大型豎井貫流水泵安裝工藝

呂慶龍

中國水利水電第十一工程局有限公司，河南三門峽 472000

大型豎井貫流水泵安裝工藝

呂慶龍

中國水利水電第十一工程局有限公司，河南三門峽 472000

豎井貫流泵裝置作為一種新的低揚程水泵裝置形式，具有結構簡單、工程投資省、便于管理維護等優點，目前正在推廣使用。豎井貫流水泵的安裝程序、安裝位置基準點的設置以及安裝工藝是關系到豎井貫流水泵安裝的關鍵所在。

豎井貫流水泵；安裝基準；安裝程序；安裝位置

1 概述

豎井貫流泵采用臥式高速電機通過齒輪減速箱驅動，水流先通過豎井燈泡體，再經過轉輪和導葉體，其中電機與齒輪減速箱安裝在進水流道中間的豎井內。蘇州市中心區防洪工程控制建筑物之一澹臺湖泵站就安裝3臺2500ZGB20型豎井貫流泵，設計揚程1.5m，單機流量20m3/s，配套電機為800kW高速異步電機 ，電動機與水泵通過齒輪箱聯接，減速齒輪箱傳動比為5～6，傳遞功率800kW。

2 工藝原理

1）整個機組安裝以水泵葉輪中心高程和水泵水平軸線為基準，先固定部件定位，后轉動組件安裝調整。組裝整體安裝與單個部件安裝和機組整體要求相結合，嚴格控制各部件的水平度、垂直度、同軸度，電機、水泵軸的擺度及各組件間的配合間隙，從而保證整機安裝質量；

2）采用有效的測量方法，確定部件安裝調整值及位置方位，最大限度減少偏差，保證工序質量。即用對稱差法測量調整水平度；用懸掛鋼琴線假定軸線法測量調整同軸度；

3）采用了三件整體吊裝新工藝，按傳統安裝工藝，豎井貫流水泵安裝是單件吊裝、調試，本工藝施工每臺豎井貫流水泵出口底座、伸縮節、導葉體三部件整體安裝，是出于五個方面的考慮：第一，泵站廠房的混凝土已澆筑完畢，出口底座因上部混凝土的影響，已無法垂直吊裝就位；第二，因出口底座直徑大且沒有支腳，即使吊裝就位也很難固定牢靠。但三件組合在一起，組合體上有三個支點便于放穩，組合體的吊裝重心正好躲過上部混凝土，可直接垂直吊裝，單件組裝時，在廠房安裝間可水平放置，便于安裝；第四，三部件就位后便于葉輪體安裝，因葉輪外殼本身不帶支腿，如果先與導葉體連接，可能不穩；第五，三部件安裝的施工時間要比單件安裝的施工時間少得多，有效地縮短了安裝工期，為總工期贏得了寶貴的時間。

3 工藝流程

豎井貫流水泵由進出口底座、出口伸縮節、葉輪外殼、導葉體等固定部分和主軸、轉輪體、組合軸承、導軸承、減速箱、電機等轉動部分組成。

豎井貫流水泵安裝方案：水泵安裝按水泵固定部分、轉動部分的安裝順序進行。水泵中心線及葉輪中心線是水泵安裝的主要控制線，該控制線作為安裝基準。根據土建結構的特點，并考慮到吊裝就位的方便，首先，將進口底座預吊放在安裝位置（進口底座在葉輪外殼安裝前，必須預吊裝放置，否則，葉輪外殼安裝完畢后，進口底座已無空間位置可吊裝就位）；其次，出口底座、伸縮節、導葉體在安裝間進行組裝，符合要求后，整體吊裝就位；第三，吊裝葉輪外殼；第四，轉動部分安裝。

4 施工要點

4.1 水泵安裝準備工作

4.1.1 測量基準點線設置

制作泵組中心線架，然后根據泵站測量基準點，測設出用于水泵安裝的水泵中心線并放在線架上，同時放出葉輪中心線、電機中心線和標高測量基準點。

4.1.2 水泵預組裝和重要尺寸的測量

1）預裝葉輪與葉輪外殼；

2）安裝尺寸的測量：

水泵軸長度；電動機聯軸器軸端面至中心距離；齒輪箱中心至聯軸器軸端面的距離。

4.2 進口底座預裝

吊裝進口底座臨時放置在安裝位置靠內河側100mm左右。

4.3 出口底座、伸縮節與導葉體安裝

安裝方法：出口底座、伸縮節與導葉體三件整體安裝。

4.3.1 組裝出口底座、伸縮節與導葉體

首先在安裝間將分瓣的導葉體組裝成整體，與葉輪外殼連接的法蘭面朝下；檢查測量導葉體的圓度應符合圖紙要求；吊上伸縮節放在它上面與其連接，此時伸縮節長度是設計長度，然后支撐好伸縮節；再吊上出口底座與伸縮節連接。連接后加固伸縮節。

4.3.2 出口底座、伸縮節與導葉體安裝

導葉體、出口底座與伸縮節在安裝間組裝成整體檢查合格后，按圖紙設計方位將其整體吊入機坑，掛鋼琴線，采用電測法與經緯儀相結合，初步調整組合體位置。

4.4 葉輪外殼吊裝、調整

吊裝葉輪外殼就位，與導葉體把合。掛鋼琴線測量、調整葉輪室中心及導葉體的中心，以拉緊器、千斤頂調整其圓度。

4.5 軸承安裝

將葉輪外殼、導葉體的上半部分吊開，將導軸承安裝在導葉體內；推力軸承安裝就位。

4.5.1 導軸承安裝

1）導軸承裝配：軸承安裝在導葉體內部，其結構應為水平分縫型式，安裝工作分兩步進行，首先是在安裝水泵葉輪前將導軸承放置在導軸承體內，懸掛機組中心線，使用鋼絲線、耳機和千分尺進行初步調整，第二步是在葉輪和泵軸吊裝就位后，盤車檢查軸線和跳動，在盤車過程中調整軸承的中心和間隙值；

