韓英才　　朱曉輝　　薦　威

(江蘇省駱運水利工程管理處，江蘇 宿遷　223800)

?

運行與管理

潮汐對青草沙取水泵站機組的影響淺析

韓英才朱曉輝薦威

(江蘇省駱運水利工程管理處，江蘇 宿遷223800)

摘要：上海青草沙水庫取水泵站的地理位置較為特殊,由于長江潮汐機組下游水位波動較大，在運行過程中影響機組運行安全水平、同軸度等相關(guān)重要數(shù)據(jù)，使其超出標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍。下游潮汐的影響對機組安全運行構(gòu)成了嚴(yán)重的安全隱患。明確了長江潮位對機組的影響狀況，介紹了減小或消除不利影響的具體措施，以保證機組安全高效的運行和維護(hù)。

關(guān)鍵詞：水泵站；潮汐影響；工程措施；青草沙水庫；上海

1研究背景

青草沙取水泵站位于上海市長興島青草沙水庫上游。裝設(shè)6臺日立泵制造(無錫)有限公司生產(chǎn)的立式半調(diào)節(jié)導(dǎo)葉式3300HD34-5.8混流泵，配以上海電氣集團(tuán)上海電機廠有限公司生產(chǎn)的TLKS3150-52立式同步電動機，單機功率達(dá)3 150 kW，單機流量為 33.4 m3/s，總流量為200 m3/s。采用豎井筒體式結(jié)構(gòu)，肘型流道進(jìn)水，虹吸流道出水，真空破壞閥斷流。微機控制勵磁設(shè)備，由北京前峰科技有限公司提供。

該項目由上海青草沙投資建設(shè)發(fā)展有限公司籌建、投資，上海市水利工程設(shè)計研究院和上?？睖y設(shè)計研究院設(shè)計，泵閘工程土建及機電設(shè)備安裝由中國安能建設(shè)總公司承擔(dān)，上海東華工程咨詢公司監(jiān)理。

項目主要功能是咸潮初期抽水預(yù)蓄水避咸、咸潮期鹽峰之間搶引淡水，以確保上海城市居民生活用水。

2潮汐對機組安全運行的影響

青草沙取水泵站工程位于上海長興島西北方，長興島是由長江泥沙在入海口沉積而成的沙洲，這決定了泵站機組所面臨的外部環(huán)境，地質(zhì)比較松軟，機組運行受泵站長江側(cè)潮汐影響較大，當(dāng)長江流量不足時，會令海水倒灌，咸淡水混合也會造成泵站長江側(cè)水體變咸，因此對機組的抗腐蝕要求較高。長江水呈周期性潮汐，水位定時漲落，從而導(dǎo)致取水泵站機組在運行時，長江側(cè)水位一直在波動，使機組的運行工況也在不斷的變化，機組的安全運行面臨著較大考驗。2012年7月，青草沙泵站機組在運行過程中，發(fā)生了較大振動和異常聲響，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)都已經(jīng)超出規(guī)范要求。對2號主機組進(jìn)行解體，發(fā)現(xiàn)水泵下水導(dǎo)軸承部分聯(lián)結(jié)螺絲松動，泵軸下導(dǎo)軸承處磨損嚴(yán)重。電機上、下導(dǎo)軸瓦部分抗重螺絲松動。經(jīng)測量有關(guān)數(shù)據(jù)，并與機組的安裝數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、分析，綜合機組運行工況，初步判斷得出長江水潮汐對主機泵運行安全狀況有影響。為了進(jìn)一步驗證潮汐對機組運行的影響程度，對運行機組的有關(guān)部位在潮汐漲潮前的水平度與機組在潮汐漲潮時的水平度進(jìn)行測量記錄。當(dāng)長江水潮位最低時，在主機組的電機上機架、水泵頂蓋、水泵導(dǎo)葉體等部位架設(shè)水平儀，將其水平度調(diào)整為零，在潮汐不同潮位下對電機上機架、水泵頂蓋、水泵導(dǎo)葉體等部位的水平度進(jìn)行測量，并通過潮汐時水泵軸窩上止口同軸度的測量，得到相關(guān)測量數(shù)據(jù)，從中發(fā)現(xiàn)了潮汐對主機泵組的影響情況。

3潮汐對主機泵組水平的影響

長江水潮位對機組、主廠房的水平有一定的影響，在機組、廠房的有關(guān)部位架設(shè)水平儀，進(jìn)行了水平度測量，發(fā)現(xiàn)受潮汐變化影響，各項水平度變化超過了機組正常情況下水平允許偏差，嚴(yán)重影響了機組的安全運行。

(1) 潮汐對水泵頂蓋水平度的影響見表1。

注：水平度東為正，北為正；水平度允許偏差不超過 0.07 mm/m，下同。

以上水位條件下，東西向偏差 0.10 mm/m,超出了水泵頂蓋的水平允許度要求。

(2) 潮汐對導(dǎo)葉體水平度的影響見表2。

以上水位條件下，東西向偏差 0.145 mm/m,南北向偏差 0.15 mm/m，超出了水泵導(dǎo)葉體水平度允許度要求。

(3) 潮汐對電機上機架承板水平度的影響見表3。

注：承板允許偏差不超過0.05mm/m。

以上水位條件下，南北向偏差 0.07 mm/m，超出了電機承板水平度允許要求。

(4) 潮汐對主廠房各層水平度的影響見表4。

由表4可知，主廠房的水平度也在隨潮汐的變化而有所變化。

4潮汐對主機泵組同軸度的影響

機組在安裝和檢修時，同軸度是機組安裝、檢修質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)之一，如超差太大，不僅會造成軸承偏磨、填料函漏水，嚴(yán)重時會引起葉片擦殼、機組振動等不良現(xiàn)象[1]。

