大型立式轴流泵机组安装技术
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摘要：临洪西泵站是一座大（2）型排涝泵站，于1976年动工兴建，1979年投入运行，2014年进行更新改造。设计排涝流量90m/s，安装3台单机流量30m/s立式轴流泵（3100ZLB30-2.93-00）配2000KW（TL2000-48/3250）同步电动机。通过对照临洪西泵站更新机组的安装调试，介绍了机组的安装步骤、测量方法、计算方法等技术要点。
关键词：安装高程；水平同心；机组轴线；间隙调整
连云港市临洪西泵站电动机水泵更新改造项目，针对电动机水泵安装高程确定、固定部件水平同心度的调整、转动部件水平轴线摆度值的调整、固定部件与转动部件间隙值的调整及电动机水泵制造厂安装工艺尺寸的改进浅谈自己的看法，供同行们参考。
一、安装高程的确定
1、机组安装的高程，是按照设计部门选定的水泵叶轮中心线安装高程确定，叶轮中心线高程确定之后，现场测量电动机水泵各固定部件外型高程尺寸与设计外型高程尺寸图是否相符，如存在高程差值，应以现场测量部件高程尺寸为准，确定转动部件高程尺寸。
2、确定原则：电动机定子铁磁场中心线至水泵转轮室中心线的距离=电动机转子磁场中心线至水泵叶轮中心线距离加上定子铁芯磁场有效长度尺寸的（0.1～0.5%范围内）[1]。
3、根据电机水泵外型尺寸设计图，现场分别测量出每台电动机水泵固定部件，转动部件实际尺寸（以临洪西泵站1号机组尺寸解释说明），确定电动机水泵部件安装高程尺寸如下：
（1）测量电动机定子上下法兰面的距离为：
L定子高度=1340mm （对称测量12个点，取平均值）
（2）定子上法兰面至定子铁芯磁场中心线的距离为：
L1=680mm（对称测量12个点，取平均值）
（3） 测量定子铁芯磁鲋行南咧炼ㄗ酉路兰面的距离为：
L1下=1340-680=660mm 。对称测量12个点，取平均值）。
（2）测量转子磁极铁芯中心线至轴联轴器法兰下平面距离为：
L2=2845mm（对称测量12个点，取平均值）
（3）测量泵轴上下两法兰面距离为：
L3=7555mm（泵轴上下法兰面对称测量4个点）。
（4）测量叶轮上法兰面至叶轮中心线的距离为：
L4=645mm（按叶片数量确定测量数，取平均值）。
（5）电动机下机架尺寸高度为：
L5=500mm（对称测量4个点，取平均值）
（6）测量定子铁芯有效长度L6=580mm（对称测量12个点，取平均值）
（7）测量转子铁芯有效长度L7=590mm（对称测量12个点，取平均值）。
（8）测算出转轮室中心线至定子上法兰面的距离为LA：
LA=L1+L2+L3+L4+L6×（0.1～0.5%）
=680+2845+7555+645+580×（0.1～0.5%）
=11725～11727.90mm（高程尺寸范围参数）
（9）测算出转轮室中心线至电动机基础板的距离LB为：
LB=LA-L定子高度-L5
=（11725～11727.9）-1340-500
=9885～9887.90mm（高程尺寸范围参数）
二、固定部件同心度的测量调整
1、机组固定部件同心度是以水泵下导轴承止口中心位置为基准，测量调整移动水泵上下导轴承止口中心位置、电机定子矽钢片直径中心位置，使其固定部件垂直中心线重合，同心度合格，检测电机基础板、水泵基础环高程是否符合安装技术规程要求[2]。
2、测量调整定子矽钢片上下垂直同心度在合格范围之内，且定子有微调移动余量。测量调整定子上下机架的同心度。
3、将基础环预埋螺栓与砼钢筋焊牢，并与基础环紧固，同时注意密封函环有位移余量。将水泵基础板预埋螺栓位于基础板螺孔中心位置并固定好。
4、最后复测机组固定部件同心、高程，确定无误，检查其电机水泵油水管路方向、电机定子转子绕组及符件接线方向均符合设计图纸要求，即可浇筑基础板预埋螺栓的二期砼。
5、待基础板预埋螺栓二期砼达到强度后，重新测量调整固定部件垂直同心度，具体方法如下：
1）检测机组垂直同心：再以下轴窝的上止口为基准，检测精调水泵上、下轴承止口、电机定子铁芯的垂直同心度，使水泵轴承上、下止口、电机定子铁芯同心度参数值控制在安装规程质量标准范围内。
2）检查复核机组固定部件的高程尺寸，点焊固紧搭牢垫铁。
3）浇注水泵基础板混凝土，出水管混凝土。定子及上机架铰孔打定位销。
三、调整转动部件水平，检测磁场中心
1、在转子轴头上安装专用盘车架和水平梁，水平梁上装上框式水平仪或合像水平仪，装上4块上导瓦，用上导瓦支撑螺钉（抗重螺钉）将转子初步推移至中心位置。
2、轴线垂直度（水平）的调整实际上是调整推力瓦的水平，即把所有的推力瓦调整到同一水平面上，但水平调整后，必须满足电机磁场中心线位置要求。
3、水平调整方法有两种，一种是三角形调整先调整三块基准瓦；另一种是十字形调整。
四、测量调整机组轴线摆度值
