趙才全 郭 軍 朱海峰陳宗橋

（1.江蘇省南水北調金湖站工程建設處，江蘇淮安 211600；2.江蘇省水利建設工程有限公司，江蘇揚州 225000）

1 工程概況

金湖站為南水北調東線一期工程第二個梯級站，位于江蘇省金湖縣銀集鎮(zhèn)境內三河攔河壩下的金寶航道輸水線上，主要任務是通過與下級洪澤站聯合運行，由金寶航道、入江水道三河段向洪澤湖調水，并結合寶應湖地區(qū)排澇。

泵站設計流量150 m3/s，安裝燈泡后置式貫流泵5臺套（含備機1臺套）；-6°～+6°全調節(jié)葉片外徑 3350 mm，單機設計流量37.5m3/s，配套電機功率2200 kW，總裝機容量11000 kW；泵站調水設計揚程2.45 m，排澇設計揚程4.70m，水泵葉輪中心高程為0.80m。

貫流泵成套設備由日立泵制造（無錫）有限公司制造，主電機由湘潭電機集團制造。水泵外型總長16.72 m，總重量約 180 t。

2 水泵結構及特征要點

（1）總體結構。金湖站水泵為臥式全調節(jié)軸流貫流泵，其裝置結構主要包括進水流道、葉輪、導葉以及出水流道（圖1）。河床水通過進水流道導入葉輪，葉輪將電動機的動力有效地帶給水，通過導葉體將水送入出水流道。

（2）轉子部分。轉子部分由葉輪部和軸組成，葉片嵌入葉輪轂內，通過連接機構可以改變葉片角度，嵌有葉片的葉輪轂固定在具有充分強度傳遞動力的傳動軸上。水泵葉輪采用簡支梁支撐，水泵通過鼓齒聯軸器與同步電機直接連接，軸向力由水泵的推力軸承組承受。

（3）葉輪室、導葉體。為保證即使葉片角度變化，葉輪室與葉片外周間隙一定，葉輪室內側為球面體。葉輪帶給水的速度能量通過導葉體轉換成壓力能量。導葉體的地腳直接固定在基礎上。

圖1 金湖站貫流泵結構總圖

（4）軸封裝置及軸承。軸封裝置采用填料密封，由于安裝有彈簧裝置，通過彈簧力擠壓填料，所以運行開始后無需緊固填料。徑向軸承、推力軸承采用SKF滾動軸承，結構簡單，使用壽命長。

（5）全調節(jié)式葉片機構。葉片調節(jié)操作方式采用液壓式，設置在電機與葉輪中間（中置式）。這種方式是油缸內的活塞通過液壓左右移動，該運動通過操作桿帶動葉輪輪轂內的連接機構來改變葉片角度。

3 水泵安裝主要步驟及精度控制

3.1 水泵安裝主要流程

確定水泵機組中心線→機組基礎粗調→吊入出水導水帽臨時放置→吊入進出口座環(huán)臨時固定→吊入葉片液壓系統(tǒng)裝置→吊入電機下外殼體→吊入電機→吊入出水側伸縮節(jié)→依次安裝中間接管、導葉體、葉輪外殼→吊入進水側伸縮節(jié)→吊入水泵轉子體→機組地腳螺栓澆筑→轉子體二次定心并進行電機位置調整→連接泵體內部元件→安裝泵體外殼上部→澆筑進出口座環(huán)。

3.2 水泵安裝主要步驟及精度控制

（1）確定水泵機組中心線。利用水準儀找出進出水流道的橫向中心線（圖2），并在進出水流道做好標記，高程中心線偏差不大于±2mm；利用經緯儀找出每臺機組的縱向中心線并做好標記，基礎縱向中心線與橫向中心線的交叉線就是機組中心線，與泵站機組設計中心線的偏差不大于±3mm。

圖2 金湖站貫流泵機組中心線確定示意圖

（2）機組基礎粗調。把基礎調整鐵放置在每個螺栓孔附近，利用水準儀檢查基礎高程，若混凝土面高于設計高程，人工找平，達到設計高程；若混凝土低于設計高程，在2 cm內利用鐵板、大于2 cm利用高強度混凝土灌漿法抬高基礎墊鐵，調整鐵水平度小于0.07/1000。由于調整鐵比較重，底座面積大，人工找平很困難，先在調整鐵的兩側和頂頭各焊接一個Φ12的螺帽，利用全牙螺栓對調整鐵進行水平調整。在整個調整鐵的周圍立模板，采用灌漿料把調整鐵的底座澆筑好（圖3）。

