機(jī)組安裝技術(shù)

時(shí)愛祥 朱海鋒 湯翠芳

淺談大流量燈泡貫流泵機(jī)組安裝技術(shù)

時(shí)愛祥 朱海鋒 湯翠芳

一、工程概況

江蘇省金湖泵站為南水北調(diào)東線工程第二個(gè)梯級(jí)站，位于江蘇省金湖縣境內(nèi)，三河攔河壩下的金寶航道輸水線上。金湖站工程主要任務(wù)是通過與下級(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150m3/s。泵站安裝5臺(tái)套（含1臺(tái)備機(jī)）大型燈泡貫流泵，葉輪直徑3.35m，水泵轉(zhuǎn)子體、液壓葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等由日本日立公司總部生產(chǎn)。該泵為國(guó)內(nèi)目前單機(jī)流量最大的燈泡貫流泵，單機(jī)流量達(dá)37.5m3/s，配套電機(jī)功率2200kW，總裝機(jī)容量11000kW，水泵葉片角度調(diào)節(jié)范圍－6°～+6°。

燈泡貫流泵機(jī)組從進(jìn)水到出水方向是軸向貫通，進(jìn)水管和出水管形狀簡(jiǎn)潔，沒有曲折，流道平直對(duì)稱，避免了水流拐彎后因流速分布不均而使水流流態(tài)變壞的影響，水力損失較小，且揚(yáng)程越低，貫流式的優(yōu)勢(shì)越明顯。大型燈泡貫流泵機(jī)組在流域性防洪、排澇、調(diào)水等水利項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用，南水北調(diào)東線工程金湖站、泗洪站、通榆河北延灌河北站、淮安三站等都采用了此泵型。

二、工藝流程及操作要點(diǎn)

以水泵設(shè)計(jì)水平軸線高程為基準(zhǔn)確定水泵機(jī)組底座高程；以進(jìn)出水流道縱向中心線為基準(zhǔn)確定泵軸中心線。工藝流程是先固定下半結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)部件安裝調(diào)整，最后安裝上半結(jié)構(gòu)；操作要點(diǎn)是要嚴(yán)格控制各部件的水平度、軸線對(duì)稱度、同軸度及各組件間的配合間隙，從而保證整機(jī)安裝質(zhì)量。

三、機(jī)組安裝

1.定位放樣

根據(jù)土建坐標(biāo)，在泵房?jī)?nèi)找出順?biāo)鞣较蛑行木€和垂直水流方向的控制線，并做好標(biāo)記。

2.地腳螺栓安裝

大型燈泡貫流泵地腳螺栓安裝，直接關(guān)系到整套機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，由于同樣流量燈泡貫流泵的設(shè)備本體重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于別的泵型，其中進(jìn)水徑向軸承單側(cè)荷重為260kN、中間徑向軸承及推力軸承單側(cè)荷重為354 kN、電機(jī)側(cè)徑向軸承單側(cè)荷重為459 kN、主電機(jī)單側(cè)荷重為780kN，因此地腳螺栓相應(yīng)增多，調(diào)整鐵也比較笨重。

基礎(chǔ)高程調(diào)整主要方法是利用組合調(diào)整鐵（見圖1）。組合調(diào)整鐵克服了普通斜鐵的缺陷，旋轉(zhuǎn)螺栓不受泵體重量的影響，能進(jìn)能退。墊鐵面積參照《泵站安裝及驗(yàn)收規(guī)范》（SL317-2004），按公式A≥C（Q1+Q2）/R校核。

工程采用座漿法固定調(diào)整墊鐵，先利用水準(zhǔn)儀檢查基礎(chǔ)高程，去除基礎(chǔ)混凝土表面砂漿層；再在調(diào)整墊鐵的墊座前端兩側(cè)和后端各焊接一個(gè)M12的螺帽，利用全牙螺栓對(duì)調(diào)整鐵進(jìn)行水平調(diào)整；最后再調(diào)整鐵的周圍立模，采用BY-40灌漿料澆筑調(diào)整墊鐵的墊座，見圖2。其主要控制指標(biāo)是：①墊鐵上平面高程與設(shè)計(jì)高程偏差±0.5mm，以確保調(diào)整范圍；②座漿坑長(zhǎng)度和寬度比墊鐵大60～80mm，以利于灌漿；③座漿坑鑿入基礎(chǔ)表面的深度不小于300mm，以確保灌漿料與混凝土接觸良好；④水平度小于0.07mm/m（利用螺桿法調(diào)節(jié)組合調(diào)整鐵）。

