扬水泵站大型水泵机组安装流程和技术措施

道 华 朱文军 刘福荣 岑少奇 宁夏红寺堡扬水管理处，宁夏 中宁 755100

1 概述

1975年开始，宁夏先后建设了同心、固海、盐环定、红寺堡、南山台子、宁东等扬水工程，建成大小扬水泵站近百余座，安装水泵机组500余组，为宁夏中南部干旱带社会经济发展做出了巨大贡献。近几年来，随着全国大型泵站更新改造工程的实施，宁夏新建和改造扬水泵站30多座，加快了全区水利经济建设的步伐。

红寺堡扬水管理处检修队自1998年成立以来，先后完成了红寺堡、海子塘、新圈、兴仁、下马关、鲁家窑、宁东、固海黑水沟、唐圈、长山头等15座泵站的机电设备安装工程。由于大多数扬水泵站水泵电机体积大，重量重，吊装困难，安装精度高等特点，安装中借助一般机械、工具、人力安装时，不仅浪费人力，且安装效率低，工期长。近几年宁夏在大型卧式水泵和电机的安装中，由于冬季施工，春季上水，工期紧，又要确保安全、保证施工质量，防止安装不当发生窜轴、拉瓦、振动，影响机组寿命。根据水泵机组安装相关规范标准，经过实践总结出了水泵、电机安装流程并制定了各流程详细的技术要求和技术措施，提高水泵机组的安装效率。下面以固海长山头大型水泵机组的安装为例介绍水泵机组的安装流程和采取的技术措施。

长山头泵站是固海扬水工程的第三级泵站，控制灌溉面积48.25万亩，总扬程58.6米，总设计流量18.7m3/s，装机容量达20300千瓦，安装大型水泵机组9组，其中2500KW电机7台，单机重量24吨，48寸离心水泵7台，单机重量18吨。工程由红扬公司承建，机电设备由红寺堡扬水管理处检修队安装（图1），安装于2013年1月开始，4月1日正式上水。

图1 更新改造后的固海长山头泵站水泵机组

图2 水泵机组安装基准线

2 水泵机组安装流程及技术措施[1]

水泵机组安装流程为:划定安装基准线→基础垫铁位置找平→水泵吊装就位→水泵基础地脚螺栓孔一次灌浆→水泵精平、紧固→电机吊装就位→电机基础地脚螺栓孔一次灌浆→精调电机同心度、紧固→水泵机组基础二次灌浆。

2.1 划定安装基准线

首先对水泵和电机基础地脚螺栓预埋孔组中心、水泵进出水管道中心、水泵和电机底座地脚螺栓孔组中心、基础高程进行复测检查，确保各尺寸匹配，其中：基础高程要低于水泵机组底座安装高程50～80mm；然后划出水泵和电机基础的纵向和横向中心线、进出水管路中心线和中心高程、水泵进出水法兰垂直中心线作为安装基准线(图2)，其中：水泵基础横向中心线在地面的垂直投影与水泵进出水管路中心线重合，安装基准线与基础实际中心线允许偏差为±20mm。

2.2 基础垫铁位置找平

水泵机组基础垫铁位置找平的目的是增大垫铁与水泵机组底座的实际接触面积，确保垫铁与基础面、水泵机组底座面接触的良好，以免影响机组运行时的振动。要在垫铁位置的基础面铲出麻面，找平的基础面积要大于垫铁面积，斜垫铁的斜度为1:15，垫铁的面积根据设备负荷按下式计算:

