淀東泵閘大型斜式軸流泵安裝質量及精度控制措施探討

周 寧

（上海水基會建設工程有限公司，上海 201600）

0 工程概況

淀東水利樞紐泵閘改擴建工程排澇泵閘位于閔行區境內黃浦江西岸的淀浦河上，是青松大控制片外圍重要的除澇口門之一。泵站設計流量為3臺共計90m。/s（單臺流量30m。/s），屬于大（2）型工程。設計揚程3.2m，水泵和電機之間采用齒輪減速箱傳動。水泵由進水口底座、伸縮節、葉輪外殼、導葉體、出水彎管、出水直管、轉動部分等組成，除了進、出水管、伸縮節外，均為軸向分半結構，進出水流道為：方變圓肘型進水流道，直管式園變方型出水流道，多頁拍門及快速閘門斷流。配套三相異步電機3臺，額定功率為1600kW，電壓等級10kV，裝機容量4800kW。

淀東泵閘工程是目前上海市水利工程中單機流量及總裝機流量最大的泵站；不僅大且結構復雜,整個泵組外殼為拼裝式分半結構。單泵流量為 30m。/s，葉輪直徑2950mm，三臺水泵總流量為90 m。/s。水泵為斜30°安裝，水泵與電機之間轉速不匹配，必須通過齒輪傳動，轉速比達到1∶8，電機轉速為1000r/min而水泵轉速僅為125.9r/min，這樣的轉速比在泵站上也很少見。

圖1.1 泵組構造圖

1 泵站水泵運行中常見問題及原因分析

為了更好的對斜式軸流泵設備安裝進行全過程的質量控制，本工程水泵安裝前對類似泵站泵組的運行情況及安裝資料進行了咨詢、收集。發現水泵運行中常見的主要問題并進行原因分析如下表2.1所示。

表2.1 泵站運行問題主要原因分析

從上述分析中可得出：設備制造安裝質量及精度是影響大型斜式軸流泵運行的主要因素之一。

2 安裝質量及精度控制措施

2.1 設備加工精度控制

設備構件制造加工是影響設備構件質量的關鍵，如：導葉體、葉輪葉片、轉子體、葉輪外殼、泵軸、軸承體等的加工精度極其重要，是直接導致水泵穩定運行的關鍵所在。

2.1.1 按照不同部件采用不同的加工工藝，加工前對所有加工件的材料、鍛件、鑄件、板材等材料的機械性能和化學成分進行理化分析檢測，確保其機械性能及化學成分滿足要求。需要熱處理的進行熱處理，需要退火處理的進行退火處理，需要探傷的經過超聲波探傷。

2.1.2 葉片、轉子體、泵軸、葉輪外殼、導葉體、彎管、導軸承及推力軸承部件等制造加工中見證檢測，并做好檢測記錄，保證零部件的加工精度。廠家從產品設計、原材料采購、制造工藝、產品檢驗、試驗到包裝出廠全過程中均參與、配合項目部駐廠監造人員進行質量監控工作。

圖3.1 泵組出廠前預拼裝

3.2 泵組出廠驗收

2.1.3 出廠前進行泵體部件預裝配和一些必要的試驗，檢查各個部件的配合情況，及時發現及解決裝配中出現的問題，保證水泵在工地安裝的準確性和可靠性。

2.2 設備防護和成品保護措施

本工程的水泵設備的整個泵體為分段、分半結構、散件運輸及分段、分塊安裝。所以，設備從出廠、運輸、卸貨、吊裝等整個過程如果包裝不當、存放不當、保管不當都有可能引起設備的不同程度的變形。同時，由于工程的整體進度控制，如果等內裝修完成再進行泵組安裝將要推遲幾個月時間，整體工期將嚴重滯后，如果同時施工則存在較長時間的交叉施工。所以，如果設備防護不當、成品保護到位將直接影響泵組的安裝質量。

