道 華 朱文軍 劉福榮 岑少奇 寧夏紅寺堡揚(yáng)水管理處，寧夏 中寧 755100

1 概述

1975年開始，寧夏先后建設(shè)了同心、固海、鹽環(huán)定、紅寺堡、南山臺(tái)子、寧東等揚(yáng)水工程，建成大小揚(yáng)水泵站近百余座，安裝水泵機(jī)組500余組，為寧夏中南部干旱帶社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。近幾年來，隨著全國(guó)大型泵站更新改造工程的實(shí)施，寧夏新建和改造揚(yáng)水泵站30多座，加快了全區(qū)水利經(jīng)濟(jì)建設(shè)的步伐。

紅寺堡揚(yáng)水管理處檢修隊(duì)自1998年成立以來，先后完成了紅寺堡、海子塘、新圈、興仁、下馬關(guān)、魯家窯、寧東、固海黑水溝、唐圈、長(zhǎng)山頭等15座泵站的機(jī)電設(shè)備安裝工程。由于大多數(shù)揚(yáng)水泵站水泵電機(jī)體積大，重量重，吊裝困難，安裝精度高等特點(diǎn)，安裝中借助一般機(jī)械、工具、人力安裝時(shí)，不僅浪費(fèi)人力，且安裝效率低，工期長(zhǎng)。近幾年寧夏在大型臥式水泵和電機(jī)的安裝中，由于冬季施工，春季上水，工期緊，又要確保安全、保證施工質(zhì)量，防止安裝不當(dāng)發(fā)生竄軸、拉瓦、振動(dòng)，影響機(jī)組壽命。根據(jù)水泵機(jī)組安裝相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過實(shí)踐總結(jié)出了水泵、電機(jī)安裝流程并制定了各流程詳細(xì)的技術(shù)要求和技術(shù)措施，提高水泵機(jī)組的安裝效率。下面以固海長(zhǎng)山頭大型水泵機(jī)組的安裝為例介紹水泵機(jī)組的安裝流程和采取的技術(shù)措施。

長(zhǎng)山頭泵站是固海揚(yáng)水工程的第三級(jí)泵站，控制灌溉面積48.25萬畝，總揚(yáng)程58.6米，總設(shè)計(jì)流量18.7m3/s，裝機(jī)容量達(dá)20300千瓦，安裝大型水泵機(jī)組9組，其中2500KW電機(jī)7臺(tái)，單機(jī)重量24噸，48寸離心水泵7臺(tái)，單機(jī)重量18噸。工程由紅揚(yáng)公司承建，機(jī)電設(shè)備由紅寺堡揚(yáng)水管理處檢修隊(duì)安裝（圖1），安裝于2013年1月開始，4月1日正式上水。

圖1 更新改造后的固海長(zhǎng)山頭泵站水泵機(jī)組

圖2 水泵機(jī)組安裝基準(zhǔn)線

2 水泵機(jī)組安裝流程及技術(shù)措施[1]

水泵機(jī)組安裝流程為:劃定安裝基準(zhǔn)線→基礎(chǔ)墊鐵位置找平→水泵吊裝就位→水泵基礎(chǔ)地腳螺栓孔一次灌漿→水泵精平、緊固→電機(jī)吊裝就位→電機(jī)基礎(chǔ)地腳螺栓孔一次灌漿→精調(diào)電機(jī)同心度、緊固→水泵機(jī)組基礎(chǔ)二次灌漿。

2.1 劃定安裝基準(zhǔn)線

首先對(duì)水泵和電機(jī)基礎(chǔ)地腳螺栓預(yù)埋孔組中心、水泵進(jìn)出水管道中心、水泵和電機(jī)底座地腳螺栓孔組中心、基礎(chǔ)高程進(jìn)行復(fù)測(cè)檢查，確保各尺寸匹配，其中：基礎(chǔ)高程要低于水泵機(jī)組底座安裝高程50～80mm；然后劃出水泵和電機(jī)基礎(chǔ)的縱向和橫向中心線、進(jìn)出水管路中心線和中心高程、水泵進(jìn)出水法蘭垂直中心線作為安裝基準(zhǔn)線(圖2)，其中：水泵基礎(chǔ)橫向中心線在地面的垂直投影與水泵進(jìn)出水管路中心線重合，安裝基準(zhǔn)線與基礎(chǔ)實(shí)際中心線允許偏差為±20mm。

