浅谈大流量灯泡贯流泵机组安装技术

时爱祥 朱海锋 汤翠芳

浅谈大流量灯泡贯流泵机组安装技术

时爱祥 朱海锋 汤翠芳

一、工程概况

江苏省金湖泵站为南水北调东线工程第二个梯级站，位于江苏省金湖县境内，三河拦河坝下的金宝航道输水线上。金湖站工程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150m3/s。泵站安装5台套（含1台备机）大型灯泡贯流泵，叶轮直径3.35m，水泵转子体、液压叶片调节机构等由日本日立公司总部生产。该泵为国内目前单机流量最大的灯泡贯流泵，单机流量达37.5m3/s，配套电机功率2200kW，总装机容量11000kW，水泵叶片角度调节范围－6°～+6°。

灯泡贯流泵机组从进水到出水方向是轴向贯通，进水管和出水管形状简洁，没有曲折，流道平直对称，避免了水流拐弯后因流速分布不均而使水流流态变坏的影响，水力损失较小，且扬程越低，贯流式的优势越明显。大型灯泡贯流泵机组在流域性防洪、排涝、调水等水利项目中广泛应用，南水北调东线工程金湖站、泗洪站、通榆河北延灌河北站、淮安三站等都采用了此泵型。

二、工艺流程及操作要点

以水泵设计水平轴线高程为基准确定水泵机组底座高程；以进出水流道纵向中心线为基准确定泵轴中心线。工艺流程是先固定下半结构，再进行转动部件安装调整，最后安装上半结构；操作要点是要严格控制各部件的水平度、轴线对称度、同轴度及各组件间的配合间隙，从而保证整机安装质量。

三、机组安装

1.定位放样

根据土建坐标，在泵房内找出顺水流方向中心线和垂直水流方向的控制线，并做好标记。

2.地脚螺栓安装

大型灯泡贯流泵地脚螺栓安装，直接关系到整套机组运行的稳定性，由于同样流量灯泡贯流泵的设备本体重量远远大于别的泵型，其中进水径向轴承单侧荷重为260kN、中间径向轴承及推力轴承单侧荷重为354 kN、电机侧径向轴承单侧荷重为459 kN、主电机单侧荷重为780kN，因此地脚螺栓相应增多，调整铁也比较笨重。

基础高程调整主要方法是利用组合调整铁（见图1）。组合调整铁克服了普通斜铁的缺陷，旋转螺栓不受泵体重量的影响，能进能退。垫铁面积参照《泵站安装及验收规范》（SL317-2004），按公式A≥C（Q1+Q2）/R校核。

工程采用座浆法固定调整垫铁，先利用水准仪检查基础高程，去除基础混凝土表面砂浆层；再在调整垫铁的垫座前端两侧和后端各焊接一个M12的螺帽，利用全牙螺栓对调整铁进行水平调整；最后再调整铁的周围立模，采用BY-40灌浆料浇筑调整垫铁的垫座，见图2。其主要控制指标是：①垫铁上平面高程与设计高程偏差±0.5mm，以确保调整范围；②座浆坑长度和宽度比垫铁大60～80mm，以利于灌浆；③座浆坑凿入基础表面的深度不小于300mm，以确保灌浆料与混凝土接触良好；④水平度小于0.07mm/m（利用螺杆法调节组合调整铁）。

3.临时固定进出水底座

图1 调整垫铁立面示意图

图2 调整垫铁平面示意图

大型灯泡贯流泵的泵体、灯泡体（除电机处外）全部采用轴向分半结构，以方便水泵安装及检修，其分半面采用法兰刚性连接，定位销定位，泵体各零件之间的结合面采用法兰刚性连接，止口配合定位，“O”型密封圈密封。

图3 密封件示意图

图4 全牙螺杆灌浆示意图

进出水底座是泵体与流道连接的部分，为了确保安装精度只能在泵体安装好后连接进出水底座，最后浇筑二期混凝土。临时固定时要注意底环上的螺栓孔的位置（有的螺栓孔并不是均匀布置的），确定底环的方向；底环临时固定时尽量向两侧布置，腾出足够的安装间距；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。出水侧电机导水帽安装位置在出水流道内，所以在泵体安装前必须预先吊入流道内并临时安全搁置，吊装的同时也要注意方向，为后期连接电机做好准备。