圖3 水泵基礎調整墊鐵

（3）吊入進出口座環(huán)臨時固定。進出口底座環(huán)到位后，利用角鐵焊接一個模板框架，初步調整同心后，在進出口一期混凝土上做好螺栓位置標志，偏差小于10 mm，利用水鉆打Φ100深60 cm的孔洞，在洞的邊緣進行打毛，清除法蘭面油污、毛刺、泥沙、浮銹等雜物，將與混凝土接觸部分油漆清理干凈，打毛混凝土表面并清掃干凈，將基礎螺栓固定在進出口底座上，利用手拉葫蘆把進出水底座臨時固定好，為安全起見，在基礎環(huán)的下面用鋼管支撐好，兩側利用鋼筋焊接固定牢靠。

圖4 水泵轉子體安裝示意圖

（4）吊入葉片液壓系統(tǒng)裝置。因金湖站水泵液壓調節(jié)機構為每臺1套液壓站，且放置于泵坑水泵支墩之間，故在水泵外殼體吊入前需先行吊入。

（5）吊入電機下外殼體。吊電機下外殼體放到基礎調整鐵上，在電機外殼兩端找出中心，用重線錘吊準基礎坑內的機組中心線，誤差在1mm內，用水準儀找準電機外殼體哈伏面與流道十字水平線平齊，誤差在0.5 mm以內，用水平儀找準電機外殼體內電機座水平，x、y方向誤差在0.1 mm內。

（6）吊入電動機。金湖站電機為功率2200 kW的同步電動機，總重量約50 t。用線錘調整電機兩軸伸端中心與機組中心線，要求偏差在1mm以內，中心高程偏差要求在0.5 mm以內。

（7）吊入出水側伸縮節(jié)。吊入出水側伸縮節(jié)后，依次連接中間接管、導葉體、葉輪外殼，放置于基礎調整鐵上，將連接好的殼體兩端找出中心線，依機組中心線調整偏差在1mm以內，用水準儀找準殼體哈伏面與流道中心線水平，偏差在0.5mm以內，哈伏面x、y方向偏差在0.1mm以內。

（8）吊入水泵轉子體。吊入出水側收縮節(jié)后，利用專用工具調整轉子體的中心，對中葉輪與葉輪外殼球面中心，根據電機轉子體芯的傾斜度為基準，對中水泵中心（圖4）。要求葉片間隙偏差在0.1mm以內（500 mm塞尺測量），連軸器偏差圓周在0.1mm以內（百分表測量），開口在0～0.6mm以內（200mm塞尺測量）。

（9）轉子體二次定心。機組地腳螺栓采用灌漿澆筑，地腳螺栓強度達到后，固定水泵下外殼體，轉子體二次定心，每道軸承根據設計要求安裝，以水泵轉子體為基礎，進行電機的位置調整，固定電機。

（10）連接泵體內部元件。連接泵體內部的自動化元件、引出線、油氣水管道、葉片調節(jié)機構及油壓裝置，管路預裝后進行酸洗，確保管路內無焊渣、鐵屑、鐵銹及其它污垢。調節(jié)機構安裝就位后，進行管路的嚴密性耐壓試驗，試驗壓力至少為額定工作壓力的125%，保持30min無滲漏現象。

（11）澆筑進出口座環(huán)。待泵體外殼上部安裝就緒后，拆除座環(huán)臨時固定裝置，對座環(huán)地腳螺栓灌漿、收緊，采用灌漿料和自密實混凝土相結合的辦法對進出口座環(huán)進行二期混凝土澆筑。

4 結語

貫流泵技術在國內起步較晚，近年來國內通過自行研制、技術引進、與國外廠家合作等途徑提高了貫流泵裝置的研發(fā)水平，但在大型貫流泵安裝技術上，仍缺乏扎實的實踐經驗。在金湖站貫流泵安裝中，安裝單位江蘇省水建公司建安處雖然在安裝前制定了詳細的安裝方案，但對首臺機組的安裝仍然是邊安裝、邊摸索，總結了一套成功的安裝經驗。從2012年4月5日至5月30日，僅用了55 d時間，順利完成了5臺機組的安裝，經檢測，各項安裝指標滿足規(guī)范要求。