式中：A：垫铁面积；

Q：设备重量加在该垫铁组上的负荷（N）；

Q：地脚螺栓拧紧所分布在该垫铁组上的负荷（N）,可取螺栓的许可抗拉力；

R：基础的单位面积抗压强度（MPa），可取混凝土设计强度；

C：安全系数，宜取1.5～3。

2.3 水泵吊装就位

水泵吊装就位要以划定的安装基准线为基准，以水泵进出水口法兰和半联轴器端面垂直中心线和中心点为定位基准，利用重锤投影法使定位基准与安装基准线吻合。先调整水泵水平，其次调整高程，最后调整中心，使水泵就位。由于水泵机组重量大，采用吊车和钢丝绳直接吊装时，水泵倾斜较大，需借助调整螺钉调节水平和高程，该方法费时、费力，安装效率极低。为了提高水泵机组双向水平调节的效率，吊装时可借助手动葫芦调节水平和高程，提高安装效率。

图3 水泵机组双向水平和高程调节

图4 水泵机组就位

水泵的吊装借助三个手动葫芦（图3），两根钢丝绳分别挂在水泵轴向两侧导水室上，用手动葫芦调节水泵轴向水平，通过重锤投影法测量半联轴器端面的垂直度，或使半联轴器的端面与重锤垂线平行；第三根钢丝绳挂在水泵进水口法兰处（水泵的重心偏进口），用手动葫芦调节水泵径向水平，通过重锤投影法测量水泵出水法兰端面的垂直度，或使法兰面与重锤垂线平行。水平调节完毕后，通过吊车整体上下调节水泵安装高程，使水泵出水口法兰中心高程与划定的出水管管道中心高程相同，并复测水平。然后粗调水泵中心后，在不放垫铁的水泵底座底部放入调整螺钉，调整螺钉支撑板应水平，且厚度宜大于螺钉直径，通过撬杠或侧面调整螺钉精调水泵中心并稳定水泵，使水泵进出水口法兰中心线的垂直投影与划定的水泵基础横向中心线或进出水管道中心线重合，使水泵轴中心线的垂直投影与划定的基础纵向中心线重合，同时复测水平和高程，对安装基准线的允许偏差为±2mm。

待水泵中心、高程和水平调整好后，按照以下要求放入垫铁（图4）：垫铁端面应露出设备底座外缘，平垫铁宜露出10mm～30mm，斜垫铁宜露出10mm～50mm，垫铁组伸入底座面的长度应超出设备地脚螺栓的中心。每一垫铁组垫铁的数量不宜超过5块，厚的宜放在下面，薄的宜放在中间，且不宜小于2mm。在不影响灌浆的情况下，垫铁组应放在靠近地脚螺栓和主要受力部位的下方。垫铁厚度根据预留的基础面与水泵底座面的距离确定，垫铁组总高度为50mm—80mm。地脚螺栓的垂直度允许偏差为8/l00°，地脚螺栓任意部分离孔壁的距离应大于15mm。螺栓应露出螺母，露出的长度宜为螺栓直径的1/3～2/3，地脚螺栓与水泵底座螺栓孔要填充软物，以使螺栓与孔之间的间隙均匀，并保护螺纹。

2.4 水泵基础地脚螺栓孔一次灌浆

水泵就位后即可对地脚螺栓预埋孔灌浆，灌浆前应清洁预埋孔，采用强度比基础高一级的细碎石混凝土灌浆,灌浆高度小于平垫铁，防止地脚螺栓倾斜。寒冷天气要做好灌浆的保温工作。整个灌浆要一气呵成，不能断续浇注。

2.5 水泵精平、紧固

待混凝土凝结后，打开水泵泵壳，以水泵水平中开面为定位基准，在水泵中开面上放置水平仪通过调整螺钉和垫铁组调整水泵精平。整体安装的泵纵向安装水平偏差不应大于0.10/1000，横向水平偏差不应大于0.20/1000，并应在泵的进出口法兰面或其他水平面上进行测量，解体安装的泵纵向和横向安装水平偏差不应大于0.05/1000[2]。水泵精平调整合适后即可紧固地脚螺栓并将垫铁组焊固。

