某工程泵站水泵安裝及調試技術探討

鐘 勇， 王桂芳

(云南水投牛欄江-滇池補水工程有限公司， 云南 昆明 663600)

0 前 言

隨著科學技術的不斷發展,水利水電工程中水泵的應用愈加廣泛。水泵能起到傳遞能量、轉換能量、輸送水體的作用，水泵的正確安裝是水利水電工程安全有效運行的保證。本文結合牛欄江-滇池補水工程，對水泵的安裝及調試過程中的施工技術及施工工藝進行了論述。

牛欄江-滇池補水工程是一項滇池水綜合治理中的近期外流域調水工程，是滇中調水的近期重點工程，對增加滇池流域水資源量，提高水資源承載能力，改善水環境容量，協調昆明市及曲靖市的社會經濟發展具有重要意義。工程由德澤水庫水源樞紐、壩后電站工程、干河泵站工程及干河泵站至昆明(盤龍江)的輸水線路組成，多年平均設計引水量為5.72億m3。

干河地下提水泵站位于曲靖市會澤縣與昆明尋甸縣的界河牛欄江左岸一級支流的右岸干河村附近(尋甸縣境內)，泵站距尋甸縣城57 km。工程主要包括：進水建筑物、地下大廠房及附屬工程、出水建筑物、地面副廠房、施工支洞的土建，壓力鋼管的制作及安裝，機電設備的安裝，閘門、閘閥及啟閉機的安裝，以及相應的棄渣場水土保持工程及施工道路等內容。

河泵站設計提水流量23 m3/s，最高揚程233.2 m，最低揚程187.4 m，設計揚程221.2 m；安裝4臺立軸、單級、單吸離心式水泵電動泵組，電動機單機容量約22 MW。

1 泵站概述

干河泵站水泵為單吸單級立式離心泵，主要由引水部件、導水部件、轉動部件、主軸密封、水導軸承及其附件構成，采用進口半球閥及其出口工作球閥進行流體切斷。

引水部件由進水肘管、錐管、座環蝸殼構成，其中進水肘管、錐管為現場安裝焊接，座環蝸殼為整體到貨安裝，無需現場機加工。安裝前對座環蝸殼進行密封性試驗，試驗壓力為5.5 MPa,持續30 min。

導水部件由下止漏環、頂蓋構成，下止漏環為臺階式止漏環，頂蓋安裝有上止漏環，為梳齒式止漏環。頂蓋設有頂蓋泄壓排水孔，上止漏環間隙測量孔以及頂蓋測壓孔。頂蓋與座環采用雙盤根進行密封，頂蓋安裝完畢后進行密封試驗，試驗壓力3.5 MPa,持續10 min。

轉動部件主要由轉輪、主軸、轉子構成，轉輪主軸采用在法蘭面噴涂摩擦劑傳遞力矩，由12顆M60螺栓進行聯軸，用專用工具進行拉伸，螺栓伸長值為0.25±0.02 mm。

主軸密封分為檢修密封與工作密封。檢修密封為外充式三角形圍帶，采用工地現場黏接安裝，檢修密封圍帶工作壓力為0.8 MPa。工作密封由三層同軸密封組成，工作密封潤滑水工作壓力為0.8～1.0 MPa。

水導軸承由軸承體、軸瓦、冷卻器等構成。軸瓦為8塊巴氏合金軸瓦，軸瓦設計間隙為0.15～0.2 mm。冷卻方式采用內置水冷器，冷卻水工作壓力為0.8 MPa。

水泵附件主要由機坑內管路、地板扶梯、油霧收集裝置構成。

2 施工技術要求及施工工藝

2.1 進水肘管和錐管安裝

用全站儀定出整個機組的中心線和機組的X、Y線坐標位置，選定基礎點正確牢固。

(1)按機組基礎圖澆注一期混凝土，同時預埋進水管安裝用基礎板、錨鉤等，待混凝土強度達到設計值的70% 后進行進水肘管的安裝工作。在安裝間平臺上進行單節拼裝、焊接,對幾何尺寸檢查、記錄，并按要求進行無損探傷檢查。

(2)將組焊好的肘管進水管口首先吊入機坑，調整合格后將該節固定，依次組焊并分別吊入其他各段肘管進行安裝。控制上管口中心及方位偏差不大于8 mm、高程偏差不超過+150 mm、圓度偏差不超過±6 mm，并對焊縫進行UT檢查。

(3)肘管裝配調整合格后，加焊肘管內部支撐和外部拉筋，在肘管上裝焊測量管路及排水管路后進行二期混凝土澆注。澆注時，須控制澆注速度、澆高，并按圖紙預埋地錨和基礎板。

(4)錐管安裝前，對已安裝完畢的尾水肘管進行復測，在平臺上組焊錐管里襯、平板錨和錨鉤，要求焊縫內表面的錯牙量不大于2.5 mm、光滑平順，上下管口的圓度偏差不大于±6 mm。

