反推高程法在宋莊泵站機組安裝中的應用

張　　偉，王　　福，韓之剛

（1.山東省膠東調水局，山東 濟南 250100；2.山東省膠東調水局濰坊分局，山東 濰坊 262700）

反推高程法在宋莊泵站機組安裝中的應用

張偉1，王福2，韓之剛2

（1.山東省膠東調水局，山東 濟南 250100；2.山東省膠東調水局濰坊分局，山東 濰坊 262700）

【摘要】分析了宋泵站機組改擴建的基本情況，闡述了反推高程法確定水泵基礎底板安裝高程的方法，為類似項目提供借鑒。

【關鍵詞】反推高程；泵站；機組；改擴建工程

宋莊泵站位于山東省壽光市王高鎮宋莊村西北500m處。泵站為堤身式結構，肘形進水流道，虹吸式出水流道，真空破壞閥斷流。泵站設計揚程9.5m，設計流量34.5m3/s，最大過水能力40m3/s，前池設計水位1.8m，后池設計水位10.5m，泵站總裝機容量5440kW。宋莊泵站自1989年建成通水以來，已累計運行96789臺時，提水19.56億m3，為青島市及沿線地區的工農業發展提供了有力的保障。

1　泵站機組改擴建緣由

宋莊泵站共裝設7臺主機組 （立式），2臺調節機組（臥式）。2001年和2005年宋莊泵站改造中分別對7臺主機組中的7#、1#、2#、3#、6#5臺水泵進行了更換，將5臺12CJS-100型軸流泵更換為1400HD-9型混流泵。水泵更換后，水泵抗汽蝕性能和單機過流能力得到較大提高。但宋莊泵站7臺主機組電機都未進行更換，這7臺主電機已運行25年，電機絕緣等級低，達到使用年限，主電機已到了非更換不可的時候。

根據 《山東省引黃濟青工程改擴建初步設計》，宋莊泵站改造工程項目包括9臺電機（7臺立式同步、2臺臥式異步）、4臺水泵 （2臺立式混流泵、2臺臥式混凝泵）的更換。宋莊泵站改擴建工程的工期短，任務重，從2012年開始，由于青島用水量逐年增加，引黃濟青工程運行期由過去的冬季送水，逐步增加到每年運行200多天，泵站運行期越來越長。鑒于上述情況，宋莊泵站必須在2年內完成所有的改擴建內容，工期緊，任務艱巨。泵站7臺立式機組電機的更換，尤其是5臺不需要更換水泵的電機更換，是制約工期的一項重要內容，必須改進常規施工方法，且要滿足工程質量和工期要求，同時保證工程運行安全和可靠。因此，反推高程法應運而生，這一方法的應用同時滿足了工期和質量要求。

2　反推高程法的應用

機組安裝高程，是按照設計部門選定的葉輪中心安裝高程確定的，水泵葉輪中心高程確定之后，電機及其他部件的安裝高程隨之而定，機組各部件的設計安裝高程，是實際安裝高程的主要依據。根據水泵葉輪中心高程，即可求出立式機組主要安裝高程，最后確定電機磁場中心（即定子矽鋼片中心）高程。所以，在泵站立式機組安裝過程中，一般是根據葉輪安裝高程和固定部件尺寸，澆筑完水泵基礎，再根據水泵軸和電機、電機軸的尺寸，推算電機定子底板高程，再進行電機基礎和電機底板澆筑。

宋莊泵站改擴建過程中，因為有5臺水泵不進行更換，只是更換電機，如果根據常規高程法進行電機底板高程推算，進行電機底板基礎重新澆筑，這將嚴重超出施工工期，必然導致4個月內不能完成改擴建任務。因此，在改擴建工程中，必須考慮不重新澆筑電機基礎的方案，采用反推高程法是根據水泵基礎、電機基礎高程和水泵軸及固定部件尺寸，倒推電機定、轉子尺寸，轉子軸長度，并在設備招投標階段按照推算好的電機尺寸進行加工生產。當然，電機定子下平面開孔尺寸必須也與電機基礎板開孔尺寸一致，這樣電機到現場后，就可不動用電機基礎板而進行安裝，安裝過程中引起的微小誤差靠水泵葉輪外殼30mm余量進行調整。

3　機組安裝步驟

1）泵軸長度測量。用鋼卷尺測泵軸兩端法蘭的距離即為泵軸長度，一般可測量幾個方位，取其平均值。如圖1，用代號L1（mm）表示。

2）轉輪測量。測量從葉輪輪轂所刻中心線到葉輪與泵軸法蘭結合面的距離，沿4個方位測數據，取其平均值。如圖1，用代號L2（mm）表示。

3）電機磁場中心線至電機軸承法蘭平面距離測量。一般是通過測量電機轉子磁軛上平面至電機軸法蘭平面與磁軛上平面至電機轉子磁場中心的值計算。如圖1，用代號L5（mm）表示。

4）電機磁場中心線至電機上平面距離測量。一般是通過測量電機定子矽鋼片中心至電機定子上平面距離。如圖1，用代號L3（mm）表示。

5）高程與機組尺寸關系。從圖1看出，機組安裝時，各部位高程與機組相關尺寸有如下關系：

6）其他要求。根據以上結果，電機尺寸L3，L5， Hn必須滿足（1）式，才能滿足安裝要求。當然，還應考慮轉子磁場中心不得高于定子磁場中心，也不得低于定子矽鋼片高度的0.5%這個修正量。

圖1定子安裝高程示意圖

4結語

宋莊泵站改擴建工程，通過反推高程法，可以在電機、水泵基礎不用重新澆筑的情況下完成立式機組的安裝，可以減少電機基礎的澆筑和養護時間，大大縮短機組安裝工期。在立式機組改造中如單純更換電機，可通過反推高程法確定電機轉子尺寸進行生產加工，進而在安裝過程中直接進行安裝。同樣在只更換水泵（在泵型不變情況下）及水泵軸的情況下，也可根據反推高程法，在不動水泵基礎板情況下進行更換安裝。這種方法在國內一些泵站改建過程中將有較大的借鑒意義。

（責任編輯 趙其芬）

【中圖分類號】TV675

【文獻標識碼】B

【文章編號】1009-6159（2015）-10-0025-02

收稿日期：2015-05-21

作者簡介：張偉（1975—），男，工程師