1、测量轴线摆度值采用盘车，在测量前首先必须把电动机上导轴颈处、下导轴颈处、泵轴下水导轴颈处将圆周分成8等分，等分点按逆时针方向进行编号，上下编号利用吊垂线的方法统一在同一垂直线方位上，编号点最好应与镜板推力头连接螺栓孔和轴螺栓孔相对应。
2、分别在上导、下导、水导轴颈处互成90度方位各架一块百分表来测量，架表时上下表的位置应位于同一方位上。
3、盘车测量轴线摆度值，按推力瓦数平均分点，认定一点为起始点，互成90度方向的表同时调零。
每调整一次轴线摆度值，应先盘1圈，盘第二圈时的数值作为记录数值，如此反复调整直至摆度值符合要求。
调整可分段调整即先调整电动机下导摆度值，至下导摆度值符合要求后，再对下一段水泵水导摆度值进行调整。
4、举例说明临洪西泵站机组轴线摆度值处理调整示意图：
注：此计算方法只要知道轴线摆度值大小，反推刮垫或加垫值（很实用初学者安装）。
五、机组轴线调整合格后，进行联轴器铰孔
按精制镙栓配备铰刀，每拆一个螺栓铰一个孔，铰完一孔即装上精制螺栓，并紧固。并再次盘车检查水平、轴线摆度和磁场中心，做好记录验收。
机组安装后的磁场中心测量，是在定子上法兰圆周平面上划等分，等分越多越精确，一般划8等分测量，测量用深度尺测定子法兰上面平至转子磁轭上平面的垂直高差，做好记录，算出平均值，校核是否在要求的磁场中心范围内。
六、机组转动部件调整中心位置
盘车方法的方法调整机组转动部分中心位置，使转动部分的轴线重合于总轴线，还必须与固定部分轴线相重合，这样才能保证机组各部件的间隙符合要求，转动部件中心位置是以水泵水导轴承下止口轴中心位置为基准。
七、各部位的轴瓦安装调整、空气间隙和叶轮间隙的测量调整
1、推力瓦的安装与调整。刚性支柱式推力瓦应按图纸要求，编号安装各推力瓦的抗重螺栓和推力瓦，并在瓦面上抹干净熟猪油或二硫化钼作为剂，用框式或合像水平仪在十字方向y量镜板水平（X、Y方向测量），使其水平度在0.02毫米/米范围内[3]。
安装时每块推力瓦都应调整到规定高度的同一水平面上。防止轴电流对推力瓦的侵蚀，须将轴与外界绝缘，切断轴电流回路。绝缘措施是增设绝缘垫和绝缘套管。绝缘物需事先清洗烘干，并检查绝缘性，满足要求才能安装。
2、导向瓦安装与调整。导向瓦安装前应先检查导瓦的绝缘，并在瓦面上涂透平油保护瓦面按编号放入油缸绝缘托板上，装瓦时应由两人对侧同时进行，用两只特制小千斤顶，在瓦背抗重螺栓孔中心半径两侧，把瓦顶靠轴颈然后调节抗重螺栓长度，用塞尺检查抗重螺栓球面与抗重螺栓孔内铜板面之间间隙符合计算要求，大型机组一般上导瓦（巴士合金材质）单边间隙控制在0.06-0.08毫米范围内，下导瓦单边间隙控制在0.10-0.15毫米范围内。
3、橡胶轴承安装前应进行预装，测量瓦的尺寸、椭圆度和锥度，同时测量泵轴颈外径尺寸，找出配合间隙。根据实际情况确定轴承间隙值。经验公式计算：
δ=k+0.0001D
式中：
δ ―水导瓦平均间隙（毫米）；
D―泵轴颈直径（毫米）；
K―经验常数，轴瓦材料为橡胶时，K=0.15。
八、电机空气间隙的测量
空气间隙的测量，可了解设备本身缺陷，同时也是校核安装质量的关键之一。通过空气间隙测量反映出机组安装的垂直同心是否准确，定中心过程有无差错。
空气间隙一般使用竹塞尺与外径千分尺配合，或使用气隙塞规（即一米长的钢塞尺），将对所有磁极和铁芯之间的间隙进行测量，数据记录下来，求出平均值，按规范规定最大最小的空气间隙与平均空气间隙的差值均不能超过平均间隙的±10%。
九、叶轮间隙的测量与调整
叶轮外壳组装后即可对叶轮间隙进行测量，安装叶轮外壳时关键在于组合面上的垫片应摆放好，顺序是先放垂直面（哈夫面）的垫片，然后调整叶轮外壳法兰面在同一平面上，放好垫片，拧紧连接螺栓。
同盘车方法测量每块叶片在东、南、西、北四个方位上与叶轮外壳之间的间隙，用竹塞尺和外径千分尺配合，做好记录。
十、为提高机组安装精度、电机水泵新增加工安装高程基准线
1、定子铁芯全长中心处加工一条中心线，利用这条中心线分别测量出定子上下法兰面距离。
2、转子铁芯全长中心处加工一条中心线，利用这条中心线分别测量出转子磁轭上下环面距离。
3、在转子联轴器以一个法兰螺孔方位为基准，在转子轴上加工一条方位基准线，利用这条方位基准线确定盘车时装百分表的方位。
4、在泵轴联轴器以一个法兰螺孔方位为基准，在泵轴上加工一条与电机转子轴对称的方位基准线，利用这条方位线测量出泵轴上下法兰面的距离及泵轴盘车方位线。
5、在叶轮轮毂体上加工一条叶轮中心线，利用这条中心线测量出叶轮上法兰面至叶轮中心线的距离。
6、在转轮室球面内壁加工一条转轮室中心线，利用这条中心线测量出叶轮室上下法兰面的距离。
参考文献：
[1]徐泽林.《泵站机电设备维修工与泵站运行工（机械部分）》[M].北京：黄河水利出版社，1995-7.
[2]中国灌溉排水发展中心.《泵站更新改造实用指南》[M].北京：中国水利水电出版，2009.
[3]江苏水利厅.《泵站安装及验收规范》[M].北京：中国水利水电出版社，2004.