(5)將錐管下段吊入機坑，調整后，其中心與機組中心偏差不大于8 mm，上管口平齊且高程偏差在0～15 mm范圍內，裝焊測壓管路后澆注第二階段二期混凝土。澆注液態混凝土控制上升速度不超過200 mm/h、每次澆注高度不超過400 mm。預埋的基礎板高程偏差不超過0～5 mm，中心和分布位置偏差不大于8 mm，水平偏差不大于1 mm/m。

2.2 座環蝸殼安裝

(1)座環蝸殼為整體到貨，調整座環中心與機組中心偏差不大于3 mm，并使座環上法蘭面X、Y線與機組X、Y線的偏差不大于±2 mm。

(2)初步調整座環蝸殼下面的斜楔，使座環上法蘭面的徑向水平偏差不大于1.0 mm，高程偏差不大于±3 mm后，與基礎固定、與地錨搭焊。

(3)調整座環下面的斜楔，并把緊螺母，精調座環上法蘭面的周向水平偏差不大于0.05 mm/m(測點不少于16點)，檢查座環的中心、方位和高程合格后，螺母按要求把緊，并點焊固定地腳螺栓、千斤頂、銷釘等。 座環蝸殼二期混凝土澆筑時，架設百分表并派專人進行24 h監測蝸殼位移情況。

2.3 機坑里襯安裝

將機坑里襯三段組焊接合格后吊入機坑，并調整其中心與機組中心的偏差不大于15 mm，并與座環焊接。機坑里襯外壁裝焊錨鉤、拉筋，內壁加焊足夠數量的支撐。澆注混凝土強度合格后，焊接錐管里襯與錐管里襯不銹鋼段的連接環縫并做PT檢查。

2.4 中拆機構安裝

按圖紙要求安裝中拆機構軌道、跑車機構及電動葫蘆、控制柜，并接入臨時電源進行調試。

2.5 導水部件安裝

2.5.1 下止漏環安裝

(1)測量座環圓度符合要求，吊入下止漏環進行裝配。

(2)復測下止漏環圓度達到要求后，打緊組合螺栓，使用0.05 mm塞尺檢查組合面間隙，塞尺應不能通過。

(3)下止漏環焊接時采用對稱焊接，焊接完畢后復測下止漏環圓度(將下止漏環等分8點，分上、中、下三部分測量下止漏圓度)，測量下止漏環水平(小于0.35 mm)，符合標準后將內六角螺栓孔用環氧樹脂澆平。以下止漏環為基準調整機組中心(頂蓋、軸承支架、工作密封支架中心)。

2.5.2 頂蓋預裝

(1)清掃頂蓋與座環組合面，復測頂蓋上止漏環圓度，頂蓋吊入并安裝，調整上、下止漏環同心度小于0.03 mm。調整完畢后，對頂蓋螺栓全部進行試戴并打緊至少1/3螺栓，且用0.05 mm塞尺檢查頂蓋與座環組合面間隙。

(2)按圖紙要求鉆制頂蓋銷釘孔，用鉸刀鉸制后放入銷釘。

(3)再次復測上、下止漏環同心度，符合要求后進行水導軸承及支架、主軸密封支架預裝。

2.6 轉動部件裝配

2.6.1 轉輪調整

(1)用汽油或酒精徹底清洗轉輪后吊入機坑，緩慢平穩地放在有四組銅墊片的下止漏環上，調整轉輪上平面低于實際高程約10 mm。

(2)采用測量轉輪和下止漏環間隙方法，使轉輪與下止漏環中心偏差不大于0.03 mm、轉輪水平不大于0.03 mm/m。

2.6.2 主軸吊裝

用汽油或酒精徹底清洗主軸，保持清洗后的部位干凈并用白布覆蓋，以防出現銹斑。將水導軸承內油箱在主軸上進行組圓安裝固定， 轉輪和主軸組合面噴涂摩擦劑干燥后，將主軸吊起，正確而平穩地落在轉輪法蘭上，注意保護法蘭面止口。噴涂保證配料比例正確、噴涂均勻。

2.6.3 轉輪主軸聯軸

清洗、安裝全部聯軸螺栓，螺紋涂抹HT2431螺紋鎖固膠。對稱分兩次(50%、100%)把合聯軸螺栓，使螺栓伸長值達到設計要求(0.25±0.02 mm)并記錄。應堅持對稱把合的原則，所有測量均在常溫下進行。螺栓拉伸至要求后，安裝下護蓋。

2.6.4 頂蓋安裝

(1)清掃干凈頂蓋與座環組合面，在座環盤根槽涂抹黃油，將盤根放入盤根槽固定。

(2)將頂蓋吊入安裝于座環上，當頂蓋的上止漏環即將插入轉輪止漏環時，用頂蓋與座環的銷引導頂蓋慢慢落下，防止發生碰撞。頂蓋就位后，測量上止漏環與轉輪間隙，間隙符合規范要求(0.8±0.1 mm)后，將所有螺栓把緊至設計要求(1 500 N/m)。