2）導軸承第一次調整后，將下部軸承固定牢靠，上半部軸承拆除以便于安裝泵軸及葉輪。

4.5.2 推力軸承安裝

軸承在安裝前應進行清洗檢查，清洗應在專門的清潔場所進行。按圖紙安裝方式，將徑向組合軸承鑲嵌在主軸上。

4.6 泵組結構部件整體調整

用琴線耳機法調整并找正葉輪外殼、導軸承、推力軸承三者之間的同心，偏差控制在0.1mm以內。

4.7 底腳螺栓澆筑

澆筑底腳螺栓二期混凝土，待達到強度要求后，擰緊底腳螺栓，并復查再找正，直至達到要求。

4.8 水泵轉動部分安裝

4.8.1 水泵葉輪檢查與吊裝

1）清理、檢測泵軸與葉輪連接的外徑和內徑，除去高點及毛剌，注意只能使用細砂紙和油石，以免修磨量過大影響機組轉動部分的軸線；

2）葉輪檢查合格后，利用臨時吊裝工具將葉輪吊入機坑，找正中心位置后，放置在葉輪外殼上，并用兩個倒鏈適當固定。

4.8.2 主軸安裝

清理主軸，拆去軸承上部；將泵軸部件調平吊入豎井坑內，從填料密封孔中穿過伸入泵體內（此時要用倒鏈在中間緩鉤）。此時填料盒套入主軸上，并緩緩與葉輪連接，將其放在導軸承上。

4.8.3 水泵轉動部分找正

1）調整葉輪中心，裝配水泵軸承、推力軸承，檢查并調整水泵中心位置及軸線水平，應符合技術規范的規定；

2）安裝泵軸密封的水封圈、填料壓蓋。在安裝過程中泵殼密封填料環，四周均勻壓緊，但不能過緊，使壓緊螺栓保留一定的壓緊余量；

3）盤車測量擺度，盤車前導軸承及推力軸承加潤滑油，填料處加潤滑水。盤車方法：機組盤車采用人力方法進行。在水泵軸承及主軸聯接法蘭處按水平和垂直方向對應的位置各裝一只百分表，以手推動水泵葉輪，觀察并記錄百分表的讀值；

4）泵體上半部分復位，測量葉片與外殼間隙。符合要求后，將水泵軸承固定。然后對導軸承進行油壓試驗，并安裝進口底座。

4.9 二期混凝土澆筑

全部調整合格后，連接底座，并與一期插筋連接加固。加固后完成進出口底座的二期混凝土澆筑。

4.10 齒輪減速器安裝

齒輪減速器安裝方法：套裝聯軸器——吊裝減速器——粗調整安裝位置——精調整同心度——基礎固定。

1）套裝聯軸器：聯軸器套裝之前，分別測量聯軸器內孔和輸出軸的直徑，如過盈量較大，可考慮將聯軸器適當加溫，套入軸頸，可輕輕敲入，切忌猛烈錘擊；

2）減速器安裝應以水泵為基準找正。將減速器吊裝到基礎上預先放置好的墊鐵上，按機墩上已測放出的縱橫坐標線和主水泵軸的實際中心粗調整減速器的位置，初步調整出軸的中心位置；

3）減速器安裝后的軸向位置保證，可采用在聯軸器之間加等設計間隙厚的測量塊來保證軸向位置；同軸度保證，在減速器側的聯軸器齒輪箱上端安裝測圓架，測量千分表指向斜軸水泵主軸，盤動減速器，進行調整。

4.11 電動機的安裝

1）電動機的安裝找正與減速器相同，應以減速器的輸入軸為基準找正，初步調整軸孔中心位置，其同軸度偏差不應大于0.1mm，軸承座的橫向水平偏差一般不超過0.2mm/m；

2）電動機與減速器聯軸后，盤車檢查兩軸有無折線，調整的方法是移動電機消除折線，包括側向和高度，再次校核同軸度，不得超過允許數值。

5 結論

在豎井貫流水泵安裝過程中，有幾個關鍵問題需要注意：首先，要嚴格控制葉輪體中心的安裝位置，它是水泵安裝的基準；其次，要嚴格控制導葉體水導軸承座和推力軸承座的同心度和中心位置，它將決定水泵主軸的水平度和葉輪與葉輪體的間隙，與水泵運行工況有著密切聯系；第三，水泵導軸承置身于水流流道內，因此，導軸承的密封事關重要，一旦導軸承密封安裝不好，導軸承內進水，將影響水泵本身安全運行，在安裝時，每一導軸承的密封都要精心粘接，確保密封效果。第四，水泵主軸從豎井內穿過預埋套管與轉輪連接，中間要緩幾次鉤，一定要排好施工順序，否則將影響水泵的安裝工期與安全；第五，此類泵主軸密封不與泵本體連接，而是與混凝土的埋件連接，這要保證埋件與泵體同軸度；第六，電機與減速箱、減速箱與水泵的同軸度要嚴格控制，以降低水泵運行的噪音。

目前通過蘇州澹臺湖泵站采用此工藝驗證，該泵站已經通過運行，各項數據均非常理想，說明此安裝工藝是可行的，是非常值得推廣使用的。

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[2]謝偉東，蔣小欣.豎井貫流泵裝置設計[J].排灌機械，2005(1).

[3]金燕，劉超.貫流泵裝置的研究進展和應用[J].水泵技術，2009(4).

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呂慶龍，工作單位：中國水利水電第十一工程局有限公司安裝分局