通常大型立式機組的同軸度的測量方法是在電機層架設(shè)求心架，中間設(shè)求心器，放下求心器上的鋼琴線，末端掛一重錘，穿過電機及水泵軸窩孔，使重錘浸沒在盛有機油的油桶內(nèi)保持穩(wěn)定，然后通過電氣回路法，利用耳機及內(nèi)徑千分尺來測量鋼琴線與測點之間的距離。

機組同軸度的測量是以水泵下軸窩上止口為基準(zhǔn)點，測量水泵、電機同軸度，根據(jù)需要進(jìn)行適度調(diào)整，規(guī)范要求基準(zhǔn)點的同軸度誤差不大于0.05 mm。潮汐時測量水泵軸窩上止口同軸度見表5。

從表5可以看出，在長江側(cè)潮位在0.70～4.00 m之間變化，水庫水位在 2.80～2.90 m之間變化，東西向同軸度變化達(dá)到 0.58 mm,南北向同軸度變化達(dá)到 0.86 mm。水泵軸窩上止口同軸度的變化情況很大，遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基準(zhǔn)點的同軸度誤差不大于 0.05 mm的要求。如果大型立式機組在這樣不斷變化的同軸度下運行，會給機組帶來重大的安全隱患。

5檢修中發(fā)現(xiàn)的問題及處理措施

泵站上游側(cè)長江水潮汐,使機組大部分時間在非設(shè)計工況下運行, 影響了機組安全運行，針對存在的問題，采取了如下相應(yīng)措施。

(1) 水泵頂蓋水平度超過規(guī)范的處理。從設(shè)計角度看，水泵頂蓋的水平度為次要控制指標(biāo)，如對其進(jìn)行水平調(diào)整，會影響其與上底座之間的密封。維持頂蓋現(xiàn)狀不變。頂蓋水平而引起的同心變化，通過擴大填料盒座上的連接螺栓孔，移動填料盒座來保證其與泵軸之間的間隙均勻，保證填料的密封。

(2) 水泵導(dǎo)葉體水平度超過規(guī)范處理措施。保證導(dǎo)葉體的水平度與保證水導(dǎo)軸承的垂直度是一致的。針對水泵的現(xiàn)狀，若對導(dǎo)葉體水平進(jìn)行調(diào)整，將影響到導(dǎo)葉體與底座之間的密封，導(dǎo)致滲漏水。將水導(dǎo)軸承處的軸承體下止口車小1 mm，安裝時在軸承體與導(dǎo)葉體平面之間墊銅皮，以保證軸承的垂直度。

(3) 水泵水導(dǎo)上止口水平度超過規(guī)范處理措施。泵站為新建泵站，考慮基礎(chǔ)沉降穩(wěn)定等實際情況，無法保證在不同潮位下導(dǎo)葉體上止口保持不變，故只取一個潮位作為安裝調(diào)整和驗收用。根據(jù)設(shè)計單位建議，取長江潮位1～1.5 m作為安裝和驗收的潮位。

(4) 電機上機架承板水平度超過規(guī)范處理措施。對電機上機架加墊銅皮，使其完全達(dá)到規(guī)范要求。

(5) 機組垂直同軸度的處理措施。以水泵導(dǎo)軸承插口上止口為基準(zhǔn)，重新測量調(diào)整機組垂直同軸度，調(diào)整合格后在導(dǎo)葉體與軸承體間重打定位銷，保證連接可靠。

(6) 對水泵大軸軸頸處磨損進(jìn)行焊補修復(fù)，并對損壞的橡皮軸承進(jìn)行更換。

6結(jié)語

上海青草沙水庫取水泵站通過檢修,解決了現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的一些問題，但潮汐變化影響依然存在，機組安裝時取長江潮位1～1.5 m作為安裝和驗收的潮位，但機組運行并不一定保證在該潮位下運行，仍會對機組的安全運行帶來安全隱患。如果條件允許，機組設(shè)備最好能在該潮位運行，并采取及時觀察上下游水位、增加開停機次數(shù)、避開不合理的運行工況，增加巡視檢查次數(shù)等措施來消除安全隱患。只有熟悉長江潮位對機組的影響變化，才能有針對性地采取措施，保證機組長久、安全、高效的運行。

參考文獻(xiàn):

[1]錢福軍，夏衛(wèi)中.小型泵站能耗分析與節(jié)能研究[J]人民長江，2016,47(2)：36-40.

(編輯：李慧)

收稿日期：2016-02-15

作者簡介：韓英才，男，江蘇省駱運水利工程管理處，工程師.

文章編號：1006-0081(2016)05-0033-03

中圖法分類號：TV675

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A