泵站更新改造建設項目主要技術研究

趙青宇 李冬州

一 、概述

新沂市屬淮河流域沂沭泗水系，境內流域性河湖有沭河、沂河、新沂河、中運河、駱馬湖。由于駱馬湖建成蓄水后，抬高了行洪水位，為補充沿岸自排能力不足，再加之新戴河上游及沭河塔山河閘上高亢地區規律性缺水，成為影響該地區農業經濟發展的重要因素。灌排區原有泵站大部分建于20世紀90年代，其功能不能滿足經濟發展的需求，因此實施對泵站的更新、改造尤為重要。

二、原泵站運行中的缺陷和對策

由于工程建設年代久遠，再加之工程水情也有所變化，尤其工程經過幾十年的運行，泵站中機電設備老化嚴重，工程的附屬設施損壞變形，造成泵站機組使用效率降低，能耗上升。主要表現為水泵主要部件磨損嚴重，葉輪間隙不斷加大；水泵運行振動嚴重，磨損、汽蝕、老化、銹蝕嚴重，導致了故障頻繁發生；電機長期運行，絕緣效果下降，損耗越來越大，電機絕緣性能差。

1.設備的設計連接形式有待改進

（1）水泵常年運行后，葉輪殼上下一般為止口連接，連接口磨損嚴重，易松動，導致運行時上下串動，造成水泵的振動及噪音的產生。

（2）應對原有止口連接形式加以改造，可增加螺栓和螺母的連接，減少串動的發生。

2.水泵設備銹蝕和汽蝕情況

（1）水泵基座預埋螺栓銹蝕嚴重，造成固定平面受力不一；葉輪、泵軸間隙增大，造成水泵同心度、擺度的偏差值增大；水導軸承的材質為橡膠，其耐磨性較差，長久運行磨損嚴重，使水導軸承連接處同心度和擺度增加，也使軸頸磨損嚴重。

（2）對葉輪室直徑2.0m 以上應考慮到水泵使用的頻率、耐久性以及加工鑄造的難度，可將葉輪室鑄鋼材料鑲嵌堆焊改為不銹鋼模壓形式，有利于減少葉輪室的銹蝕和汽蝕的發生，減少直徑大鑄造易出現產品質量瑕疵而返工的機率；水導軸承材料應采用國內外頂尖產品，減少磨損；更換預埋件應增加一定量的螺栓，使之平衡受力。

3.主軸與葉輪座連接

一般采用水平橫銷連接，橫銷承受扭矩不夠，時常發生脫落和斷裂?？蓪B接形式進行研究，改善扭矩及橫向剪切力不足問題，克服同心度、擺度偏差值的減小，有利于提高水泵利用效率。

4.原有使用攔污柵材質差，清污機配置不到位

攔污柵材質差，不僅會造成攔污柵變形，也會影響流量，降低水泵進口的水位，攔污柵前后水位差能達到0.5 ～0.8m；同時影響葉輪中心淹沒深度，導致機組運行振動、噪音高。對此可加大攔污柵的剛度，并進行必要的防腐處理，同時要對攔污柵橋的設置位置進行必要的考慮。攔污柵與水泵進水口門需留有一定的空間，一般在50m 左右；清污機采用回轉式清污機，可以有效解決水位差過大問題。

三、機泵安裝過程

水泵機組安裝效果直接關系到今后水泵運行的效果，因此必須加強安裝過程的質量控制?，F以新戴河泵站為例，分析安裝過程的質量控制措施。

1.安裝說明

設計安裝5 臺1400ZLB-5.5-7.5型軸流泵，設計流量25m3/s，裝機功率2800kW。根據該泵的結構特點，水泵一般在工地組裝，故在出廠前應將所有部件做必要的試驗，產品質量合格方可進行工地裝配和調整工作。立式泵的安裝一般按照由下而上、先水泵后電機、先固定部分后轉動部分的順序進行。固定部分的垂直同心及水平、高程，轉動部件的軸線擺度、垂直度、中心、間隙，是安裝工作的關鍵，安裝質量必須嚴格控制。

2.安裝前的準備

（1）準備好安裝所需的各種工具、設備及測量儀器等；（2）檢查水泵零部件是否齊全，運輸過程中有無損壞；（3）安裝前對安裝零件的實際尺寸進行測量，并與圖紙復核；（4）安裝前將水泵零件所有結合面上的保護物全部清洗干凈，清洗時嚴禁用硬物刷、刮，以防損傷結合面。各加工面清洗后再涂以防銹油料，葉輪調面應在地面上襯好枕木、廢舊輪胎，防止損傷葉片；（5）根據水泵安裝圖檢查進、出水管中心標高和機墩標高是否符合要求；（6）一期混凝土表面應清洗干凈并鑿成鋸齒形麻面，以保證與二期混凝土結合牢固。