4.电机下壳体、电机、电机上壳体安装

电机下壳体安装是整个机组安装最重要环节之一，其他部件安装都是以它为基准。泵壳材料是钢板，在精加工时一般采用内部加固定支撑，但是到现场安装时，需拆除内部支撑，这时泵壳有一定的变形是在所难免的。安装时首先以电机壳体内电机座平面为安装基准，保证该平面的水平度、高程、中心线符合规范要求；其次电机壳体直径在电机就位前进行测量，以掌握直径方向的变形量，电机就位24h后，再测量其直径，以便知道变形复位情况；最后预装电机上壳体，检查定位销是否可以安装，若有偏差，可采用千斤顶对顶复位。电机底座水平度允许偏差0.10mm/m，中心左右允许偏差1mm，高程允许偏差0.5mm。

灯泡贯流泵的电机内置，里外密封要求很高，绝对不能出现渗水现象。所以水泵机组壳体的密封非常重要，它直接影响到整个机组的运行安全。泵体各零件之间的结合面采用法兰刚性连接，“O”型密封圈密封。在设计密封槽时，选择适当的“O”型密封圈非常重要，在厂家预组装时，要严格进行泵体密封实验，达到要求后确定“O”型密封圈的型号。安装前要将密封槽清理干净，并涂上密封胶；在分半面密封与端面密封交叉处，“O”型密封圈、聚四氟乙烯密封条和KE-45配合使用，见图3。

5.临时固定出水侧伸缩节

伸缩节安装是泵壳安装的最后一步，金湖站的伸缩节不是分半式，它是一个整体，电机轴凸出电机与伸缩节连接的法兰面，所以伸缩节必须先临时固定在电机下半壳体上。

6.下中间接管、下出水导叶体、下叶轮外壳安装

首先找出中间接管与电机外壳体之间的距离，并在地面上做好记号，同样利用重锤吊线定位中间接管的位置，现场制作水平梁专用工具，利用水平仪，调整中间接管水平法兰面的水平。同时利用水准仪查看电机下壳体和中间接管的高程差（不超过1mm），连接出水导叶体、叶轮外壳。水平法兰面高程与中间接管相平，特别注意“O”型密封圈槽的连接顺畅。

7.进水管、进水侧伸缩节安装

先找出进水管与叶轮外壳的距离，引至地面上，用重锤吊线定位进水管的位置，调整进水管的高程及水平度。水平度允许偏差0.10mm/m，中心允许偏差1mm，高程允许偏差0.5mm。

进水侧伸缩节临时固定在叶轮外壳上。

8.转子体安装

利用专用工具吊装初步定位转子体，确保进水侧轴承和电机侧轴承受力，将叶轮外壳上半壳体安装就位，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，根据电机转子体的倾斜度为基准，对中水泵中心。要求叶片间隙在2.01～3.35mm，叶片与叶轮室的间隙与实际平均间隙之差不应超过实际平均间隙值的±20%，联轴器两轴心径向位移允许偏差0～0.10mm，开口尺寸允许偏差0～0.60mm。

初步调整后，所有泵座地脚螺栓采用BY-40灌浆料进行二次浇筑，3d后紧固地脚螺栓，水泵下半壳体永久固定。转子体二次中心调整利用盘车的方法，测量调整叶片间隙、和联轴器同轴度、开口间隙。除进水侧轴承和电机侧轴承外其他径向轴承座下面垫实，与底座调整垫块焊接牢固。

9.水泵内部管路、自动化元件等辅机安装

金湖站机组是全调节的，分油、气、水三大系统，管路安装比较复杂，配管安装时尽量考虑阀门等操作方便、管路美观，特别要注意软管安装，在连接好后一定要用支撑或管卡绑扎牢固。自动化元件安装好后首先要复测元件本身的好坏，再次引出线要做好标记。在安装上半壳体前，进行辅机系统、叶片调节系统调试、试验。

10.上半结构安装

依次安装中间接管、出水导叶体、进水管、伸缩节。伸缩节安装采用“O”型密封圈，刚性连接，紧固螺栓的同时在相邻的设备部件上下左右架设百分表，确保相邻部件没有变形和水平移动。

11.进出水底环安装

灯泡贯流泵进出水底环都是立式的，它与混凝土流道连接必须达到一定的强度及承载力。通常在浇筑流道时要预留螺栓孔（放样要比较准确）。由于地脚螺栓是水平安装，二次混凝土浇筑密实比较困难，关键是排净灌浆孔内空气，让灌浆料通过漏斗自流入孔密实（见图4）。

四、结语

金湖站灯泡贯流水泵机组安装根据《泵站安装及验收规范》（SL317-2004）及制造商技术要求，历时3个月完成。2012 年12月14日，机组经过联合试运行，单机流量最大达到40 m3/s，机组运行平稳，噪音78dB。无论是出水效率、工期还是其他技术指标均处于行业先进水平，为今后同类型机组安装积累了宝贵的经验

（作者单位：江苏省水利建设工程有限公司 225002）