韓莊泵站后置式燈泡貫流泵機(jī)組大修探討

韓業(yè)慶，呂曉理，徐登海

（南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250109）

韓莊泵站作為南水北調(diào)東線一期第九級(jí)梯級(jí)泵站，設(shè)計(jì)流量125 m3/s，設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程4.15 m，安裝5 臺(tái)后置式燈泡貫流泵。電機(jī)型號(hào)為T(mén)YC-1800-48，永磁電機(jī)單機(jī)容量1 800 kW，額定電壓6.3 kV，額定頻率50 Hz，轉(zhuǎn)速0～125 rpm。水泵型號(hào)為170GZ-4.5，葉輪直徑3 140 mm。機(jī)組前后軸承為SKF 滾動(dòng)軸承，軸承內(nèi)外密封為IHC348360 型機(jī)械密封。

在2#機(jī)組電機(jī)室內(nèi)部檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)電機(jī)端內(nèi)側(cè)軸承有滲油現(xiàn)象，油漬被轉(zhuǎn)軸甩到電機(jī)線圈及永磁體表面。因IHC 機(jī)械密封損壞，需要將整套軸承組完全拆卸更換密封組件，該機(jī)組電機(jī)轉(zhuǎn)子采用永磁體，且機(jī)組最大直徑5.7 m，重約55 t，現(xiàn)場(chǎng)不具備維修條件，需采用船運(yùn)整體返廠大修。

1 機(jī)組滲油原因及維修難點(diǎn)分析

1.1 滲油原因分析

一是機(jī)組機(jī)封密封件老化、磨損，密封性能降低。二是機(jī)組每年調(diào)水季結(jié)束后，停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)，受電機(jī)軸重力影響，下部機(jī)封長(zhǎng)期處于壓迫狀態(tài)，長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生疲勞、形變，引發(fā)滲漏。

1.2 維修難點(diǎn)分析

維修難點(diǎn)主要表現(xiàn)在：機(jī)組尺寸較大，吊裝、運(yùn)輸困難；檢修場(chǎng)地空間受限；葉輪間隙調(diào)整困難；機(jī)組機(jī)封密封圈國(guó)內(nèi)沒(méi)有供貨商；機(jī)組密封安裝質(zhì)量要求高；作為國(guó)內(nèi)首臺(tái)大型永磁式貫流泵機(jī)組維修，缺乏可借鑒的維修經(jīng)驗(yàn)。

2 機(jī)組大修流程及維修內(nèi)容分析

2.1 做好機(jī)組大修準(zhǔn)備

查閱技術(shù)檔案，收集2#機(jī)組以往運(yùn)行情況及存在的問(wèn)題；開(kāi)展技術(shù)、質(zhì)量、安全交底，組織人員學(xué)習(xí)有關(guān)圖紙、規(guī)程規(guī)范、規(guī)章制度、維修內(nèi)容及注意事項(xiàng)；檢查流道排水設(shè)備與門(mén)式啟閉機(jī)，保證其具備使用條件；繞機(jī)坑四周搭設(shè)臨時(shí)腳手架與工作臺(tái)；對(duì)檢修區(qū)域鋪設(shè)土工布與防護(hù)板。

2.2 機(jī)組整體拆除

1）關(guān)閉機(jī)組進(jìn)水流道檢修閘門(mén)、出水流道工作及事故閘門(mén)，打開(kāi)機(jī)組排水管路閘閥、開(kāi)啟排水泵，通過(guò)流道進(jìn)人孔觀察進(jìn)出水流道及泵體內(nèi)積水排空情況，檢查閘門(mén)漏水量，若漏水嚴(yán)重需潛水堵漏。

2）拆卸機(jī)組進(jìn)線電纜、進(jìn)口橡膠伸縮節(jié)、鼓風(fēng)機(jī)、傳感器等附件；測(cè)量電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子之間空氣間隙。

2.3 機(jī)組返廠運(yùn)輸

選用高錳合金鋼加工制作機(jī)組運(yùn)輸專用托板，將機(jī)組底座與托板用高強(qiáng)螺栓連接，將機(jī)組運(yùn)至泵站引水渠首吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)，采用500 t 汽車吊至貨船，通過(guò)水運(yùn)至電機(jī)廠檢修車間。