(3)頂蓋密封試驗：試驗壓力為3.5 MPa,持續10 min無滲漏。打壓完畢后將試壓孔密封處理。

2.6.5 水導軸承支架、主軸密封支撐架安裝

按照之前預裝的位置進行水導軸承支架、主軸密封支撐架安裝。

2.6.6 中間軸安裝

徹底清洗中間軸，吊起中間軸平穩地落在主軸法蘭上，注意保護法蘭止口。螺紋涂抹螺栓鎖固膠后裝上聯軸螺栓，對稱分兩次把合聯軸螺栓，使螺栓伸長值達到設計要求(0.27±0.02 mm)并記錄。把緊螺栓采用對稱把緊的原則，所有測量都在常溫下進行，護蓋在盤車調整結束后安裝。

2.7 機組中心調整

軸線調整結束后，對機組進行中心調整；通過測量轉輪與上止漏環間隙，頂上導瓦把大軸調整至中心偏差小于0.05 mm；中心調整完畢后，對稱擰緊水導、上導、下導所有瓦，對轉輪用楔子板固定，并用百分表監視過程中機組中心不能有所移動。

2.8 主軸密封安裝

主軸密封安裝在聯軸盤車結束之后進行。

(1)檢修密封安裝。檢修密封采用外充式心形密封帶，在現場進行黏接，調整空氣圍帶與主軸間隙為1～1.3 mm。安裝完畢后做壓力試驗，充氣壓力為0.8 MPa，持續10 min，無漏氣且用0.02 mm塞尺無法通過。

(2)工作密封安裝。工作密封由三層同軸密封環組成，按圖紙位置安裝。所有分瓣部件組合時組合面涂抹HT5151密封膠，螺栓涂抹HT2431螺栓鎖固膠。安裝完畢后，用塞尺檢查工作密封與主軸抗磨板間隙，0.02 mm塞尺不能通過。

2.9 水導軸承裝配

(1)水導軸承的安裝調整在機組盤車合格后進行，導軸瓦的位置按最后盤車擺度值確定，安裝軸承時，轉動部分已做可靠固定。

(2)內油箱應于主軸未吊入機坑前焊接完畢，焊縫作PT探傷，合格后固定于主軸上。

(3)冷卻器安裝之前做耐壓密封試驗，壓力為1.2 MPa和零壓，各30 min無滲漏。冷卻器與其管路裝配完畢后對冷卻器和管路進行打壓，打壓壓力為1.2 MPa和零壓，試驗時間各為30 min無滲漏。

(4)安裝時對軸瓦表面精心保護，軸瓦未刮研。軸瓦安裝前將瓦面清洗干凈，軸承間隙的調整方法為通過調節螺桿調整斜楔高度來完成，軸瓦與軸領安裝間隙為0.15～0.20 mm，完成后用螺母鎖定斜楔。

2.10 機坑內管路安裝

(1)所有水泵油、水、氣自動化管路均按圖紙安裝，布置合理、美觀、整齊；管路現場配制后進行拆卸試壓, 試驗壓力一般為工作壓力的1.25倍, 試壓合格后進行清理或酸洗。

(2)對水泵的油壓裝置設備,確保管口位置正確，油泵、電機工作正常。機組油、氣、水管路自動化系統形成之后,進行通油、通水或通氣試驗檢查, 所有連接處無滲漏, 同時調整各類閘閥、節流閥、液壓閥、電磁閥、流量計等元件參數，使其符合圖紙要求。機組用油均進行嚴格過濾并化驗合格。

3 質量控制

項目部在整個工程的施工過程中，按照質量管理要求，采取了以下措施加強質量控制。

(1)編制質量管理制度。為施工質量過程管理提供了比較全面的管理依據，確保質量管理有據可依。

(2)健全質量管理措施：加強施工現場質量檢查，并收集各項原始記錄；進行質量管理培訓和實施指導，提高員工理論知識和實際工作能力；組織質量管理體系內部考核，檢查存在的問題，并及時整改；組織各項目部作業班組檢查評比，相互學習，共同提高；加強技術交底、技術指導，確保嚴格按照設計圖紙、規程規范進行生產施工，不斷提高工藝水平。

在過程中加強質量控制：工程開工前，依據設計圖紙、招標文件、施工規范和施工措施及質量管理規定和考核辦法，每個分部工程或重要隱蔽工程編制質量保證措施，并編制施工作業指導書、操作規程等。

(3)對施工質量進行全過程的管理控制，確保整個施工過程連續、穩定地處于受控狀態；采用標準工法，實行規范化和標準化作業。整個施工作業過程，貫穿工前交底、工中檢查、工后驗收的“一條龍”操作管理方法，加強過程控制，推進施工工序作業程序化、標準化、規范化，把新技術、新工藝、新材料運用到各項施工生產中去，切實保證標準化作業質量。開展全面質量管理，按照PDCA循環進行質量控制。

4 結 語

本文結合工程實例，闡述了水泵的安裝及調試技術，在施工過程中應嚴格按照質量管理要求，制定了質量管理制度和質量管理措施。通過對施工質量進行全過程的管理控制，加強過程控制，確保整個施工過程連續、穩定地處于受控狀態，并把新技術、新工藝、新材料運用到各項施工生產中，保證了工程的順利進行，達到了預期目的。