2.2 基礎(chǔ)墊鐵位置找平

水泵機(jī)組基礎(chǔ)墊鐵位置找平的目的是增大墊鐵與水泵機(jī)組底座的實(shí)際接觸面積，確保墊鐵與基礎(chǔ)面、水泵機(jī)組底座面接觸的良好，以免影響機(jī)組運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)。要在墊鐵位置的基礎(chǔ)面鏟出麻面，找平的基礎(chǔ)面積要大于墊鐵面積，斜墊鐵的斜度為1:15，墊鐵的面積根據(jù)設(shè)備負(fù)荷按下式計(jì)算:

式中：A：墊鐵面積；

Q：設(shè)備重量加在該墊鐵組上的負(fù)荷（N）；

Q：地腳螺栓擰緊所分布在該墊鐵組上的負(fù)荷（N）,可取螺栓的許可抗拉力；

R：基礎(chǔ)的單位面積抗壓強(qiáng)度（MPa），可取混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度；

C：安全系數(shù)，宜取1.5～3。

2.3 水泵吊裝就位

水泵吊裝就位要以劃定的安裝基準(zhǔn)線為基準(zhǔn)，以水泵進(jìn)出水口法蘭和半聯(lián)軸器端面垂直中心線和中心點(diǎn)為定位基準(zhǔn)，利用重錘投影法使定位基準(zhǔn)與安裝基準(zhǔn)線吻合。先調(diào)整水泵水平，其次調(diào)整高程，最后調(diào)整中心，使水泵就位。由于水泵機(jī)組重量大，采用吊車和鋼絲繩直接吊裝時(shí)，水泵傾斜較大，需借助調(diào)整螺釘調(diào)節(jié)水平和高程，該方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，安裝效率極低。為了提高水泵機(jī)組雙向水平調(diào)節(jié)的效率，吊裝時(shí)可借助手動(dòng)葫蘆調(diào)節(jié)水平和高程，提高安裝效率。

圖3 水泵機(jī)組雙向水平和高程調(diào)節(jié)

圖4 水泵機(jī)組就位

水泵的吊裝借助三個(gè)手動(dòng)葫蘆（圖3），兩根鋼絲繩分別掛在水泵軸向兩側(cè)導(dǎo)水室上，用手動(dòng)葫蘆調(diào)節(jié)水泵軸向水平，通過重錘投影法測(cè)量半聯(lián)軸器端面的垂直度，或使半聯(lián)軸器的端面與重錘垂線平行；第三根鋼絲繩掛在水泵進(jìn)水口法蘭處（水泵的重心偏進(jìn)口），用手動(dòng)葫蘆調(diào)節(jié)水泵徑向水平，通過重錘投影法測(cè)量水泵出水法蘭端面的垂直度，或使法蘭面與重錘垂線平行。水平調(diào)節(jié)完畢后，通過吊車整體上下調(diào)節(jié)水泵安裝高程，使水泵出水口法蘭中心高程與劃定的出水管管道中心高程相同，并復(fù)測(cè)水平。然后粗調(diào)水泵中心后，在不放墊鐵的水泵底座底部放入調(diào)整螺釘，調(diào)整螺釘支撐板應(yīng)水平，且厚度宜大于螺釘直徑，通過撬杠或側(cè)面調(diào)整螺釘精調(diào)水泵中心并穩(wěn)定水泵，使水泵進(jìn)出水口法蘭中心線的垂直投影與劃定的水泵基礎(chǔ)橫向中心線或進(jìn)出水管道中心線重合，使水泵軸中心線的垂直投影與劃定的基礎(chǔ)縱向中心線重合，同時(shí)復(fù)測(cè)水平和高程，對(duì)安裝基準(zhǔn)線的允許偏差為±2mm。

