李世掌

1 概述

龍華港泵閘外移工程位于上海市徐匯區(qū)龍華港入黃浦江口處,是上海市水利分片綜合治理中“淀北片”的骨干排澇工程,其主要任務(wù)是防洪擋潮、排水除澇和水資源調(diào)度;工程新建泵站一座,排水流量90 m3/s,節(jié)制閘一座,口門凈寬為12 m。斜式軸流泵由于其良好的水力性能、能較好地利用河道布置、減少河岸兩側(cè)開(kāi)挖和占地、廠房高度低等優(yōu)點(diǎn),尤其是低揚(yáng)程、大流量特點(diǎn)能與泵閘功能相吻合,因而成為較好的選擇。泵閘一期安裝2臺(tái)斜30°軸流泵,單機(jī)流量22.5 m3/s,設(shè)計(jì)揚(yáng)程 3 m,泵轉(zhuǎn)速134 r/min,配套減速機(jī)傳動(dòng)比為5.6,配套三相異步電機(jī)功率1250 kW。

2 結(jié)構(gòu)

整個(gè)泵系統(tǒng)由進(jìn)出水流道部分、水泵部分、減速機(jī)部分、電機(jī)部分和輔助設(shè)備等組成。

水泵部分由泵體部件、轉(zhuǎn)子體部件、泵軸部件、導(dǎo)軸承部件、泵軸密封部件、推力徑向組合軸承部件和油箱部件組成。

泵體部件:泵體部分包括進(jìn)水錐管、進(jìn)水套管、葉輪外殼、導(dǎo)葉體、彎管、出水直管、出水?dāng)U散管等零件,其結(jié)合面采用法蘭剛性連接“0”形密封圈密封;其中葉輪外殼、導(dǎo)葉體、彎管、出水直管均為軸向分半結(jié)構(gòu),便于安裝、檢修,其分半面采用螺栓連接、圓錐銷定位、橡膠石棉板密封。葉輪外殼采用ZG230-450母體,內(nèi)襯不銹鋼;導(dǎo)葉體采用結(jié)構(gòu)件,導(dǎo)葉體的法蘭以及筒體采用Q235-A優(yōu)質(zhì)鋼板焊接而成,導(dǎo)葉片采取單片鑄造,材質(zhì)為ZG230-450鑄鋼,導(dǎo)葉片表面進(jìn)行打磨加工,導(dǎo)葉片加工后對(duì)導(dǎo)葉翼進(jìn)行檢測(cè),符合要求后再對(duì)導(dǎo)葉定位、焊接,保證了導(dǎo)葉體的水力性能。其他零件均采用Q235-A結(jié)構(gòu)件;在導(dǎo)葉體、出水直管下部均設(shè)有支撐地腳,配置調(diào)整墊鐵,便于安裝時(shí)調(diào)整高程及水平。

轉(zhuǎn)子體部件:是軸流泵機(jī)組的心臟,由轉(zhuǎn)子體、葉片、葉片壓板、下蓋、引水帽等組成。葉片為ZG0Cr13Ni4Mo不銹鋼單片整體鑄造,表面采用五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床加工,從而保證水泵各項(xiàng)性能指標(biāo);轉(zhuǎn)子體為ZG270-500整體鑄造,葉片采用螺釘及壓板固定于轉(zhuǎn)子體上。

泵軸部件:水泵軸為一實(shí)心軸,材料為 35號(hào)鋼,整體鍛件,長(zhǎng)為6950mm;在與導(dǎo)軸承和填料密封接觸部位,堆焊3Cr13硬質(zhì)合金,以提高泵軸表面硬度及抗磨性能,并進(jìn)行磨加工,表面粗糙度小于0.8μm。

導(dǎo)軸承部件:導(dǎo)軸承軸瓦材料采用巴氏合金軸承材料,高位油箱供油,稀油潤(rùn)滑,并設(shè)有兩個(gè)測(cè)溫元件;軸承兩端各采用三道油封密封,里面一只油封開(kāi)口向內(nèi)封油,外面兩只油封開(kāi)口向外封水,在最外面設(shè)有一道防泥砂密封,油封采用剖分式結(jié)構(gòu),安裝、更換方便且密封可靠。軸承體及軸瓦均為軸向分半結(jié)構(gòu),軸瓦與軸承體采用球面接觸,使軸瓦在軸承體內(nèi)可以轉(zhuǎn)動(dòng)具有自調(diào)功能。