2.4 水泵部件拆解

1）拆除監(jiān)測(cè)儀器儀表探頭、線夾子、接線盒等外部線路；進(jìn)入機(jī)組內(nèi)部，固定分半夾固支架，保證四周受力均勻。

2）拆卸進(jìn)口管、葉輪室、葉輪頭部件，鎖緊環(huán)、葉輪部件、水泵外密封、IHC 密封、軸承體A和O 形密封、球面滾子軸承、進(jìn)水端軸承IHC 內(nèi)密封等。翻轉(zhuǎn)水泵，進(jìn)水端朝下，拆卸端蓋和O 形密封圈、軸承蓋、出水端軸承內(nèi)密封、軸承支架、拆壓環(huán)等。

2.5 電機(jī)部件拆解

1）用隔磁材料將定轉(zhuǎn)子隔離，拆卸水泵軸承兩端軸承；檢查轉(zhuǎn)子各個(gè)磁鋼連接螺栓、對(duì)銷、大軸、軸瓦，檢查定子端綁繩及端部線圈引出線，用吊具將轉(zhuǎn)子抽出。

2）檢查定子槽楔有無(wú)松動(dòng)、磨損及變色等現(xiàn)象，檢查定子端箍是否緊固，檢查定子鐵芯有無(wú)銹蝕、過(guò)熱、變色，檢查鐵芯受損情況，確保檢查鐵芯燕尾槽良好；通過(guò)VPI 真空壓力浸漆，對(duì)定子絕緣處理；更換F 級(jí)JFEYH-6 kV 級(jí)乙丙橡膠絕緣定子引出線。

2.6 水泵部件裝配

1）電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子對(duì)中，吊裝電機(jī)轉(zhuǎn)子部件，裝壓環(huán)、軸承支架、出水端軸承內(nèi)密封，裝配并調(diào)整軸承體B 側(cè)面調(diào)整螺栓，裝鎖緊螺母和軸承蓋。

2）鎖緊分半夾固支架、翻轉(zhuǎn)水泵至臥式、裝進(jìn)水端軸承內(nèi)密封、軸承體A、O 形密封、IHC 密封、水泵外密封、葉輪部件、葉輪頭部件、葉輪室、進(jìn)水管、出水管、外部線等。

2.7 電機(jī)部件裝配

1）定子機(jī)殼部分調(diào)入平臺(tái)，用專用工具將機(jī)殼翻轉(zhuǎn)立起，用隔磁材料防護(hù)定子內(nèi)部。

2）準(zhǔn)備下端轉(zhuǎn)子支撐，用專用工具將機(jī)殼翻轉(zhuǎn)立起，將轉(zhuǎn)子穿入定子。水泵兩端軸承裝配，定子轉(zhuǎn)子氣隙檢查；整體翻轉(zhuǎn)放置平臺(tái)上。

2.8 機(jī)組整體回裝

1）機(jī)組大修后運(yùn)至泵站，整體吊起至機(jī)坑，4個(gè)機(jī)組底腳落在基礎(chǔ)板對(duì)應(yīng)位置。

2）聯(lián)接機(jī)組出口管與出水口聯(lián)接管，固定機(jī)組及進(jìn)口端，吊入橡膠伸縮節(jié)與泵進(jìn)口管，進(jìn)水口聯(lián)接管聯(lián)接，安裝鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)道聯(lián)接管、油位儀、電纜接線，進(jìn)水流道充水。

2.9 機(jī)組電氣接線

轉(zhuǎn)子接線，測(cè)溫傳感器接線，轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、擺度等檢測(cè)裝置接線。對(duì)照拆前圖片、記錄，仔細(xì)對(duì)照線號(hào)、標(biāo)記，恢復(fù)接線后與LCU 柜觸摸屏核對(duì)。

3 機(jī)組大修效果分析

機(jī)組大修組裝后進(jìn)行出廠試驗(yàn)，包括繞組絕緣電阻和吸收比、繞組交流耐壓試驗(yàn)、空載試驗(yàn)等項(xiàng)目，經(jīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)均合格，達(dá)到出廠標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)整理和分析大修過(guò)程、試運(yùn)行及年度調(diào)水運(yùn)行等參數(shù)，電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼性能和出廠前無(wú)明顯衰減，噪聲和振動(dòng)符合OBJ.219.63019《技術(shù)條件》要求，電機(jī)定子絕緣性能得到有效提升。

3.1 機(jī)組大修前后葉輪間隙測(cè)量

具體測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表1、表2。

表1 機(jī)組大修前葉輪間隙測(cè)量數(shù)據(jù) mm

表2 機(jī)組大修后葉輪間隙測(cè)量數(shù)據(jù) mm

3.2 絕緣電阻測(cè)量

1）判定標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)GB50150-2016《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，交流電動(dòng)機(jī)定子繞組絕緣電阻不低于1 MΩ/kV（即≥6.3 MΩ），吸收比不低于1.2。