3.機泵安裝過程的關鍵控制

泵站機組安裝過程中垂直同心是保證安裝質量的最關鍵環節，對完工后的機組正常運行影響極大，在施工中針對安裝中存在的一些問題，對水泵的安裝工藝進行相應調整。水泵電機安裝的控制要求為：

（1）基礎要求

進出水流道口部圓度偏差不大于±5mm；基礎安裝高程偏差不大于0～-5mm；基礎水平偏差不大于0.5mm/m；混凝土基礎如超過以上偏差，需要處理修正，以防基礎偏離。

（2）泵體安裝要求

各底座的安裝高程偏差不大于±2mm；泵座的水平度偏差不大于0.03mm/m；同軸度允差0.5mm，導葉體導軸承止口同軸度允差0.05mm；進口底座的水平度偏差不大于0.05mm/m。

（3）安裝具體步驟

1）根據葉輪中心設計高程，初步確定水泵基礎調整楔鐵的安裝高程。將水泵支座與導葉體組件一起垂直吊入，然后將水泵支座在泵梁上就位，調整水泵支座的位置，墊好墊鐵，穿好地腳螺栓，找正泵座內孔中心與進水流道出口及基礎同心，調整高程及水平，直至達到要求，然后澆地腳螺栓二期混凝土。

2）從吊物孔將進水口底座吊入機坑就位，墊好墊鐵，找正與水泵支座的同心，調整高程及水平，直至達到要求；將進水伸縮節底座、壓環吊入機坑，放在旁邊待用，將套管吊入機坑插入進水底座中；將葉輪外殼吊入放在旁邊待用，將葉輪部件吊入機坑。

3）將60°出水彎管按照泵房出水方向要求吊裝在水泵支座上，找準60°出水彎管上導軸承孔、支座與導葉體之間的同心度，擰緊連接螺栓，復查水平、同心，符合要求后，澆筑支座的二期混凝土。

4）將上導軸承等部件吊入裝入60°出水彎管軸承孔內，并將冷卻水護套管壓入軸承下端槽內。下導軸承放到導葉體內，調整定位，打入定位銷，要求導軸承與軸四周間隙均勻，并符合設計要求，通過盤車輕重合適，再緊螺栓。

5）水泵轉動部分安裝必須在二期混凝土硬化后才可進行。

6）電機支座安裝：將電機支座裝配好，吊起支座對準地腳螺栓落下，放在已配置好的斜墊鐵上。電機支座高程根據水泵的L 值來調整，應服從于電機軸與水泵軸同軸度的調整要求。將水平和高程調整好，還要反復測量調整同心度。同時保證彈性聯軸器之間的距離符合圖紙要求。電機支座調整合格后，按要求將電機座地腳螺栓和其他裝配螺栓依次對稱擰緊，重新復核其精度無誤后，打入定位銷釘，最后將基礎墊板、斜墊鐵和基礎板之間點焊牢固。

7）泵軸、葉輪、傳動軸安裝。將泵軸吊入泵體，連接葉輪頭，連接螺栓鎖定牢固。葉輪頭下部支撐牢固，在填料函處用千斤頂輔助支撐，保持泵軸垂直，連接傳動軸，上緊剛性連接螺栓。在剛性連軸器、彈性連軸器軸徑處分別架設百分表，手動盤車測量各部位的擺度值，根據檢查結果分析大軸及剛性聯軸器存在的問題并進行處理，直至達到規范要求。

8）填料密封部件的安裝。在頂蓋上裝上填料盒，調整四周間隙均勻，并裝進填料、壓蓋，預緊壓蓋后稍退松螺母，連接好集水盤，接好排水管。

9）葉輪外殼、進口底座、進口伸縮節安裝。連接葉輪外殼和導葉體，調整葉輪中心與葉輪外殼中心一致，盤車測量葉片與外殼間隙。通過調整傳動軸上端螺母，使葉片間隙符合安裝規范要求。連接套管與葉輪外殼。將進水伸縮節底座合攏與進水底座連接，調整進水底座的高程及同心，澆注進水底座的二期混凝土。裝入橡膠園及壓環。在頂蓋上裝上填料盒，調整四周間隙均勻，并裝進填料、壓蓋，預緊壓蓋后稍退松螺母，連接好集水盤，接好排水管。

10）水泵部分現場安裝結束后，將彎管臨時支撐鋼管割掉，焊接處打磨光滑。

四、綜述

泵站工程更新改造主要涉及到機泵、進出水流道、傳動、輔機、土建自動化監視等多學科的系統工程，改造后的水泵運行也離不開以上學科的配合。本文重點圍繞泵站運行中汽蝕、噪音、磨損破壞，以及同心度、擺度的減小進行了研究性總結，并對機泵更新改造安裝、程序、工藝進行了論述，有助于改善泵站更新成效，提升泵站運行效果■