3.臨時(shí)固定進(jìn)出水底座

圖1 調(diào)整墊鐵立面示意圖

圖2 調(diào)整墊鐵平面示意圖

大型燈泡貫流泵的泵體、燈泡體（除電機(jī)處外）全部采用軸向分半結(jié)構(gòu)，以方便水泵安裝及檢修，其分半面采用法蘭剛性連接，定位銷定位，泵體各零件之間的結(jié)合面采用法蘭剛性連接，止口配合定位，“O”型密封圈密封。

圖3 密封件示意圖

圖4 全牙螺桿灌漿示意圖

進(jìn)出水底座是泵體與流道連接的部分，為了確保安裝精度只能在泵體安裝好后連接進(jìn)出水底座，最后澆筑二期混凝土。臨時(shí)固定時(shí)要注意底環(huán)上的螺栓孔的位置（有的螺栓孔并不是均勻布置的），確定底環(huán)的方向；底環(huán)臨時(shí)固定時(shí)盡量向兩側(cè)布置，騰出足夠的安裝間距；為安全起見，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。出水側(cè)電機(jī)導(dǎo)水帽安裝位置在出水流道內(nèi)，所以在泵體安裝前必須預(yù)先吊入流道內(nèi)并臨時(shí)安全擱置，吊裝的同時(shí)也要注意方向，為后期連接電機(jī)做好準(zhǔn)備。

4.電機(jī)下殼體、電機(jī)、電機(jī)上殼體安裝

電機(jī)下殼體安裝是整個(gè)機(jī)組安裝最重要環(huán)節(jié)之一，其他部件安裝都是以它為基準(zhǔn)。泵殼材料是鋼板，在精加工時(shí)一般采用內(nèi)部加固定支撐，但是到現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，需拆除內(nèi)部支撐，這時(shí)泵殼有一定的變形是在所難免的。安裝時(shí)首先以電機(jī)殼體內(nèi)電機(jī)座平面為安裝基準(zhǔn)，保證該平面的水平度、高程、中心線符合規(guī)范要求；其次電機(jī)殼體直徑在電機(jī)就位前進(jìn)行測(cè)量，以掌握直徑方向的變形量，電機(jī)就位24h后，再測(cè)量其直徑，以便知道變形復(fù)位情況；最后預(yù)裝電機(jī)上殼體，檢查定位銷是否可以安裝，若有偏差，可采用千斤頂對(duì)頂復(fù)位。電機(jī)底座水平度允許偏差0.10mm/m，中心左右允許偏差1mm，高程允許偏差0.5mm。

燈泡貫流泵的電機(jī)內(nèi)置，里外密封要求很高，絕對(duì)不能出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。所以水泵機(jī)組殼體的密封非常重要，它直接影響到整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行安全。泵體各零件之間的結(jié)合面采用法蘭剛性連接，“O”型密封圈密封。在設(shè)計(jì)密封槽時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)摹癘”型密封圈非常重要，在廠家預(yù)組裝時(shí)，要嚴(yán)格進(jìn)行泵體密封實(shí)驗(yàn)，達(dá)到要求后確定“O”型密封圈的型號(hào)。安裝前要將密封槽清理干凈，并涂上密封膠；在分半面密封與端面密封交叉處，“O”型密封圈、聚四氟乙烯密封條和KE-45配合使用，見圖3。

5.臨時(shí)固定出水側(cè)伸縮節(jié)

伸縮節(jié)安裝是泵殼安裝的最后一步，金湖站的伸縮節(jié)不是分半式，它是一個(gè)整體，電機(jī)軸凸出電機(jī)與伸縮節(jié)連接的法蘭面，所以伸縮節(jié)必須先臨時(shí)固定在電機(jī)下半殼體上。

6.下中間接管、下出水導(dǎo)葉體、下葉輪外殼安裝

首先找出中間接管與電機(jī)外殼體之間的距離，并在地面上做好記號(hào)，同樣利用重錘吊線定位中間接管的位置，現(xiàn)場(chǎng)制作水平梁專用工具，利用水平儀，調(diào)整中間接管水平法蘭面的水平。同時(shí)利用水準(zhǔn)儀查看電機(jī)下殼體和中間接管的高程差（不超過1mm），連接出水導(dǎo)葉體、葉輪外殼。水平法蘭面高程與中間接管相平，特別注意“O”型密封圈槽的連接順暢。

