屈學(xué)平

臨洪東泵站更新改造工程中大型水泵安裝質(zhì)量控制方法

屈學(xué)平

江蘇省連云港市臨洪東泵站位于連云港市北郊，距離市區(qū)10km，承擔(dān)著薔薇河流域防洪排澇任務(wù)，是保障連云港市區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要水利工程。

臨洪東泵站為大（1）型Ⅰ等工程。原裝機(jī)12臺(tái)套，水泵葉輪直徑3.1m，電動(dòng)機(jī)功率3000kW，設(shè)計(jì)抽排能力300m/s，總裝機(jī)容量36000kW。由于原泵站建設(shè)周期過長(zhǎng)，許多設(shè)備已屬淘汰產(chǎn)品，工程運(yùn)行中存在許多隱患。更新改造的主要內(nèi)容包括更換主電機(jī)、主水泵12臺(tái)套；將電動(dòng)機(jī)功率調(diào)整為2000kW，總裝機(jī)容量24000kW；抽排能力與改造前相同。使用的水泵為3100ZLB30-2.93型立式半調(diào)節(jié)軸流泵，電機(jī)為TL2000－48/3250 6KV型同步電機(jī)，采用豎井筒體式結(jié)構(gòu)，肘形進(jìn)水流道，彎管流道出水，水泵與電機(jī)剛性連接，軸向力由電機(jī)承受。主水泵的安裝包括轉(zhuǎn)輪室、葉輪、泵主軸、水導(dǎo)軸承、導(dǎo)葉體、水泵頂蓋（包括出水彎管）及輔助設(shè)備等設(shè)備的安裝與調(diào)試。主電機(jī)的安裝包括電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子、推力軸承和上導(dǎo)軸承、電機(jī)機(jī)架、勵(lì)磁等設(shè)備的安裝與調(diào)試。

一、安裝前的準(zhǔn)備工作

設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后及時(shí)卸貨，進(jìn)行開箱清點(diǎn)、檢查、驗(yàn)收，并做好驗(yàn)收記錄。對(duì)設(shè)備按照裝箱單進(jìn)行清點(diǎn)，檢查其規(guī)格型號(hào)是否符合設(shè)計(jì)要求，附件、備件、產(chǎn)品技術(shù)文件、合格證等是否齊全。檢查主機(jī)泵設(shè)備的外觀有無損傷，表面油漆及保護(hù)層是否完好。確認(rèn)無誤后移交給設(shè)備安裝承包人。

設(shè)備安裝前進(jìn)行全面清理、清掃；檢查設(shè)備組合面的合縫；預(yù)裝泵葉輪轉(zhuǎn)子與葉輪外殼并測(cè)量葉輪在葉輪外殼中相對(duì)高度的尺寸；測(cè)量泵軸長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)中心至電機(jī)聯(lián)軸器法蘭面距離和定子磁場(chǎng)中心至定子上法蘭面距離；研刮軸瓦等。并根據(jù)設(shè)計(jì)要求的葉輪中心高程，通過上述部件的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，復(fù)核機(jī)組各原座環(huán)的實(shí)際安裝高程。校核到場(chǎng)設(shè)備的尺寸是否符合要求。

按規(guī)定的試驗(yàn)要求進(jìn)行上、下油缸油冷卻器水壓試驗(yàn)和上油缸煤油滲漏試驗(yàn)。

二、安裝方法

1.葉輪安裝

在葉輪安裝前將前導(dǎo)水圈、分半式葉輪外殼及進(jìn)水錐管吊入機(jī)坑。根據(jù)葉輪尺寸和安裝高度提前制作專用井字托架放入機(jī)坑底部，將葉輪吊入機(jī)坑后放在專用井字架上，上部蓋好防塵罩，以防雜物進(jìn)入。為防止變形，現(xiàn)場(chǎng)制作專用拉具對(duì)上述安裝件進(jìn)行保護(hù)。

2.導(dǎo)葉體安裝

在泵座法蘭密封槽內(nèi)放入止水橡膠繩，吊裝導(dǎo)葉體與原泵座連接，再對(duì)稱收緊合縫螺栓，使用塞尺對(duì)組合面進(jìn)行檢查，縫隙應(yīng)小于0.05mm。測(cè)量水平及垂直同心，合格后安裝定位銷釘。

3.泵蓋異形管組合安裝

異形管法蘭面加密封件，吊裝泵蓋與異形管組合，對(duì)稱收緊合縫螺栓。在上座法蘭密封槽內(nèi)放入止水橡膠繩，吊裝泵蓋異形管組合件與原上座連接，再對(duì)稱收緊合縫螺栓。

