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1、大型竖井贯流水泵机组安装工法吕庆龙 王安利一、前言大型竖井贯流水泵机组在大型给排水工程、远距离送水以及防洪排涝、城市河道调水、灌溉等大型水利项目中已得到广泛应用。为了确保其功能充分发挥及运行安全，现场安装工艺及施工质量起到至关重要的作用。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。我公司在安装施工时结合设备特点、相关规范标准及多年的安装经验，形成了大型竖井贯流水泵机组安装工法。通过在同类型机组的安装应用，缩短了安装工期，工序、资源得以合理组织安排，保证了安装质量，提高了社会效益和经济效益。二、特点（一）
2、安装工法规范了大型竖井贯流水泵机组的安装方法及工艺流程, 规定了各道工序间的相互关系,将复杂繁琐的安装工艺有规律地、有机地组合起来，提高了工效。（二）采用先进的技术与科学的管理方法，使主要工序安装质量满足规范及产品技术质量要求.（三）工艺要求的施工设备简单，施工过程对环境无污染。三、适用范围本工艺适用于叶轮直径较大、非整体到货的大型竖井贯流水泵安装工程。 四、工艺原理（一）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、同轴度及电机、水泵轴的摆度及各组件间的配合间隙，从而保证
3、整机安装质量。（二）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，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，来保证各工序质量。（三）采用了三件整体吊装新工艺，替代竖井贯流水泵安装的单件吊装、调试的传统安装工艺。竖井贯流水泵出口底座、伸缩节、导叶体三部件整体安装，是基于四个方面的考虑：一是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；二是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干扰，可直接垂直吊装。三是三部件就位后便于叶轮体安
4、装，因叶轮外壳本身不带支腿，如果先与导叶体连接，可能产生不稳定状况；四是三部件安装时间较单件安装的施工时间短，有效地缩短了安装工期，为总工期赢得了时间。五、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。水泵结构示意图见图 1。图 1 水泵结构示意图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和安装基准。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
5、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。水泵固定部分安装流程见图2。水泵转动部分流程见图 3。六、操作要点（一）水泵安装准备工作1、测量基准点线设置：根据泵站测量基准点，测设出用于水泵安装的水泵中心线、叶轮中心 图 2 水泵固定部分安装流程框图线、电机中心线和标高测量基准点。 2、泵组中心线架设置： 安 装 准 备 工 作出 口 底 座 、 伸 缩 节 及 导 叶 体 安 装出 口 底 座 、 伸 缩 节 及 导 叶 体 安 装初 步 调 整进 口 底 座 临 时 放 置叶 轮
6、外 壳 组 装 、 安 装连 接 叶 轮 外 壳 与 导 叶 体泵 体 中 心 、 高 程 调 整泵 体 上 半 部 吊 出安 装 导 轴 承 及 推 力 轴 承精 调 泵 组 中 心 、 高 程 、 同 心 度底 脚 螺 栓 浇 筑叶轮组合轴承减速箱电动机图 3 水泵转动部分流程框图竖井贯流水泵中心钢琴线的位置是至关重要的，决定着水泵的安装位置。而钢琴线线架小孔的位置决定着钢琴线的位置，因此确定钢琴线线架小孔的位置非常关键，钢琴线线架小孔的位置是一个空间三维坐标点，位置很不容易确定。考虑到水泵中心线在水泵安装中要安装、拆卸使用多次，因此将线架制作为刚度较强的固定式线架，每次测量中心时，将 3
7、0#钢琴线从线架上的 0.5mm 孔中穿过即可，这样既保证了每次使用水泵中心线的一致性，又可节约每次设置水泵中心线的时间。为此，将两个钢线架固定在水泵中心线上，先用水准仪标出小孔钢板的下线，再用经纬仪定出小孔钢板的位置。 叶轮中心线基准点设置在廊道地面上，测量叶轮外壳中心时，用经纬仪对准叶轮中心线基准进行测量，从而校正叶轮外壳安装位置。监测泵体中心及同心度浇注二期混凝土准备工作转轮部件检查、放置在叶轮外壳内导轴承上部、推力轴承吊出吊入主轴调整叶轮轴向位置、中心调整叶片与外壳间隙 测量轴瓦间隙上半部回装与进口底座安装测量叶片与外壳间隙主轴清理转轮与主轴连接盘车测量摆度轴承回装3、水泵预组装和重要
8、尺寸的测量（1）预装叶轮与叶轮外壳在安装间将叶轮放在叶轮工作位上，在叶轮的法兰面上装测量工具进行测量，检查各叶片的安装角和叶片伸长是否符合要求。将叶轮外壳与叶轮进行组合：在叶轮和叶轮外壳下面各放 3 只千斤顶，先调平叶轮上端面，再调整叶轮外壳水平。测出叶轮外壳四周与每个叶片上部和下部的间隙，当上下间隙基本相等时，说明叶轮和叶轮外壳的水平中心线一致。测出叶轮顶面（即叶轮和泵轴的连接面）到叶轮外壳上法兰面的距离，做好记录，以备确定机组安装中心线时使用。（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。（二）进口底座预装吊装进口底座临时放置在安装位置靠内河
