立式轴流泵机组大修的质量控制

杨 邗，蒋建章

（1.江苏省无锡市城市防洪工程管理处,214021,无锡;2.江苏省水利建设工程有限公司,225000，扬州）

立式轴流泵属于叶片式水泵，具有流量大、扬程低、效率高等特点，特别适合农业排灌、城市排涝等低水位差、大流量的运行要求。无锡地处长三角经济发达地区，北枕长江,南临太湖，主城区地势低洼、河网交错、洪涝灾害频发。为扭转逢雨必淹的被动局面，无锡市政府经国家批准于2003年实施了主城区防洪大包围工程，针对苏南河网水位落差较小的特点，各枢纽泵站大量选用了立式轴流泵机型，在历年的防涝减灾运行中发挥了巨大作用。当然，任何设备的使用都不可能是一劳永逸的。同样，立式轴流泵的正常使用也离不开定期的维修、保养和大修。笔者就近几年无锡城防处在立式轴流泵大修中的具体做法和质量控制，谈一些粗浅认识。

一、无锡市城防处防汛排涝机组概况

根据《无锡市城市防洪规划》，无锡主城区防洪工程以京杭运河为界，针对运东片和运西片两个不同片区的特点，实行分别治理。其中，运东片控制中心城区，实行“大包围”防洪方案，大包围外围防线总长68.5 km，主要包括八大水利枢纽工程、32 km堤防和11座小型口门建筑物，保护面积136 km2，防洪标准为200年一遇，排涝标准为20年一遇。在136 km2的保护范围内，配置了大型水泵27台套，总排涝流量为415 m3/s，其中立式轴流泵24台，总流量为355 m3/s。

二、机组大修的基本原则和程序

为加强泵站工程管理，确保工程安全运行，江苏省水利厅根据水利部《泵站技术管理规程》(SL 255—2000)的要求，结合全省实际情况，于2004年8月颁发了《江苏省泵站技术管理办法》（以下简称《办法》），并对防洪排涝机组运行年限和运行时间作出了明确的限定,即大（中）型主机组运行一定时限必须进行大修。

1.大修的基本原则

《办法》明确要求“泵站管理单位在汛后应对工程和设备进行全面检查，并根据工程和设备情况、技术状态以及相关技术要求及时编报年度检修计划”,笔者认为，这是工程设备是否需要维修的第一原则依据。《办法》对主机组检修周期规定 “主机组检修周期应根据机组的技术状况和零部件的磨损、腐蚀、老化程度来确定”,并进一步明确“大修周期可采用间隔3～8年或累计运行时间2500～30000小时确定”,笔者认为，这是主机组大修的第二原则依据。在具体的实践中，“磨损、腐蚀、老化程度”在整机状态下依靠技术人员肉眼很难识别，使用“2500～30000 小时”的时间跨度又过于宽泛，所以采用“年限折中法”,即每台机组使用5～6年后就必须安排大修，最长不得超过8年。

2.机组大修基本程序

基本程序:一是落实经费,二是确定单位,三是施工把关,四是规范验收。无锡城防处是全额拨款事业单位，所有经费均由市级财政划拨，无任何其他经济来源。为此，安排机组大修的第一步是汛后立项。项目得到专家论证认可后，方可申请财政专项经费。专项经费落实后，还要根据金额的多少确定招投标或竞争性谈判，从而确定施工单位。施工单位确定后，在开工前召开开工会议，会上明确提出机组大修的工期、质量、安全要求；施工过程中坚持重点部位现场查验、现场验收；施工结束后及时组织试运行，并通过运行参数的比对分析，判断机组大修后的质量状况;最后，施工单位提交机组大修竣工报告。

三、机组大修的基本过程

根据《办法》要求，机组大修的主要工作,一是对机组进行全面解体、检查和修理；二是消除设备缺陷，更换损坏部件，更新易损件，修补磨损件；三是按技术标准进行相关试验。在具体的施工过程中，按照“一测、二断、三解体、四修换、五组装、六出新、七试机、八验收”的流程组织大修施工。

“一测”就是在机组大修前、大修施工以及试机过程中进行相关数据的测量，并做好记录。测量是贯穿整个大修过程中的一个基本内容。例如：大修前要测量电机绝缘、吸收比，同时还要测量机组的噪声、振动及电机运行时电压与电流；解体过程中要测量电机的空气间隙，机组的轴瓦间隙，水泵的叶片间隙，还要测量固定部件同轴度、垂直度，转动部件轴线的摆度、垂直度，电机的磁场中心以及各固定与转动部件的磨损量，记录并检查其他异常情况；组装过程中还要对各项安装数据进行测量、调整并使之符合规范要求；试运行时要测量电压、电流、温度、噪声、振动。