4.下機(jī)架及定子安裝

將下機(jī)架吊入機(jī)坑，與基礎(chǔ)板組合件連接后，將定子吊入機(jī)坑與下機(jī)架連接。

5.泵軸葉輪安裝

吊裝泵軸至葉輪位置并連接。吊起泵軸葉輪組合件，將葉輪擱置在專用井字架上，通過測(cè)量泵軸與水導(dǎo)軸窩的間隙，調(diào)整泵軸與水導(dǎo)軸窩的同軸度，使泵軸處于垂直位置。

6.轉(zhuǎn)子安裝

將電機(jī)轉(zhuǎn)子吊入定子，下放時(shí)速度要緩慢，當(dāng)轉(zhuǎn)子進(jìn)入定子時(shí)，四周有專人監(jiān)護(hù)，以防定、轉(zhuǎn)子鐵芯相碰損傷部件。吊入轉(zhuǎn)子于下機(jī)架的制動(dòng)器上。轉(zhuǎn)子安裝完成后對(duì)上機(jī)架、推力軸承安裝并聯(lián)軸盤車，定中心并調(diào)整各部間隙。

7.葉輪外殼及進(jìn)水錐管安裝

將半分式葉輪外殼與進(jìn)水錐管組裝后，用手拉葫蘆吊移一半至導(dǎo)葉體下，穿上連接螺栓，擰至合適高度，放好半分面上的石棉橡膠密封墊，再合上另一半葉輪外殼與進(jìn)水錐管，在半分面上打定位銷，擰緊連接螺栓，再緊導(dǎo)葉體的連接螺栓，接合面縫隙檢查要求同導(dǎo)葉體安裝標(biāo)準(zhǔn)。

測(cè)量并記錄葉片間隙，將葉片調(diào)至最大角度，盤車一周，看轉(zhuǎn)動(dòng)是否有障礙。葉片間隙測(cè)量合格后，便可拆除盤車裝置，壓裝滑環(huán)，安裝電機(jī)罩及罩內(nèi)部件。

安裝上機(jī)架防護(hù)罩及通風(fēng)罩，清掃電機(jī)各部件。

8.水泵止水安裝

在底座法蘭面密封槽中放入止水橡膠繩，安裝止水環(huán)，對(duì)稱均勻地?cái)Q緊，接合面縫隙檢查要求同導(dǎo)葉體安裝標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)水錐管與止水環(huán)之間加入密封圈，安裝壓環(huán)，對(duì)稱均勻地?cái)Q緊壓環(huán)螺栓。安裝進(jìn)水流道和檢修用的進(jìn)人孔。安裝泵蓋止水盤根及防塵環(huán)，然后進(jìn)行充水試驗(yàn)。

三、控制要求

1.定子與水泵軸窩同軸度的調(diào)整

定子就位后，分別對(duì)標(biāo)高、水平、垂直、中心、圓度進(jìn)行測(cè)量。

（1）定子標(biāo)高以上端面為基準(zhǔn)，其實(shí)際高程應(yīng)控制在設(shè)計(jì)值以上0～ lmm范圍內(nèi)，以考慮上機(jī)架負(fù)荷后可能產(chǎn)生的撓度，為此需酌情提高定子的標(biāo)高。本工程考慮上部設(shè)備荷載較大，定子的實(shí)際高程控制在設(shè)計(jì)值以上1mm。

（2）定子水平按上機(jī)架組合面確定，當(dāng)水平與鐵芯垂直不能同時(shí)滿足要求時(shí)，首先保證垂直，水平則用加墊的辦法校正。水平測(cè)量時(shí)用水平梁及框式水平儀進(jìn)行。

