大型竖井贯流水泵安装工艺

吕庆龙

中国水利水电第十一工程局有限公司，河南三门峡 472000

大型竖井贯流水泵安装工艺

吕庆龙

中国水利水电第十一工程局有限公司，河南三门峡 472000

竖井贯流泵装置作为一种新的低扬程水泵装置形式，具有结构简单、工程投资省、便于管理维护等优点，目前正在推广使用。竖井贯流水泵的安装程序、安装位置基准点的设置以及安装工艺是关系到竖井贯流水泵安装的关键所在。

竖井贯流水泵；安装基准；安装程序；安装位置

1 概述

竖井贯流泵采用卧式高速电机通过齿轮减速箱驱动，水流先通过竖井灯泡体，再经过转轮和导叶体，其中电机与齿轮减速箱安装在进水流道中间的竖井内。苏州市中心区防洪工程控制建筑物之一澹台湖泵站就安装3台2500ZGB20型竖井贯流泵，设计扬程1.5m，单机流量20m3/s，配套电机为800kW高速异步电机 ，电动机与水泵通过齿轮箱联接，减速齿轮箱传动比为5～6，传递功率800kW。

2 工艺原理

1）整个机组安装以水泵叶轮中心高程和水泵水平轴线为基准，先固定部件定位，后转动组件安装调整。组装整体安装与单个部件安装和机组整体要求相结合，严格控制各部件的水平度、垂直度、同轴度，电机、水泵轴的摆度及各组件间的配合间隙，从而保证整机安装质量；

2）采用有效的测量方法，确定部件安装调整值及位置方位，最大限度减少偏差，保证工序质量。即用对称差法测量调整水平度；用悬挂钢琴线假定轴线法测量调整同轴度；

3）采用了三件整体吊装新工艺，按传统安装工艺，竖井贯流水泵安装是单件吊装、调试，本工艺施工每台竖井贯流水泵出口底座、伸缩节、导叶体三部件整体安装，是出于五个方面的考虑：第一，泵站厂房的混凝土已浇筑完毕，出口底座因上部混凝土的影响，已无法垂直吊装就位；第二，因出口底座直径大且没有支脚，即使吊装就位也很难固定牢靠。但三件组合在一起，组合体上有三个支点便于放稳，组合体的吊装重心正好躲过上部混凝土，可直接垂直吊装，单件组装时，在厂房安装间可水平放置，便于安装；第四，三部件就位后便于叶轮体安装，因叶轮外壳本身不带支腿，如果先与导叶体连接，可能不稳；第五，三部件安装的施工时间要比单件安装的施工时间少得多，有效地缩短了安装工期，为总工期赢得了宝贵的时间。

3 工艺流程

竖井贯流水泵由进出口底座、出口伸缩节、叶轮外壳、导叶体等固定部分和主轴、转轮体、组合轴承、导轴承、减速箱、电机等转动部分组成。

竖井贯流水泵安装方案：水泵安装按水泵固定部分、转动部分的安装顺序进行。水泵中心线及叶轮中心线是水泵安装的主要控制线，该控制线作为安装基准。根据土建结构的特点，并考虑到吊装就位的方便，首先，将进口底座预吊放在安装位置（进口底座在叶轮外壳安装前，必须预吊装放置，否则，叶轮外壳安装完毕后，进口底座已无空间位置可吊装就位）；其次，出口底座、伸缩节、导叶体在安装间进行组装，符合要求后，整体吊装就位；第三，吊装叶轮外壳；第四，转动部分安装。

4 施工要点

4.1 水泵安装准备工作

4.1.1 测量基准点线设置

制作泵组中心线架，然后根据泵站测量基准点，测设出用于水泵安装的水泵中心线并放在线架上，同时放出叶轮中心线、电机中心线和标高测量基准点。

4.1.2 水泵预组装和重要尺寸的测量

1）预装叶轮与叶轮外壳；

2）安装尺寸的测量：

水泵轴长度；电动机联轴器轴端面至中心距离；齿轮箱中心至联轴器轴端面的距离。

4.2 进口底座预装

吊装进口底座临时放置在安装位置靠内河侧100mm左右。

4.3 出口底座、伸缩节与导叶体安装

安装方法：出口底座、伸缩节与导叶体三件整体安装。

4.3.1 组装出口底座、伸缩节与导叶体

首先在安装间将分瓣的导叶体组装成整体，与叶轮外壳连接的法兰面朝下；检查测量导叶体的圆度应符合图纸要求；吊上伸缩节放在它上面与其连接，此时伸缩节长度是设计长度，然后支撑好伸缩节；再吊上出口底座与伸缩节连接。连接后加固伸缩节。

4.3.2 出口底座、伸缩节与导叶体安装

导叶体、出口底座与伸缩节在安装间组装成整体检查合格后，按图纸设计方位将其整体吊入机坑，挂钢琴线，采用电测法与经纬仪相结合，初步调整组合体位置。

4.4 叶轮外壳吊装、调整

吊装叶轮外壳就位，与导叶体把合。挂钢琴线测量、调整叶轮室中心及导叶体的中心，以拉紧器、千斤顶调整其圆度。

4.5 轴承安装

将叶轮外壳、导叶体的上半部分吊开，将导轴承安装在导叶体内；推力轴承安装就位。

4.5.1 导轴承安装

1）导轴承装配：轴承安装在导叶体内部，其结构应为水平分缝型式，安装工作分两步进行，首先是在安装水泵叶轮前将导轴承放置在导轴承体内，悬挂机组中心线，使用钢丝线、耳机和千分尺进行初步调整，第二步是在叶轮和泵轴吊装就位后，盘车检查轴线和跳动，在盘车过程中调整轴承的中心和间隙值；