2.6 电机吊装、就位

电机吊装就位是以电机底座面、水泵半联轴器端面和外径表面为定位基准，利用水平仪、平尺、塞规等量具，使电机轴与水泵轴的同心度基本吻合，就位顺序是先调整电机水平，其次调整高程，最后调整中心，一般偏差不超过0.5mm。电机的吊装借助三个手动葫芦和一个定滑轮(图3)，两根钢丝绳分别挂在电机底座内侧吊耳上，用手动葫芦调节横向水平，通过水平仪在电机底座上测量；为了防止钢丝绳受力不均或出现不受力的情况，电机外侧吊耳采用定滑轮和手动葫芦配合调节轴向水平，通过重锤投影法测量半联轴器端面的垂直度测量，使重锤垂线与电机半联轴器端面平行。

图5 电机粗调同心度

图6 电机粗调同心度设计的夹具

水平调节完毕后，移动电机，使电机半联轴器与水泵半联轴器之间预留6～12mm的距离，然后用一把卡尺或平尺接触两个半联轴器最大外径表面，通过天车吊钩对两轴的高程和中心进行粗调（图5），目测卡尺与两个半联轴器外表面上、下、左、右4个测量点之间的间隙，调整电机使两个半联轴器表面与卡尺之间的间隙均匀、平行。由于重量大，稳定性差，直接借助撬杠、调整螺钉等工具同样费时、费力，效率极低，且精度较低。为了提高电机初步就位粗调同心度的效率，设计制作了专用夹具(图4）稳定电机。夹具由两个半圆箍圈、夹板、塞规和夹紧螺栓组成，箍圈整体车削而成，内孔尺寸与半联轴器外径相同，配合夹紧螺栓箍紧两个半联轴器，箍圈上开有四个小孔，用来放入相同尺寸的塞规调整半联轴器四点的间隙，并用夹板和夹板螺栓夹紧。通过初步就位，不仅提高了初步就位效率，电机和水泵的同心度误差不超过0.4毫米，精度较高，为电机精调同心度奠定了基础。

待夹具夹紧电机后，在电机底座下部和侧面不放入垫铁的位置放入调整螺钉支撑和稳定，按水泵吊装就位垫铁的要求放入垫铁。

2.7 电机基础地脚螺栓孔一次灌浆

电机基础地脚螺栓孔一次灌浆同水泵。

2.8 精调同心度、紧固

待混凝土凝结后，以水泵轴线为基准，用千分表和塞规或两个千分表测量电机轴与水泵轴的同心度偏差（图2～6），将磁性表座吸在水泵半联轴器上，一个千分表的触头接触在电机半联轴器外径表面上，另一个千分表的触头接触在电机半联轴器端面上，调整千分表读数为零，盘动电机转轴，从上下左右四个位置读出径向和轴向偏差，通过调整螺钉和垫铁对电机进行同心度精调。联轴器直径小于300，调整误差在 0.05mm以内，大于300mm，调整误差小于0.1mm。

图7 电机精调同心度

2.9 水泵和电机基础二次灌浆

电机调正后，水泵和电机底座与基础之间的空隙也要用水泥浆充分填满，水泥浆用清洁的砂子和高标号的水泥按1：1的比例调制。

3 结语

扬水泵站大型水泵机组具有重量大、体积大、安装精度高的特点，应制定详细的安装流程、技术要求，确保规范、安全、精确施工.固海长山头泵站机泵设备安装,借助手动葫芦、定滑轮、自制夹具等工具，大大提高了水泵机组吊装就位效率，确保工程质量和工期，工程期限比预计期限提前了20天，泵站于2013年4月1日首次开机上水，经过近四个月的春夏灌运行，机组运行平稳，上水量、设备技术参数均满足设计要求。

[1]机械工业部. GB50231-98.机械设备安装工程施工及验收通用规范[S]. 北京：中华人民共和国建设部，1998.

[2]机械工业部. GB 50275-98.压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范[S]. 北京：中华人民共和国建设部，1998.