7.進(jìn)水管、進(jìn)水側(cè)伸縮節(jié)安裝

先找出進(jìn)水管與葉輪外殼的距離，引至地面上，用重錘吊線定位進(jìn)水管的位置，調(diào)整進(jìn)水管的高程及水平度。水平度允許偏差0.10mm/m，中心允許偏差1mm，高程允許偏差0.5mm。

進(jìn)水側(cè)伸縮節(jié)臨時(shí)固定在葉輪外殼上。

8.轉(zhuǎn)子體安裝

利用專用工具吊裝初步定位轉(zhuǎn)子體，確保進(jìn)水側(cè)軸承和電機(jī)側(cè)軸承受力，將葉輪外殼上半殼體安裝就位，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)子體的傾斜度為基準(zhǔn)，對(duì)中水泵中心。要求葉片間隙在2.01～3.35mm，葉片與葉輪室的間隙與實(shí)際平均間隙之差不應(yīng)超過實(shí)際平均間隙值的±20%，聯(lián)軸器兩軸心徑向位移允許偏差0～0.10mm，開口尺寸允許偏差0～0.60mm。

初步調(diào)整后，所有泵座地腳螺栓采用BY-40灌漿料進(jìn)行二次澆筑，3d后緊固地腳螺栓，水泵下半殼體永久固定。轉(zhuǎn)子體二次中心調(diào)整利用盤車的方法，測(cè)量調(diào)整葉片間隙、和聯(lián)軸器同軸度、開口間隙。除進(jìn)水側(cè)軸承和電機(jī)側(cè)軸承外其他徑向軸承座下面墊實(shí)，與底座調(diào)整墊塊焊接牢固。

9.水泵內(nèi)部管路、自動(dòng)化元件等輔機(jī)安裝

金湖站機(jī)組是全調(diào)節(jié)的，分油、氣、水三大系統(tǒng)，管路安裝比較復(fù)雜，配管安裝時(shí)盡量考慮閥門等操作方便、管路美觀，特別要注意軟管安裝，在連接好后一定要用支撐或管卡綁扎牢固。自動(dòng)化元件安裝好后首先要復(fù)測(cè)元件本身的好壞，再次引出線要做好標(biāo)記。在安裝上半殼體前，進(jìn)行輔機(jī)系統(tǒng)、葉片調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)試、試驗(yàn)。

10.上半結(jié)構(gòu)安裝

依次安裝中間接管、出水導(dǎo)葉體、進(jìn)水管、伸縮節(jié)。伸縮節(jié)安裝采用“O”型密封圈，剛性連接，緊固螺栓的同時(shí)在相鄰的設(shè)備部件上下左右架設(shè)百分表，確保相鄰部件沒有變形和水平移動(dòng)。

11.進(jìn)出水底環(huán)安裝

燈泡貫流泵進(jìn)出水底環(huán)都是立式的，它與混凝土流道連接必須達(dá)到一定的強(qiáng)度及承載力。通常在澆筑流道時(shí)要預(yù)留螺栓孔（放樣要比較準(zhǔn)確）。由于地腳螺栓是水平安裝，二次混凝土澆筑密實(shí)比較困難，關(guān)鍵是排凈灌漿孔內(nèi)空氣，讓灌漿料通過漏斗自流入孔密實(shí)（見圖4）。

四、結(jié)語(yǔ)

金湖站燈泡貫流水泵機(jī)組安裝根據(jù)《泵站安裝及驗(yàn)收規(guī)范》（SL317-2004）及制造商技術(shù)要求，歷時(shí)3個(gè)月完成。2012 年12月14日，機(jī)組經(jīng)過聯(lián)合試運(yùn)行，單機(jī)流量最大達(dá)到40 m3/s，機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，噪音78dB。無論是出水效率、工期還是其他技術(shù)指標(biāo)均處于行業(yè)先進(jìn)水平，為今后同類型機(jī)組安裝積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)

（作者單位：江蘇省水利建設(shè)工程有限公司 225002）