“二断”就是切断所有与之相关的高、低压电源及油、气、水回路；安放检修门，切断主机组进出水流道。在具体施工过程中，切断电源和切断流道至关重要。在电源方面，因为大型轴流泵均为10 kV高压电机，应按高压检修规程进行操作，做到“三脱开一闭合”，即断路器脱开、电缆头脱开、总进线刀闸脱开、接地断路器闭合。在检修门安放方面，初次大修时的门槽检查十分关键，因为检修门如果安放不到位或止水效果不好，流道水就抽不干，水泵大修也就无从下手。在2014年仙蠡桥一号机组大修时，就碰到了流道内有废弃的旧钢管，导致检修门放不到位，最后只得派潜水员进行水下排除，导致大修费用增加。

“三解体”就是对电机、水泵和辅助系统进行拆卸，机组解体的顺序应按先外后内、先电机后水泵、先部件后零件的程序原则进行。一是拆卸主机测温系统、励磁装置、测速装置以及所有与主机组连接的导线及电缆；拆卸主机组油、气、水连接管路。二是拆卸主电机顶盖、测速齿轮盘、碳刷支架、滑环，并对机组的原始数据进行测量。三是对主电机、主水泵解体，主要内容包括拆卸电动机上导瓦及瓦架、油冷却器、推力头、上机架，用专用吊具将电机转子吊出；拆卸水泵导水帽、导水圈、水导轴承、泵轴与叶轮的连接螺母与螺栓，将水导轴承、泵轴吊出，对叶片、叶轮体、叶轮室进行检查等。

“四修换”就是对磨损、腐蚀部件进行维修和更换，包括碳刷的更换，上下油缸冷却器的试压、维修或更换，电机上导轴承、下导轴承、推力轴承和水导轴承的维修或更换，电机上下油缸润滑油更换。

“五组装”就是对经过解体检查、维修、更换后的设备进行安装。

“六出新”就是对大修后的设备进行除尘、油漆。

“七试机”就是进行试运行检验，同时满足试运行时间要求。通过试运行查看机组的运行电压、电流、噪声、振动和温度变化，从而检查机组有关检修情况，确认并鉴定机组的大修质量。

“八验收”即机组大修结束且试运行正常后，应进行大修交接验收。大修机组经验收合格后，方可投入正常运行。

四、关键环节的质量控制

机组大修是对主机组进行全面解体、检查和处理，质量控制应贯穿于机组大修的每一环节。

1.机组解体过程的质量控制

在机组大修解体阶段，首先对原始测量数据与参数进行分析处理与质量鉴定，主要内容包含同轴度、摆度、垂直度、高程、中心、间隙等数据。用解体前原始数据与原安装数据进行比对，当数据变化较大且超出了规范规定的标准时，应对其进行重点检查分析。同时还要对设备磨损及损坏状况进行检查，查找并分析产生问题的原因。通过最近几年对机组大修过程的总结，发现存在几个共性问题。一是设计缺陷，例如电机冷却水、水泵的润滑水直接采用河水冷却与润滑，虽然有过滤器，但还是有大量垃圾进入管道与冷却器，造成管道与冷却器的堵塞。二是产品缺陷，例如电机的上油缸冷却器（非盘管结构），虽然冷却器本体采用了不锈钢或铜材，但其排气密封堵头却采用镀锌铁件，经过几年运行，密封堵头锈蚀腐烂，造成了电机上油缸进水，危及电机的安全运行；在对主水泵检修过程中还发现流道中水泵的地脚螺栓、配件的连接螺栓及橡胶轴承润滑水管防腐性能较差，存在锈蚀腐烂等问题。三是产品性能缺陷，水泵的橡胶轴承（聚氨酯材质），5～6年后老化、龟裂、脱落现象严重，在到达年限后必须进行更换。以上几点缺陷，在实际检修过程中通过更改供水系统设计、改变材料材质，大部分问题得到了解决。

2.新购零配件、加工件及维修件的质量控制

新购的零配件、加工件及维修件的产品质量与性能应满足大修设备性能要求，同时维修件的检修工艺和质量还应符合规范要求，在零配件及加工件到工后、安装前均要组织验收，确认合格后才允许进入下一道程序。

3.机组重新组装过程的质量控制

在组装过程中要严把数据测量关，为确保数据真实可靠，我们坚持全程参与、现场验证，将事后检验转变为事前控制，通过工序质量的控制来确保检修安装质量，工序质量能够反映产品质量，产品质量也是工序质量的最终结果。在检修过程中运用事前控制、过程控制、工序控制等多种形式来确保大修工程的施工质量。

五、结 语

一个枢纽泵站能否长期有效地发挥使用价值，取得预期的社会效益与经济效益，主要取决于该工程的设计质量、施工质量和日常的维修养护、定期大修等是否能满足工程运行各项功能指标的要求。对于运行管理单位来说，确保机组定期维修和大修施工质量，是排涝枢纽泵站持续取得预期社会效益与安全运行的关键。

[1]张国庆，吴昌成.潜水轴流泵在排灌工程中的应用[J].中国水利，2011（22）.

[2]李琦.双向运行潜贯泵水流流态分析研究[J]. 中国水利，2013（4）.