泵軸密封部件:泵軸密封部件由填料盒、填料、填料環(huán)、填料壓蓋等組成。填料盒為整體鑄鐵件,填料盒、填料壓蓋須預(yù)先套裝在泵軸上;填料環(huán)為中開(kāi)分半件,填料為28×28聚四氟乙烯填料,采用壓力清水潤(rùn)滑,壓力水由外部專門供水的裝置供給,需水量0.8 L/s,水壓為0.10MPa。

推力、徑向組合軸承部件:組合軸承部件安裝在出水直管上部,主要承受水泵運(yùn)行時(shí)的水推力、重力和徑向力。主要由:軸承體、軸承壓蓋、兩個(gè)軸套、軸承襯套、球面滾子推力軸承29360E,球面滾子推力軸承23160CC/W33等組成;推力軸承、徑向軸承均采用SKF進(jìn)口軸承,采用2號(hào)鋰基脂潤(rùn)滑。

輔助設(shè)備:主要有潤(rùn)滑水系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)及自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

減速機(jī):減速機(jī)為單入單出單級(jí)傳動(dòng)平行軸;飛濺潤(rùn)滑,外接水冷卻;安裝角度為30°。

電機(jī):電機(jī)為三相異步電機(jī),工作電壓10kV,風(fēng)、水復(fù)合冷卻。

3 水泵安裝

大型水泵不可能組裝出廠,只能進(jìn)行某些零件的部裝和作一些必要的試驗(yàn),完整的裝配和調(diào)整工作均需在工地進(jìn)行。為了保證機(jī)組良好的運(yùn)行,提高使用壽命,在工地總裝時(shí),必須嚴(yán)格保證質(zhì)量。

3.1 質(zhì)量控制依據(jù)

質(zhì)量控制依據(jù)有:設(shè)計(jì)說(shuō)明、設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)要求、安裝使用說(shuō)明書、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

3.2 安裝原則

順序原則:先兩端,后中間,再兩端;先固定部分,后轉(zhuǎn)動(dòng)部分,再固定部分?；鶞?zhǔn)原則:以水泵基礎(chǔ)坐標(biāo)位置和標(biāo)高為基準(zhǔn),結(jié)合水泵結(jié)構(gòu)和土建情況定位水泵固定部分;以固定部分為基準(zhǔn),安裝、調(diào)整、定位轉(zhuǎn)動(dòng)部分;再以轉(zhuǎn)動(dòng)部分為基準(zhǔn)安裝、調(diào)整、定位減速機(jī),進(jìn)而安裝、調(diào)整、定位電機(jī)。定位原則:先就位,后粗調(diào),初步固定,再精調(diào),最后澆二次混凝土。

3.3 安裝流程

基礎(chǔ)測(cè)量、放線→進(jìn)水套管組件、出擴(kuò)散管吊裝→固定部分(導(dǎo)葉體、彎管出水直管下部)組裝→固定部分(導(dǎo)葉體、彎管出水直管下部)組裝→固定部分組件吊裝就位、粗找正、底腳螺絲孔澆二次混凝土、精找正→吊裝葉輪外殼下部、解體導(dǎo)葉體、彎管上部并吊出→吊裝導(dǎo)軸承部件就位→轉(zhuǎn)動(dòng)部分(泵轉(zhuǎn)、葉輪部件、密封組件、填料密封部件、推動(dòng)軸承部件、聯(lián)軸器)組裝→吊裝轉(zhuǎn)動(dòng)部分、粗調(diào)→吊裝葉輪外殼上部、出水直管上部、精調(diào)→吊裝彎管、導(dǎo)葉體上部→連接進(jìn)水套管組件、出擴(kuò)散管至固定部分、澆二次混凝土→齒輪箱吊裝、粗找正、底座澆二次混凝土、精找正→電機(jī)吊裝、粗找正、底座澆二次混凝土、精找正。

3.4 工序質(zhì)量控制明細(xì)表

工序質(zhì)量控制明細(xì)表見(jiàn)表1。

表1 工序質(zhì)量控制明細(xì)表

4 體會(huì)

軸流泵由于其突出的特點(diǎn),越來(lái)越受到不同用戶的高度關(guān)注和選用,作者深深地體會(huì)到隨著結(jié)構(gòu)優(yōu)化和加工技術(shù)的進(jìn)步,水泵的安裝和檢修變得越來(lái)越方便,而從原理、結(jié)構(gòu)和加工工藝、材質(zhì)角度深入理解和掌握水泵的特性是保證安裝質(zhì)量和正確維護(hù)保養(yǎng)、延長(zhǎng)使用壽命的關(guān)鍵。

[1] SL 234-1999,泵站施工規(guī)范[S].

[2] SD 204-86,泵站技術(shù)規(guī)范安裝分冊(cè)[S].