臺兒莊泵站立式水泵安裝

□曾迎峰（中國水利水電第十一工程局有限公司）

1.工程概況

臺兒莊工程有ZL31—5型立式軸流泵5臺（1臺備用），葉輪直徑3000 mm，配5臺額定功率為2400 kW的同步電機，單機流量為31.25 m3/s，設計調水流量為125 m3/s.裝機總流量為156.25 m3/s。

南水北調東線工程共9級泵站，其中規劃采用全調節軸流泵的為6個，合計26臺套。因此總結軸流泵的安裝方法，對后續工程的實施將有很好的借鑒和指導意義。

2.主水泵安裝

2.1 主水泵的主要技術特性見表1。

表1 主水泵的主要技術特性表

2.2 安裝工藝流程見圖1。

圖1 水泵、電機安裝流程圖

2.3 水泵基礎埋件安裝及部件預裝

水泵基礎埋件由水泵底座、泵座、上座組成，見圖2根據現場情況可以分別調整安裝，也可一次安裝，以滿足SL317-2004、GB/T8564-2003等規范對各部件對同心度、高程、中心及水平的要求，中心偏差≤2 mm，高程偏差≤3 mm，各水平度≤0.07 mm/m，同軸度≤1 mm。

圖2 水泵固定部分示意圖

2.3.1 按泵組X、Y軸線設置泵組十字中心線，安裝掛線架，并將泵組X、Y軸線引放在掛線架上。

2.3.2 在安裝間檢查底座各部幾何尺寸正確后吊至機坑，初步調整其高程、水平及中心位置合格后加固固定，然后澆注二期混凝土。

2.3.3 泵座、上座安裝時懸掛泵組中心線，以底座止口外圓為基準，分別調整，保證同心度≤1mm。

2.3.4 出水彎管、導葉體按照底座中心線來調整合格后，打好定位銷釘。

2.4 主水泵的正式安裝

主水泵正式安裝前，檢查二期混凝土澆注情況，進行清理，在強度達到設計強度的80%以上時，方可進行正式安裝。按照結構尺寸，應先將葉輪外殼、底圈、接管、導水圈吊裝到EL15.0 m高程,沿機坑兩側平穩放置。

2.4.1 葉輪檢查與吊裝。清理、檢測泵軸與葉輪連接的法蘭面，去除高點及毛刺。按照廠家和規范要求做好葉輪的耐壓和動作試驗。葉輪檢查合格后，利用專用吊裝工具將葉輪吊入機坑并放置在底座上，見圖3。

圖3 葉輪吊裝示意圖

2.4.2 導葉體吊裝。用廠房橋機水平吊起導葉體，將導葉體上下連接法蘭面清掃干凈，初步調整水平后將導葉體吊入機坑進行安裝。導葉體吊入機坑，按預裝標記找正方位后緩緩落在泵座上，再安裝上座，按規范要求調整導葉立面和端面間隙，穿入定位銷釘，按設計力矩把緊連接螺栓。將水泵導軸承部件依次吊放在導葉體內暫存，然后準備吊裝出水彎管及水泵上蓋。

2.4.3 出水彎管及水泵上蓋吊裝。在安裝間將出水彎管和水泵上蓋進行組合，按設備圖紙要求安裝好密封墊圈，然后吊入機坑進行安裝。水泵上蓋落在基礎上后，先按預裝標記找正上蓋中心位置，穿入定位銷釘后，將水泵上蓋把合在基礎上，復測水泵上蓋的水平度及軸孔的垂直度應與預裝記錄一致。

2.4.4 水泵軸吊裝。一是將泵軸運至安裝間指定工位，在主軸下部鋪墊方木，仔細清洗油污、檢查主軸法蘭面和連接螺栓孔，將毛刺油污等清理干凈。二是將葉輪操作油管清掃干凈后，水平插入主軸內，并臨時固定在主軸上。三是安裝主軸吊具，用廠房橋式起重機將主軸豎立，豎軸時在主軸下法蘭墊放方木，以防止主軸法蘭面受損，一邊將主軸吊起，一邊行車找正，同時注意不得損傷操作油管。四是主軸豎直吊起后，仔細檢查下法蘭面有無損傷，合格后在橋機主鉤上掛裝一只5 t手拉葫蘆，將操作油管掛裝在手拉葫蘆上，然后將主軸吊入機坑進行安裝。五是泵軸落至機坑后，找正方位及廠家預裝標記，將泵軸緩緩落在葉輪上，當泵軸下法面距葉輪頂面200～300 mm時，橋機停止下落，操作手拉葫蘆將操作油管落下，按設備圖紙要求先將操作油管與葉輪聯接在一起。六是繼續下落橋機主鉤，當泵軸下法蘭凸出部分進入葉輪止口后，按編號穿上所有連接螺栓，使用專用工具，按設備技術文件要求的方法和步驟逐步對稱上緊，其擰緊力必須達到設備技術文件的要求。七是用塞尺檢查法蘭組合縫間隙，不得>0.05 mm。合格后按設備技術文件的要求將螺栓、螺母鎖定牢靠，避免運行時，發生螺栓、螺母的脫落。

