金湖站大型灯泡式贯流泵安装技术路线

赵才全 郭 军 朱海峰陈宗桥

（1.江苏省南水北调金湖站工程建设处，江苏淮安 211600；2.江苏省水利建设工程有限公司，江苏扬州 225000）

1 工程概况

金湖站为南水北调东线一期工程第二个梯级站，位于江苏省金湖县银集镇境内三河拦河坝下的金宝航道输水线上，主要任务是通过与下级洪泽站联合运行，由金宝航道、入江水道三河段向洪泽湖调水，并结合宝应湖地区排涝。

泵站设计流量150 m3/s，安装灯泡后置式贯流泵5台套（含备机1台套）；-6°～+6°全调节叶片外径 3350 mm，单机设计流量37.5m3/s，配套电机功率2200 kW，总装机容量11000 kW；泵站调水设计扬程2.45 m，排涝设计扬程4.70m，水泵叶轮中心高程为0.80m。

贯流泵成套设备由日立泵制造（无锡）有限公司制造，主电机由湘潭电机集团制造。水泵外型总长16.72 m，总重量约 180 t。

2 水泵结构及特征要点

（1）总体结构。金湖站水泵为卧式全调节轴流贯流泵，其装置结构主要包括进水流道、叶轮、导叶以及出水流道（图1）。河床水通过进水流道导入叶轮，叶轮将电动机的动力有效地带给水，通过导叶体将水送入出水流道。

（2）转子部分。转子部分由叶轮部和轴组成，叶片嵌入叶轮轂内，通过连接机构可以改变叶片角度，嵌有叶片的叶轮轂固定在具有充分强度传递动力的传动轴上。水泵叶轮采用简支梁支撑，水泵通过鼓齿联轴器与同步电机直接连接，轴向力由水泵的推力轴承组承受。

（3）叶轮室、导叶体。为保证即使叶片角度变化，叶轮室与叶片外周间隙一定，叶轮室内侧为球面体。叶轮带给水的速度能量通过导叶体转换成压力能量。导叶体的地脚直接固定在基础上。

图1 金湖站贯流泵结构总图

（4）轴封装置及轴承。轴封装置采用填料密封，由于安装有弹簧装置，通过弹簧力挤压填料，所以运行开始后无需紧固填料。径向轴承、推力轴承采用SKF滚动轴承，结构简单，使用寿命长。

（5）全调节式叶片机构。叶片调节操作方式采用液压式，设置在电机与叶轮中间（中置式）。这种方式是油缸内的活塞通过液压左右移动，该运动通过操作杆带动叶轮轮毂内的连接机构来改变叶片角度。

3 水泵安装主要步骤及精度控制

3.1 水泵安装主要流程

确定水泵机组中心线→机组基础粗调→吊入出水导水帽临时放置→吊入进出口座环临时固定→吊入叶片液压系统装置→吊入电机下外壳体→吊入电机→吊入出水侧伸缩节→依次安装中间接管、导叶体、叶轮外壳→吊入进水侧伸缩节→吊入水泵转子体→机组地脚螺栓浇筑→转子体二次定心并进行电机位置调整→连接泵体内部元件→安装泵体外壳上部→浇筑进出口座环。

3.2 水泵安装主要步骤及精度控制

（1）确定水泵机组中心线。利用水准仪找出进出水流道的横向中心线（图2），并在进出水流道做好标记，高程中心线偏差不大于±2mm；利用经纬仪找出每台机组的纵向中心线并做好标记，基础纵向中心线与横向中心线的交叉线就是机组中心线，与泵站机组设计中心线的偏差不大于±3mm。

图2 金湖站贯流泵机组中心线确定示意图

（2）机组基础粗调。把基础调整铁放置在每个螺栓孔附近，利用水准仪检查基础高程，若混凝土面高于设计高程，人工找平，达到设计高程；若混凝土低于设计高程，在2 cm内利用铁板、大于2 cm利用高强度混凝土灌浆法抬高基础垫铁，调整铁水平度小于0.07/1000。由于调整铁比较重，底座面积大，人工找平很困难，先在调整铁的两侧和顶头各焊接一个Φ12的螺帽，利用全牙螺栓对调整铁进行水平调整。在整个调整铁的周围立模板，采用灌浆料把调整铁的底座浇筑好（图3）。