待水泵中心、高程和水平調(diào)整好后，按照以下要求放入墊鐵（圖4）：墊鐵端面應(yīng)露出設(shè)備底座外緣，平墊鐵宜露出10mm～30mm，斜墊鐵宜露出10mm～50mm，墊鐵組伸入底座面的長(zhǎng)度應(yīng)超出設(shè)備地腳螺栓的中心。每一墊鐵組墊鐵的數(shù)量不宜超過5塊，厚的宜放在下面，薄的宜放在中間，且不宜小于2mm。在不影響灌漿的情況下，墊鐵組應(yīng)放在靠近地腳螺栓和主要受力部位的下方。墊鐵厚度根據(jù)預(yù)留的基礎(chǔ)面與水泵底座面的距離確定，墊鐵組總高度為50mm—80mm。地腳螺栓的垂直度允許偏差為8/l00°，地腳螺栓任意部分離孔壁的距離應(yīng)大于15mm。螺栓應(yīng)露出螺母，露出的長(zhǎng)度宜為螺栓直徑的1/3～2/3，地腳螺栓與水泵底座螺栓孔要填充軟物，以使螺栓與孔之間的間隙均勻，并保護(hù)螺紋。

2.4 水泵基礎(chǔ)地腳螺栓孔一次灌漿

水泵就位后即可對(duì)地腳螺栓預(yù)埋孔灌漿，灌漿前應(yīng)清潔預(yù)埋孔，采用強(qiáng)度比基礎(chǔ)高一級(jí)的細(xì)碎石混凝土灌漿,灌漿高度小于平墊鐵，防止地腳螺栓傾斜。寒冷天氣要做好灌漿的保溫工作。整個(gè)灌漿要一氣呵成，不能斷續(xù)澆注。

2.5 水泵精平、緊固

待混凝土凝結(jié)后，打開水泵泵殼，以水泵水平中開面為定位基準(zhǔn)，在水泵中開面上放置水平儀通過調(diào)整螺釘和墊鐵組調(diào)整水泵精平。整體安裝的泵縱向安裝水平偏差不應(yīng)大于0.10/1000，橫向水平偏差不應(yīng)大于0.20/1000，并應(yīng)在泵的進(jìn)出口法蘭面或其他水平面上進(jìn)行測(cè)量，解體安裝的泵縱向和橫向安裝水平偏差不應(yīng)大于0.05/1000[2]。水泵精平調(diào)整合適后即可緊固地腳螺栓并將墊鐵組焊固。

2.6 電機(jī)吊裝、就位

電機(jī)吊裝就位是以電機(jī)底座面、水泵半聯(lián)軸器端面和外徑表面為定位基準(zhǔn)，利用水平儀、平尺、塞規(guī)等量具，使電機(jī)軸與水泵軸的同心度基本吻合，就位順序是先調(diào)整電機(jī)水平，其次調(diào)整高程，最后調(diào)整中心，一般偏差不超過0.5mm。電機(jī)的吊裝借助三個(gè)手動(dòng)葫蘆和一個(gè)定滑輪(圖3)，兩根鋼絲繩分別掛在電機(jī)底座內(nèi)側(cè)吊耳上，用手動(dòng)葫蘆調(diào)節(jié)橫向水平，通過水平儀在電機(jī)底座上測(cè)量；為了防止鋼絲繩受力不均或出現(xiàn)不受力的情況，電機(jī)外側(cè)吊耳采用定滑輪和手動(dòng)葫蘆配合調(diào)節(jié)軸向水平，通過重錘投影法測(cè)量半聯(lián)軸器端面的垂直度測(cè)量，使重錘垂線與電機(jī)半聯(lián)軸器端面平行。