（3）測(cè)量定子垂直時(shí)，根據(jù)水泵軸窩垂直中心來校正，所測(cè)半徑與平均之差不得超過規(guī)范要求。

（4）定子中心必須同水泵實(shí)際垂直中心同心，為此定子鐵芯調(diào)整垂直后，還需通過平移才能與水泵達(dá)到同軸度要求。

2.軸線擺度調(diào)整

（1）安裝上導(dǎo)軸承部分，檢查上導(dǎo)軸承絕緣電阻。

（2）調(diào)整上導(dǎo)軸瓦和導(dǎo)軸承面間的間隙，使每側(cè)為0.07mm左右，每次盤車前在推力軸瓦、上導(dǎo)軸瓦上涂一層凡士林。

（3）電機(jī)單獨(dú)盤車，其目的在于檢查與校正機(jī)組軸線對(duì)推力頭下平面的垂直程度，為機(jī)組的連接作好準(zhǔn)備。

（4）機(jī)組采用盤車工具人力盤車，盤車工具裝在軸端面上，盤車方向與機(jī)組運(yùn)行方向一致。

（5）盤車前，將上導(dǎo)軸承支承面和電機(jī)軸法蘭盤沿圓周各分為八等分。各等分點(diǎn)上下應(yīng)在同一方位上。千分表安在電機(jī)組X、Y方向，互成90度角。在上導(dǎo)軸承處和法蘭盤處各放2只千分表。盤車時(shí)要有專人指揮，上下千分表處應(yīng)有專人監(jiān)視和作書面記錄，每轉(zhuǎn)動(dòng)1/8轉(zhuǎn)讀數(shù)一次。為了校核盤車記錄的準(zhǔn)確性，有必要時(shí)需盤車數(shù)次，找出轉(zhuǎn)軸偏擺規(guī)律。

（6）各測(cè)量點(diǎn)的全擺度由千分表在直徑方向相對(duì)點(diǎn)的讀數(shù)相減得出?？紤]到上導(dǎo)軸瓦在盤車時(shí)的間隙，軸可以在徑向發(fā)生位移，故法蘭處的全擺度應(yīng)減去上導(dǎo)軸承處的全擺度，得出電機(jī)軸線在法蘭處的凈擺度。

（7）根據(jù)法蘭盤到推力軸承鏡板面的距離計(jì)算出法蘭處的相對(duì)擺度（mm/m）。

（8）影響電機(jī)法蘭盤產(chǎn)生擺度有下列可能：推力頭與主軸的配合較松；軸本身彎曲；推力頭鏡板底平面與軸線不垂直；推力頭或鏡板加工精度不良等。

在推力頭與主軸配合較松的情況下，測(cè)出的擺度易變動(dòng)、不穩(wěn)定，必須消除松動(dòng)現(xiàn)象。

下導(dǎo)擺度的處理是碟簧支撐圓形瓦推力滑動(dòng)軸承的重點(diǎn)與難點(diǎn)，因?yàn)閯傂灾蔚慕Y(jié)構(gòu)可以通過處理絕緣墊的方法使下導(dǎo)的擺度達(dá)到要求，而此種軸承絕緣墊與推力頭在一起，無法進(jìn)行處理。通過長(zhǎng)期的工程實(shí)踐，本工程采用了火焰矯正工藝方法，在冷卻過程中用小錘敲擊消除電機(jī)主軸的應(yīng)力，取得了良好的效果。

（9）連接法蘭盤，整個(gè)機(jī)組盤車。連接前復(fù)驗(yàn)法蘭盤間隙及機(jī)組軸線與定子是否同心。其調(diào)整方法為，在推力頭處用千斤頂或上導(dǎo)軸承瓦推移轉(zhuǎn)子來調(diào)整中心。用調(diào)節(jié)推力軸瓦支柱螺旋方法，使法蘭盤水平。

（10）在水泵導(dǎo)軸承處裝設(shè)兩塊百分表，位置與電機(jī)上的千分表方位一致。松開水泵的導(dǎo)軸瓦進(jìn)行盤車，機(jī)組盤車方法同電機(jī)盤車方法。

（11）機(jī)組軸線處理完畢后，調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)部分之中心至原位，檢查水泵葉輪和葉輪外殼的間隙；檢查電機(jī)定、轉(zhuǎn)子空氣間隙是否符合要求；檢查轉(zhuǎn)動(dòng)部分的標(biāo)高是否符合要求。

四、工程初期運(yùn)行狀況

2012年7月8日，連云港市普降特大暴雨，均降雨量達(dá)211.4mm，市區(qū)最大降雨量達(dá)440.6mm。臨洪東泵站從7月10 日13時(shí)投入排澇運(yùn)行，至12日10時(shí)累計(jì)排水5200萬m3，充分發(fā)揮了排澇減災(zāi)效益，為流域防洪安全作出重要貢獻(xiàn)。江蘇省水文水資源勘測(cè)局連云港分局對(duì)該次運(yùn)行流量采用ADCP測(cè)流量系統(tǒng)測(cè)量，12臺(tái)機(jī)組全開流量367m3/s，工程運(yùn)行達(dá)到工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，工程初期運(yùn)行正常■

（作者單位：中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司230601）