2）导轴承第一次调整后，将下部轴承固定牢靠，上半部轴承拆除以便于安装泵轴及叶轮。

4.5.2 推力轴承安装

轴承在安装前应进行清洗检查，清洗应在专门的清洁场所进行。按图纸安装方式，将径向组合轴承镶嵌在主轴上。

4.6 泵组结构部件整体调整

用琴线耳机法调整并找正叶轮外壳、导轴承、推力轴承三者之间的同心，偏差控制在0.1mm以内。

4.7 底脚螺栓浇筑

浇筑底脚螺栓二期混凝土，待达到强度要求后，拧紧底脚螺栓，并复查再找正，直至达到要求。

4.8 水泵转动部分安装

4.8.1 水泵叶轮检查与吊装

1）清理、检测泵轴与叶轮连接的外径和内径，除去高点及毛剌，注意只能使用细砂纸和油石，以免修磨量过大影响机组转动部分的轴线；

2）叶轮检查合格后，利用临时吊装工具将叶轮吊入机坑，找正中心位置后，放置在叶轮外壳上，并用两个倒链适当固定。

4.8.2 主轴安装

清理主轴，拆去轴承上部；将泵轴部件调平吊入竖井坑内，从填料密封孔中穿过伸入泵体内（此时要用倒链在中间缓钩）。此时填料盒套入主轴上，并缓缓与叶轮连接，将其放在导轴承上。

4.8.3 水泵转动部分找正

1）调整叶轮中心，装配水泵轴承、推力轴承，检查并调整水泵中心位置及轴线水平，应符合技术规范的规定；

2）安装泵轴密封的水封圈、填料压盖。在安装过程中泵壳密封填料环，四周均匀压紧，但不能过紧，使压紧螺栓保留一定的压紧余量；

3）盘车测量摆度，盘车前导轴承及推力轴承加润滑油，填料处加润滑水。盘车方法：机组盘车采用人力方法进行。在水泵轴承及主轴联接法兰处按水平和垂直方向对应的位置各装一只百分表，以手推动水泵叶轮，观察并记录百分表的读值；

4）泵体上半部分复位，测量叶片与外壳间隙。符合要求后，将水泵轴承固定。然后对导轴承进行油压试验，并安装进口底座。

4.9 二期混凝土浇筑

全部调整合格后，连接底座，并与一期插筋连接加固。加固后完成进出口底座的二期混凝土浇筑。

4.10 齿轮减速器安装

齿轮减速器安装方法：套装联轴器——吊装减速器——粗调整安装位置——精调整同心度——基础固定。

1）套装联轴器：联轴器套装之前，分别测量联轴器内孔和输出轴的直径，如过盈量较大，可考虑将联轴器适当加温，套入轴颈，可轻轻敲入，切忌猛烈锤击；

2）减速器安装应以水泵为基准找正。将减速器吊装到基础上预先放置好的垫铁上，按机墩上已测放出的纵横坐标线和主水泵轴的实际中心粗调整减速器的位置，初步调整出轴的中心位置；

3）减速器安装后的轴向位置保证，可采用在联轴器之间加等设计间隙厚的测量块来保证轴向位置；同轴度保证，在减速器侧的联轴器齿轮箱上端安装测圆架，测量千分表指向斜轴水泵主轴，盘动减速器，进行调整。

4.11 电动机的安装

1）电动机的安装找正与减速器相同，应以减速器的输入轴为基准找正，初步调整轴孔中心位置，其同轴度偏差不应大于0.1mm，轴承座的横向水平偏差一般不超过0.2mm/m；

2）电动机与减速器联轴后，盘车检查两轴有无折线，调整的方法是移动电机消除折线，包括侧向和高度，再次校核同轴度，不得超过允许数值。

5 结论

在竖井贯流水泵安装过程中，有几个关键问题需要注意：首先，要严格控制叶轮体中心的安装位置，它是水泵安装的基准；其次，要严格控制导叶体水导轴承座和推力轴承座的同心度和中心位置，它将决定水泵主轴的水平度和叶轮与叶轮体的间隙，与水泵运行工况有着密切联系；第三，水泵导轴承置身于水流流道内，因此，导轴承的密封事关重要，一旦导轴承密封安装不好，导轴承内进水，将影响水泵本身安全运行，在安装时，每一导轴承的密封都要精心粘接，确保密封效果。第四，水泵主轴从竖井内穿过预埋套管与转轮连接，中间要缓几次钩，一定要排好施工顺序，否则将影响水泵的安装工期与安全；第五，此类泵主轴密封不与泵本体连接，而是与混凝土的埋件连接，这要保证埋件与泵体同轴度；第六，电机与减速箱、减速箱与水泵的同轴度要严格控制，以降低水泵运行的噪音。

目前通过苏州澹台湖泵站采用此工艺验证，该泵站已经通过运行，各项数据均非常理想，说明此安装工艺是可行的，是非常值得推广使用的。

[1]杜刚海.大型泵站机组安装与检修[J].扬州大学，1982.

[2]谢伟东，蒋小欣.竖井贯流泵装置设计[J].排灌机械，2005(1).

[3]金燕，刘超.贯流泵装置的研究进展和应用[J].水泵技术，2009(4).

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吕庆龙，工作单位：中国水利水电第十一工程局有限公司安装分局