圖5 電機(jī)粗調(diào)同心度

圖6 電機(jī)粗調(diào)同心度設(shè)計(jì)的夾具

水平調(diào)節(jié)完畢后，移動(dòng)電機(jī)，使電機(jī)半聯(lián)軸器與水泵半聯(lián)軸器之間預(yù)留6～12mm的距離，然后用一把卡尺或平尺接觸兩個(gè)半聯(lián)軸器最大外徑表面，通過天車吊鉤對(duì)兩軸的高程和中心進(jìn)行粗調(diào)（圖5），目測(cè)卡尺與兩個(gè)半聯(lián)軸器外表面上、下、左、右4個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的間隙，調(diào)整電機(jī)使兩個(gè)半聯(lián)軸器表面與卡尺之間的間隙均勻、平行。由于重量大，穩(wěn)定性差，直接借助撬杠、調(diào)整螺釘?shù)裙ぞ咄瑯淤M(fèi)時(shí)、費(fèi)力，效率極低，且精度較低。為了提高電機(jī)初步就位粗調(diào)同心度的效率，設(shè)計(jì)制作了專用夾具(圖4）穩(wěn)定電機(jī)。夾具由兩個(gè)半圓箍圈、夾板、塞規(guī)和夾緊螺栓組成，箍圈整體車削而成，內(nèi)孔尺寸與半聯(lián)軸器外徑相同，配合夾緊螺栓箍緊兩個(gè)半聯(lián)軸器，箍圈上開有四個(gè)小孔，用來放入相同尺寸的塞規(guī)調(diào)整半聯(lián)軸器四點(diǎn)的間隙，并用夾板和夾板螺栓夾緊。通過初步就位，不僅提高了初步就位效率，電機(jī)和水泵的同心度誤差不超過0.4毫米，精度較高，為電機(jī)精調(diào)同心度奠定了基礎(chǔ)。

待夾具夾緊電機(jī)后，在電機(jī)底座下部和側(cè)面不放入墊鐵的位置放入調(diào)整螺釘支撐和穩(wěn)定，按水泵吊裝就位墊鐵的要求放入墊鐵。

2.7 電機(jī)基礎(chǔ)地腳螺栓孔一次灌漿

電機(jī)基礎(chǔ)地腳螺栓孔一次灌漿同水泵。

2.8 精調(diào)同心度、緊固

待混凝土凝結(jié)后，以水泵軸線為基準(zhǔn)，用千分表和塞規(guī)或兩個(gè)千分表測(cè)量電機(jī)軸與水泵軸的同心度偏差（圖2～6），將磁性表座吸在水泵半聯(lián)軸器上，一個(gè)千分表的觸頭接觸在電機(jī)半聯(lián)軸器外徑表面上，另一個(gè)千分表的觸頭接觸在電機(jī)半聯(lián)軸器端面上，調(diào)整千分表讀數(shù)為零，盤動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸，從上下左右四個(gè)位置讀出徑向和軸向偏差，通過調(diào)整螺釘和墊鐵對(duì)電機(jī)進(jìn)行同心度精調(diào)。聯(lián)軸器直徑小于300，調(diào)整誤差在 0.05mm以內(nèi)，大于300mm，調(diào)整誤差小于0.1mm。

圖7 電機(jī)精調(diào)同心度

2.9 水泵和電機(jī)基礎(chǔ)二次灌漿

電機(jī)調(diào)正后，水泵和電機(jī)底座與基礎(chǔ)之間的空隙也要用水泥漿充分填滿，水泥漿用清潔的砂子和高標(biāo)號(hào)的水泥按1：1的比例調(diào)制。

3 結(jié)語

揚(yáng)水泵站大型水泵機(jī)組具有重量大、體積大、安裝精度高的特點(diǎn)，應(yīng)制定詳細(xì)的安裝流程、技術(shù)要求，確保規(guī)范、安全、精確施工.固海長(zhǎng)山頭泵站機(jī)泵設(shè)備安裝,借助手動(dòng)葫蘆、定滑輪、自制夾具等工具，大大提高了水泵機(jī)組吊裝就位效率，確保工程質(zhì)量和工期，工程期限比預(yù)計(jì)期限提前了20天，泵站于2013年4月1日首次開機(jī)上水，經(jīng)過近四個(gè)月的春夏灌運(yùn)行，機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，上水量、設(shè)備技術(shù)參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)要求。

[1]機(jī)械工業(yè)部. GB50231-98.機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范[S]. 北京：中華人民共和國(guó)建設(shè)部，1998.

[2]機(jī)械工業(yè)部. GB 50275-98.壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S]. 北京：中華人民共和國(guó)建設(shè)部，1998.