2.2.1 加強對成品部件的運輸和現場存放的產品保護：直徑3m多的泵體管道且大部分還是分半結構，運輸時是分段運輸，哈夫面通過螺栓擰緊，安裝時必須拆開，如果不采取保護措施，拆開后的哈夫面以及半圓管段就有可能會變形，為此，在對管段部件拆開前先對兩半邊的管段分別進行鋼支撐臨時焊接加固，確保了拆開后的半邊管段不變形、不錯位。導軸承、推力軸承雖然單獨有木制包裝盒包裝，但安裝時必須拆開，里面的軸瓦、軸承都必須先在軸承外殼里取出來，對這些拆散的零部件、精加工件全部采用軟包裝包好，然后放在包裝箱內。

2.2.2 加強土建交叉施工對灰塵的防護：一是利用裝修的腳手架在其外側掛上五彩布，盡可能不讓灰塵進入安裝區；二是對運進到安裝間的部件墊好木墊并加以覆蓋；三是對拆開后的精加工面進行軟布包裝，確保加工面一塵不染。

2.3 加強現場安裝測量控制，確保儀器精度

水泵設備安裝需要多種儀器進行測量，如：全站儀、水準儀、框形水平儀、內徑千分尺、塞尺、百分表等測量工具，對這些儀器要求精度高，測量要準，否則，一絲一毫的誤差都會對安裝進度造成很大的影響。

水泵機組安裝部件較多，每一部件安裝時均需進行軸線和標高的測量校核，測量次數增加，測量誤差加大的可能性增大，因此必須控制好每一工序測量的基準是一致的、精準的，才能確保最終的安裝精度。

2.3.1 對安裝使用的測量儀器進行檢查，優選精度高的測量儀器設備。

2.3.2 由于設備安裝和土建的施工控制精度差距較大，設備安裝前，由設備測量專業人員對土建基礎的軸線和標高進行復測調整。

2.3.3 采用支架固定基準點，以水泵進口流道中心與齒輪減速箱基礎上用槽鋼架立設置基準點，以此架設斜30。鋼琴線的方法對斜軸線的定位放線和效驗。保證了鋼琴線與流道出口中心線一致，且為斜30。。

2.3.4 對鋼琴線選用，經過試驗比較，采用直徑0.5mm鋼絲配5kg重的吊錘，在12500mm跨度且斜30O的情況下既不會拉斷也不會有下垂現象。

2.3.5 鋼琴線架好以后，進行復測，并利用全站儀復測水泵基礎螺栓孔的中心、坐標及高程，以及鋼琴線方向位置，并一一做上標記，確保鋼琴線拆除、鋼琴線再掛不會有任何的偏差。

2.3.6 部件安裝過程中，根據需要采取精密測量工具控制部件安裝的間隙。部件組裝完成后，再穿入鋼琴線進行軸線精密校核。

2.4 精益求精

水泵泵組安裝要求很嚴，如：推力和徑向組合軸承座與水導軸承座同心度規范要求僅為0.05mm，軸承座中心同軸度只有0.1mm等，安裝人員往往調整到接近規范要求值時就不愿再進行調整了，尤其是僅幾絲的微調，看起來數值極小，調起來卻很難，差之毫厘，質量影響非常大。

2.4.1 所謂“精益求精”就是要將水泵安裝的所有尺寸誤差小于“DG/TJ08-90-2014”標準和 “SL/T317-2015” 規范規定的允許誤差。標準中誤差數值如同心度僅為0.05mm。也就是5絲，項目控制目標須小于5絲，雖然數值小，但調整起來往往需要很長時間甚至幾個小時。項目部采取把作業人員的獎勵工資與控制誤差合格率標準掛鉤，并將現場記錄調整時所增加的時間計入增加工時，然后召集所有班組作業人員召開專題會議，確保上述目標落實。

2.4.2 過程中項目部專職測量人員始終跟蹤測量、復核，及時發現安裝精度有問題時，及時督促作業人員調整到符合規定且小于規范允許誤差的數值為止。

3 結語

通過上述質量控制措施的嚴格實施，淀東水利樞紐泵閘改擴建工程排澇泵閘3臺（套）斜式軸流泵安裝質量和精度均達到了設計及規范要求。經24小時連續試運行考驗，所有溫度（溫升）遠遠低于規范、設計及廠家要求；噪音、振動等均在規范允許范圍內。