2.4.5 葉輪室安裝。在電動機推力軸承安裝完成、電動機軸與水泵聯軸、轉動部分定中心后，將葉輪室進行復位安裝。先將葉輪室分瓣面清掃干凈，按圖紙要求涂上密封膠后把合在一起，檢查組合面間隙符合要求后，再調整葉輪室徑向及周向位置，對正與導葉體的連接螺栓孔，穿入連接螺栓，插入銷釘，按設計力矩將葉輪室把合在導葉體上，復測葉輪葉片與葉輪室之間的間隙應符合設備技術文件的規定。調整接管法蘭位置，將接管與葉輪室把合在一起，按設備圖紙要求均勻對稱的壓緊伸縮節盤根。

2.4.6 導軸承和主軸密封裝置安裝調整。在電動機推力軸承安裝完成、電動機軸與水泵聯軸、轉動部分定中心后，按制造廠家圖紙要求安裝水導軸承。

一是導軸承安裝前，對軸瓦進行仔細清掃和檢查，軸瓦表面應無裂紋、起泡、硬點及脫殼等缺陷;二是軸瓦安裝前，先與泵軸進行試裝，泵軸與軸瓦試裝必須考慮其材料水浸后的膨脹量及溫度升高后的膨脹量，應按設備技術文件的規定嚴格控制;三是將軸承座就位，把緊軸承座與導葉體的聯接螺栓;四是用塞尺測量轉輪葉片與轉輪室的間隙，合格后用百分表監測;五是根據泵組盤車測得的擺度值調整水導軸承間隙，間隙調整完成后頂軸復測總間隙;六是軸承間隙調整之后，鉆鉸定位銷釘孔;七是安裝密封填料及壓板，壓緊量初步以設計值為準，泵組運行時再根據漏水量現場加以調整。

2.4.7 配油器的安裝。配油器安裝在電動機刷架安裝后進行。

2.4.7.1 配油器預裝。一是先將配油器油盆和配油器底座初步找正方位及中心后就位，將軸孔密封環及配油器座套入操作油管，將密封環裝入主軸內孔中，按標記找正配油器座，并臨時固定；二是調整配油器座的擋油環與放置油盆的間隙均勻并在設計要求的范圍圍內，合格后臨時固定；三是將油分配器和支座套入操作油管并按記號就位，初步找正方位及水平后臨時固定，然后進行盤車找正（可與泵組盤車同時進行），測出操作油管的擺度值并進行調整，合格后擰緊配油器座與主軸的連接螺絲，鉆鉸配油器座與主軸、油分配器支座與油盆、油盆與受油器支承座的定位銷釘孔。將油分配器及支座和油盆拆除進行正式安裝。

2.4.7.2 配油器的正式安裝。其一在配油器支承座上放入絕緣墊，再將油盆按預裝記號吊裝就位，插入定位銷，緊固連接螺絲。其二在油盆上安放絕緣墊，再將油分配器及支座按預裝記號吊裝就位，插入銷釘擰緊螺絲。復測操作油管的擺度值和配油器的水平偏差在設計要求范圍內。其三將配油器上操作油管外面兩腔分別經高壓軟管與壓油裝置的兩根壓力油管聯接。其四測量配油器底座與電動機上機架間的絕緣度，合格后調整受油器指針位置，并安裝外罩等。

2.4.7.3 調節器全部安裝完成后，進行充油試驗，檢查配壓閥、油管路漏油情況；檢查調整角度機構，其動作應靈活可靠，無憋勁或卡死現象。

2.4.7.4 用0.3倍的工作壓力調整指示盤指針位置，并在葉片調整的全范圍內進行檢查，指示盤上指針位置應與實際的轉輪葉片角度位置相一致。

3.10 kV高壓立式同步電動機的安裝

3.1 下機架安裝

先將電機下機架和基礎板組裝在一起后，吊入機坑進行基礎板的安裝和電機機架的預裝工作。電機機架預裝與水泵組基礎埋件及部件的預裝可同步進行。

下機架的高程、水平和中心測量、調整合格后，將基礎板下的調整墊鐵打緊并點焊固定，配鉸定位銷釘孔，打入銷釘，回填基礎二期混凝土。

大型立式水泵與電機大都為不同的兩個廠家生產，加上國內水泵行業的加工能力有限，兩段主軸的長度配合都存在問題，導致聯軸后轉輪中心位置不合格，所以通常是下機架調整合格后暫時不澆筑混凝土，待聯軸檢查合格后再進行，以保證質量。