2）試驗(yàn)結(jié)論。吸收比為1.73≥1.2，絕緣電阻測(cè)試合格。

3.3 測(cè)溫元件和空間加熱檢查

1）判定標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)JB/T10500.1-2005《電機(jī)用埋置式熱電阻第1 部分一般規(guī)定、測(cè)量方法和檢驗(yàn)規(guī)則》規(guī)定，測(cè)溫元件絕緣電阻不低于100 MΩ；根據(jù)0EB.122.9328 《交流電機(jī)產(chǎn)品試驗(yàn)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，相同部位測(cè)溫元件直流電阻最大值與最小值之差不超過(guò)2 Ω；根據(jù)JB/T7836.1-2005《電機(jī)用電加熱器第1 部分通用技術(shù)條件》規(guī)定，加熱器絕緣電阻不低于50 MΩ，加熱器功率上偏差不超過(guò)5%，下偏差不超過(guò)10%。

2）試驗(yàn)結(jié)論。加熱器1 功率1 166 W 額定電壓220 V，額定功率1.2 kW；加熱器2 功率988 W，額定電壓220 V，額定功率1.0 kW；測(cè)溫元件和空間加熱器檢查合格。

3.4 振動(dòng)檢查

1）判定標(biāo)準(zhǔn)。按照GB10068-2008《軸中心高為56 mm 及以上電機(jī)的機(jī)械振動(dòng)的測(cè)量評(píng)定及限值》規(guī)定，電機(jī)振動(dòng)幅度不超過(guò)0.037 mm，振動(dòng)速度不超過(guò)2.3 mm/s。

2）試驗(yàn)結(jié)論。傳動(dòng)端和非傳動(dòng)端振動(dòng)幅度最大為0.010 mm，振動(dòng)速度最大為0.3 mm/s，振動(dòng)測(cè)試合格。

3.5 耐壓試驗(yàn)絕緣電阻測(cè)量

1）判定標(biāo)準(zhǔn)。按照GB50150-2016《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，交流電動(dòng)機(jī)定子繞組絕緣電阻不低于1 MΩ/kV（即≥6.3 MΩ）；按照GB/T10500.1-2005《電機(jī)用埋置式熱電阻第1 部分一般規(guī)定、測(cè)量方法和檢驗(yàn)規(guī)則》規(guī)定，測(cè)溫元件絕緣電阻不低于100 MΩ；按照J(rèn)B/T7836.1-2005《電機(jī)用電加熱器第1 部分通用技術(shù)條件》規(guī)定，加熱器絕緣電阻不低于50 MΩ。

2）試驗(yàn)結(jié)論。定子繞組絕緣電阻1 360 MΩ、繞組測(cè)溫元件160 MΩ、軸承測(cè)溫元件140 MΩ、加熱器75 MΩ，耐壓試驗(yàn)絕緣電阻測(cè)試合格。

3.6 大修前后運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析

數(shù)據(jù)對(duì)比分析見(jiàn)表3。

表3 大修前后運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析

4 分析處理

通過(guò)對(duì)機(jī)組拆解發(fā)現(xiàn)：一是葉輪蓋吊裝孔及葉輪輪轂吊裝孔均銹蝕嚴(yán)重，無(wú)法安裝吊裝工具，重新攻絲處理；二是葉輪頭蓋銹蝕嚴(yán)重，拆解困難，重新加工制作葉輪頭蓋，與葉輪頭重新配鉆孔，配裝不銹鋼螺栓；三是葉片發(fā)生位移現(xiàn)象，按02-272656-052 revA Instr Blade Assembly E+C 安裝說(shuō)明重新安裝葉片；四是葉片表面腐蝕點(diǎn)較多，采用不銹鋼補(bǔ)焊，打磨；五是機(jī)組流道內(nèi)多處點(diǎn)銹蝕嚴(yán)重，參照泵站安裝使用說(shuō)明書(shū)，重新打磨清理，噴涂油漆；六是定子加熱帶損壞，機(jī)組內(nèi)部電氣元件控制線老化，更換聚氯乙烯絕緣阻燃絞紋型軟連接線；七是NP（IHC）300 泵外密封鋼套磨損，采用激光熔覆處理，重新加工至合格尺寸。通過(guò)對(duì)比分析機(jī)組拆解前與組裝后數(shù)據(jù)，確認(rèn)所有數(shù)據(jù)均滿足設(shè)備安裝要求。