9、侧 100mm 左右。（三）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。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是否符合图纸要求；吊上伸缩节放在法兰盘上面与其连接，此时伸缩节长度是设计长度，要求支撑好伸缩节；再吊上出口底座与伸缩节连接。连接后加固伸缩节。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并检查合格后，按设计方位将其整体吊入基坑，挂钢琴线，采用电测法（详见图 4）与经纬仪相结合，初步调整组合体位置。（四）叶轮外壳吊装、调整吊装叶轮外壳就位，与导叶体
10、连接。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。叶轮室调整以三个断面位置进行测量，所测半径与平均半径之差不超叶片与叶轮室设计间隙的10%为合格。导叶体与叶轮室的同轴度偏差符合设计文件或技术规范规定。（五）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，并将推力轴承安装就位。1、导轴承安装： 图 4 电测法测量中心示意图（1）轴承装配：泵轴与轴瓦试装，导轴瓦顶部间隙应符合技术要求，两侧间隙各为顶部间隙的一半，下部轴承与轴颈的接触角为 60。两端间隙差不超过间隙的 10。（2） 轴瓦应无夹渣、凹坑、裂纹或脱壳等缺陷。（3）导轴承装配：轴承安装在导叶
11、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。（4）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。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。测量径向轴承、推力轴承与主轴的安装位置相对制造公差，必须符合设计要求。按图纸安装方式，将径向组合轴承镶嵌在主轴上（此项工作在厂家已完成） 。安装注意事项如下：（1）滚动轴承内圈和轴的配合应松紧适当，轴承外壳应均匀的压住滚
12、动轴承的外圈。（2）润滑剂和注油量符合相关规定。（3）滚动轴承工作面光滑无裂纹，滚子和内圈接触良好，于外圈配合转动灵活；推力轴承的紧圈与活圈应互相平行并与轴线垂直。（六）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。（七）底脚螺栓二期混凝土浇筑浇筑底脚螺栓二期混凝土，待混凝土强度达到龄期要求后，拧紧底脚螺栓帽，并再次复查找正，直至满足要求。（八）水泵转动部分安装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，用细砂纸和油石注意除去叶轮上的高点及毛剌，修磨量适度，若过大将影响机组转动部分的轴线。（2）叶轮检查合
13、格后，利用临时吊装工具将叶轮吊入基坑，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。2、主轴安装清理主轴，拆去轴承上部，吊开推力轴承体；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（此时要用倒链的中间缓钩部位） 。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。3、水泵转动部分找正（1）在桥机的配合下，使用小楔子板和千斤顶调整叶轮中心。用塞尺检查叶轮叶片与叶轮室之间的间隙是否均匀，叶轮室内表面与叶片外圆直径方向最大间隙为叶轮直径 D 的 1/1000，半径方向（测量进水边、出水边和中间三处）间隙不超过直径方向最大间隙的 40%为合格。（2）叶轮中心调整到位后，装
14、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，应符合设备技术文件和技术规范的规定。(3)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应均匀压紧，但不能过紧，压紧螺栓应保留一定的压紧余量。在紧螺栓的过程中，人工盘动泵轴，转动应灵活，不得有偏重、卡涩、摩擦等现象。填料函内侧，挡环与轴套的单侧径向间隙，一般为0.25mm0.50mm。 填料接口应严密，两端搭接角度一般为 45，相邻两层填料接口应错开120180。（4）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，首先清除转动部分上的杂物，确认无异物卡阻，并检查各连接螺
15、栓紧固情况。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，确认全部转动部分处于自由状态。调整过程中以百分表密切监视。转动部分定中心后，机组盘车及轴线调整需根据设计间隙、盘车摆度及主轴位置进行，轴承的调整应使其双侧间隙符合设计值。（5）叶轮外壳上半部复位，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，合格后回装导叶体上半部。(九) 进口底座安装水泵转动部分安装完毕后，将进口底座与叶轮外壳直接连接，在连接过程中调整进口底座的圆度。圆度合格后，将底座与一期插筋连接固定。（十）二期混凝土浇筑。全部调整合格后，
16、固定底座，并与一期混凝土的插筋连接加固，然后完成进出口底座的二期混凝土回填。二期混凝土浇筑应采取以下防变形措施：1、泵组调整完毕后，进出口底座外部用型钢加固牢靠，伸缩节和导叶体外部的两侧及下部用钢管拉紧器临时加固牢靠，以防止混凝土浇筑底座的过程中移位。2、将出口底座与伸缩节的联接螺栓松开，以防止混凝土浇筑过程中，引起叶轮外壳发生位移。3、混凝土浇筑过程中，当浇筑高度接触到前锥管时，浇筑要分层，以防止因混凝土浇筑过快，产生的浮力或压力引起底座变形。4、在混凝土浇筑过程中，用经纬仪监测叶轮外壳法兰 X、Y 轴线的变化，并用水准仪监测叶轮外壳高程的变化，一旦发生变化，停止二期混凝土的浇筑，待已浇筑的混凝土终凝后，方能继续施工。（十一）齿轮减速器安装安装方法：套装联轴器吊装减速器粗调整安装位置精调整同心度