3.2 定子安裝

對定子進行了相關的檢查電氣試驗合格后，將定子機座內外用壓縮空氣清掃干凈，然后將上機架與定子機座把合在一起，利用上機架吊裝定子進行安裝。定子吊裝到事先測量、調整好的下機架上，按照設備圖紙裝配位置進行組合。然后拆除上機架。用水準儀復測定子的水平和高程，高程控制以座環鐵芯中心線為準，以圓周均勻確定8個測點進行測量調整。

3.3 轉子吊裝

按照規范要求進行各項電氣試驗，合格后即可進行轉子安裝。利用吊轉子專用工具進行轉子的吊裝工作，轉子吊起后，離開支墩少許，再次檢查橋機各部分工作情況，同時測量轉子的水平，并進行調整。合格后，檢查橋機工作情況應良好。然后將轉子提起，對轉子下部進行全面檢查。確認合格后吊入機坑。

轉子落入定子前，仔細找正轉子方位。準備軟木條，8人人手一根，在轉子下落入機坑時，均勻布置在空氣間隙位置，防止轉子磁極與定子線圈接觸擠壓，造成損壞。將轉子慢慢落在下機架千斤頂上。轉子吊入后，利用行車初步調整空氣間隙，利用下機架上的4只千斤頂初步調整磁場中心。檢查合格后用塑料布將定、轉子蓋住，以免雜物掉入空氣間隙。

3.4 上機架與推力軸承安裝

3.4.1 上機架安裝。上機架安裝時，用框式水平儀檢查上油槽的水平度，不合格時在連接面上用加墊的方法調至水平。

3.4.2 推力軸承安裝。推力軸承座清洗干凈后，按編號裝入推力軸承各部件，按圖紙及說明書的要求調整推力瓦各面水平高程在同一工作面上。油冷卻器按要求進行耐壓試驗檢查合格后安裝。推力軸承的安裝應嚴格按設備技術文件的要求進行安裝，推力瓦水平及高程采用框式水平儀調整，其高程、水平必須符合設備技術文件和規范的規定。

3.4.3 推力頭熱套。將推力頭加熱合格后，用白布把推力頭孔擦凈，并均勻地涂上一層潤滑油，吊起推力頭至主軸上方，對準鍵槽位置后平穩地落在軸頂上，拆除鋼絲繩及吊環，使用大錘配合銅棒進行敲打，直至推力頭上頂與軸上卡環槽相平，裝上卡環，因推力頭與鏡板為一整體，安裝工程中注意保護鏡板。

待推力頭冷卻后，在推力瓦上涂上一層二硫化鉬，降低下機架上的4只千斤頂，直至轉子重量轉移到推力瓦為止。

3.5 聯軸與盤車

3.5.1 機組聯軸用制造廠專聯軸工具進行，泵軸提起后，穿入聯軸螺栓，對稱均勻把緊，并測量其伸長值符合圖紙要求。

3.5.2 機組盤車采用橋吊加導向輪方法進行盤車，清除轉動部分上的雜物，確認無異物卡阻。

3.5.3 在水導軸領及主軸聯接法蘭處各按X、Y方向對應的各裝一只百分表，以手推動主軸，觀察百分表的動作，確認全部轉動部分處于自由狀態，并以百分表密切監視。

用橋吊拉動轉子，測量轉輪下轉輪室間隙、水導軸領及主軸連接法蘭處的擺度以及鏡板外緣處的軸向跳動值，同時固定測量1個磁極旋轉1周時在各測點的空氣間隙。根據實測數據，分析確定機組軸系各部件之間的不同軸度和折線度，并反復調整、檢測，直至合格。

3.5.4 當機組盤車及推力瓦受力均合格，轉動部分定中心后，安裝、調整各部導軸承。導軸承安裝時，在水導處放置百分表監視主軸，不應變位。調整導軸承間隙時，其中心應是機組的旋轉中心，需根據設計間隙、盤車擺度及主軸位置進行，導軸承的調整應使其雙側間隙符合設計值，各部導軸承必須與旋轉中心，達到同軸的要求。