图3 水泵基础调整垫铁

（3）吊入进出口座环临时固定。进出口底座环到位后，利用角铁焊接一个模板框架，初步调整同心后，在进出口一期混凝土上做好螺栓位置标志，偏差小于10 mm，利用水钻打Φ100深60 cm的孔洞，在洞的边缘进行打毛，清除法兰面油污、毛刺、泥沙、浮锈等杂物，将与混凝土接触部分油漆清理干净，打毛混凝土表面并清扫干净，将基础螺栓固定在进出口底座上，利用手拉葫芦把进出水底座临时固定好，为安全起见，在基础环的下面用钢管支撑好，两侧利用钢筋焊接固定牢靠。

图4 水泵转子体安装示意图

（4）吊入叶片液压系统装置。因金湖站水泵液压调节机构为每台1套液压站，且放置于泵坑水泵支墩之间，故在水泵外壳体吊入前需先行吊入。

（5）吊入电机下外壳体。吊电机下外壳体放到基础调整铁上，在电机外壳两端找出中心，用重线锤吊准基础坑内的机组中心线，误差在1mm内，用水准仪找准电机外壳体哈伏面与流道十字水平线平齐，误差在0.5 mm以内，用水平仪找准电机外壳体内电机座水平，x、y方向误差在0.1 mm内。

（6）吊入电动机。金湖站电机为功率2200 kW的同步电动机，总重量约50 t。用线锤调整电机两轴伸端中心与机组中心线，要求偏差在1mm以内，中心高程偏差要求在0.5 mm以内。

（7）吊入出水侧伸缩节。吊入出水侧伸缩节后，依次连接中间接管、导叶体、叶轮外壳，放置于基础调整铁上，将连接好的壳体两端找出中心线，依机组中心线调整偏差在1mm以内，用水准仪找准壳体哈伏面与流道中心线水平，偏差在0.5mm以内，哈伏面x、y方向偏差在0.1mm以内。

（8）吊入水泵转子体。吊入出水侧收缩节后，利用专用工具调整转子体的中心，对中叶轮与叶轮外壳球面中心，根据电机转子体芯的倾斜度为基准，对中水泵中心（图4）。要求叶片间隙偏差在0.1mm以内（500 mm塞尺测量），连轴器偏差圆周在0.1mm以内（百分表测量），开口在0～0.6mm以内（200mm塞尺测量）。

（9）转子体二次定心。机组地脚螺栓采用灌浆浇筑，地脚螺栓强度达到后，固定水泵下外壳体，转子体二次定心，每道轴承根据设计要求安装，以水泵转子体为基础，进行电机的位置调整，固定电机。

（10）连接泵体内部元件。连接泵体内部的自动化元件、引出线、油气水管道、叶片调节机构及油压装置，管路预装后进行酸洗，确保管路内无焊渣、铁屑、铁锈及其它污垢。调节机构安装就位后，进行管路的严密性耐压试验，试验压力至少为额定工作压力的125%，保持30min无渗漏现象。

（11）浇筑进出口座环。待泵体外壳上部安装就绪后，拆除座环临时固定装置，对座环地脚螺栓灌浆、收紧，采用灌浆料和自密实混凝土相结合的办法对进出口座环进行二期混凝土浇筑。

4 结语

贯流泵技术在国内起步较晚，近年来国内通过自行研制、技术引进、与国外厂家合作等途径提高了贯流泵装置的研发水平，但在大型贯流泵安装技术上，仍缺乏扎实的实践经验。在金湖站贯流泵安装中，安装单位江苏省水建公司建安处虽然在安装前制定了详细的安装方案，但对首台机组的安装仍然是边安装、边摸索，总结了一套成功的安装经验。从2012年4月5日至5月30日，仅用了55 d时间，顺利完成了5台机组的安装，经检测，各项安装指标满足规范要求。