韓業(yè)慶，呂曉理，徐登海

（南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，山東 濟南 250109）

韓莊泵站作為南水北調(diào)東線一期第九級梯級泵站，設(shè)計流量125 m3/s，設(shè)計凈揚程4.15 m，安裝5 臺后置式燈泡貫流泵。電機型號為TYC-1800-48，永磁電機單機容量1 800 kW，額定電壓6.3 kV，額定頻率50 Hz，轉(zhuǎn)速0～125 rpm。水泵型號為170GZ-4.5，葉輪直徑3 140 mm。機組前后軸承為SKF 滾動軸承，軸承內(nèi)外密封為IHC348360 型機械密封。

在2#機組電機室內(nèi)部檢查時發(fā)現(xiàn)電機端內(nèi)側(cè)軸承有滲油現(xiàn)象，油漬被轉(zhuǎn)軸甩到電機線圈及永磁體表面。因IHC 機械密封損壞，需要將整套軸承組完全拆卸更換密封組件，該機組電機轉(zhuǎn)子采用永磁體，且機組最大直徑5.7 m，重約55 t，現(xiàn)場不具備維修條件，需采用船運整體返廠大修。

1 機組滲油原因及維修難點分析

1.1 滲油原因分析

一是機組機封密封件老化、磨損，密封性能降低。二是機組每年調(diào)水季結(jié)束后，停機時間較長，受電機軸重力影響，下部機封長期處于壓迫狀態(tài)，長時間產(chǎn)生疲勞、形變，引發(fā)滲漏。

1.2 維修難點分析

維修難點主要表現(xiàn)在：機組尺寸較大，吊裝、運輸困難；檢修場地空間受限；葉輪間隙調(diào)整困難；機組機封密封圈國內(nèi)沒有供貨商；機組密封安裝質(zhì)量要求高；作為國內(nèi)首臺大型永磁式貫流泵機組維修，缺乏可借鑒的維修經(jīng)驗。

2 機組大修流程及維修內(nèi)容分析

2.1 做好機組大修準備

查閱技術(shù)檔案，收集2#機組以往運行情況及存在的問題；開展技術(shù)、質(zhì)量、安全交底，組織人員學(xué)習(xí)有關(guān)圖紙、規(guī)程規(guī)范、規(guī)章制度、維修內(nèi)容及注意事項；檢查流道排水設(shè)備與門式啟閉機，保證其具備使用條件；繞機坑四周搭設(shè)臨時腳手架與工作臺；對檢修區(qū)域鋪設(shè)土工布與防護板。

2.2 機組整體拆除

1）關(guān)閉機組進水流道檢修閘門、出水流道工作及事故閘門，打開機組排水管路閘閥、開啟排水泵，通過流道進人孔觀察進出水流道及泵體內(nèi)積水排空情況，檢查閘門漏水量，若漏水嚴重需潛水堵漏。

2）拆卸機組進線電纜、進口橡膠伸縮節(jié)、鼓風(fēng)機、傳感器等附件；測量電機定子與轉(zhuǎn)子之間空氣間隙。

2.3 機組返廠運輸

選用高錳合金鋼加工制作機組運輸專用托板，將機組底座與托板用高強螺栓連接，將機組運至泵站引水渠首吊裝轉(zhuǎn)運平臺，采用500 t 汽車吊至貨船，通過水運至電機廠檢修車間。

2.4 水泵部件拆解

1）拆除監(jiān)測儀器儀表探頭、線夾子、接線盒等外部線路；進入機組內(nèi)部，固定分半夾固支架，保證四周受力均勻。

2）拆卸進口管、葉輪室、葉輪頭部件，鎖緊環(huán)、葉輪部件、水泵外密封、IHC 密封、軸承體A和O 形密封、球面滾子軸承、進水端軸承IHC 內(nèi)密封等。翻轉(zhuǎn)水泵，進水端朝下，拆卸端蓋和O 形密封圈、軸承蓋、出水端軸承內(nèi)密封、軸承支架、拆壓環(huán)等。

2.5 電機部件拆解

1）用隔磁材料將定轉(zhuǎn)子隔離，拆卸水泵軸承兩端軸承；檢查轉(zhuǎn)子各個磁鋼連接螺栓、對銷、大軸、軸瓦，檢查定子端綁繩及端部線圈引出線，用吊具將轉(zhuǎn)子抽出。

2）檢查定子槽楔有無松動、磨損及變色等現(xiàn)象，檢查定子端箍是否緊固，檢查定子鐵芯有無銹蝕、過熱、變色，檢查鐵芯受損情況，確保檢查鐵芯燕尾槽良好；通過VPI 真空壓力浸漆，對定子絕緣處理；更換F 級JFEYH-6 kV 級乙丙橡膠絕緣定子引出線。

2.6 水泵部件裝配

1）電機轉(zhuǎn)子和定子對中，吊裝電機轉(zhuǎn)子部件，裝壓環(huán)、軸承支架、出水端軸承內(nèi)密封，裝配并調(diào)整軸承體B 側(cè)面調(diào)整螺栓，裝鎖緊螺母和軸承蓋。

2）鎖緊分半夾固支架、翻轉(zhuǎn)水泵至臥式、裝進水端軸承內(nèi)密封、軸承體A、O 形密封、IHC 密封、水泵外密封、葉輪部件、葉輪頭部件、葉輪室、進水管、出水管、外部線等。

2.7 電機部件裝配

1）定子機殼部分調(diào)入平臺，用專用工具將機殼翻轉(zhuǎn)立起，用隔磁材料防護定子內(nèi)部。

2）準備下端轉(zhuǎn)子支撐，用專用工具將機殼翻轉(zhuǎn)立起，將轉(zhuǎn)子穿入定子。水泵兩端軸承裝配，定子轉(zhuǎn)子氣隙檢查；整體翻轉(zhuǎn)放置平臺上。

2.8 機組整體回裝

1）機組大修后運至泵站，整體吊起至機坑，4個機組底腳落在基礎(chǔ)板對應(yīng)位置。

2）聯(lián)接機組出口管與出水口聯(lián)接管，固定機組及進口端，吊入橡膠伸縮節(jié)與泵進口管，進水口聯(lián)接管聯(lián)接，安裝鼓風(fēng)機、風(fēng)道聯(lián)接管、油位儀、電纜接線，進水流道充水。

2.9 機組電氣接線

轉(zhuǎn)子接線，測溫傳感器接線，轉(zhuǎn)速、振動、擺度等檢測裝置接線。對照拆前圖片、記錄，仔細對照線號、標記，恢復(fù)接線后與LCU 柜觸摸屏核對。

3 機組大修效果分析

機組大修組裝后進行出廠試驗，包括繞組絕緣電阻和吸收比、繞組交流耐壓試驗、空載試驗等項目，經(jīng)試驗數(shù)據(jù)均合格，達到出廠標準。通過整理和分析大修過程、試運行及年度調(diào)水運行等參數(shù)，電機轉(zhuǎn)子磁鋼性能和出廠前無明顯衰減，噪聲和振動符合OBJ.219.63019《技術(shù)條件》要求，電機定子絕緣性能得到有效提升。

3.1 機組大修前后葉輪間隙測量

具體測量數(shù)據(jù)見表1、表2。

表1 機組大修前葉輪間隙測量數(shù)據(jù) mm

表2 機組大修后葉輪間隙測量數(shù)據(jù) mm

3.2 絕緣電阻測量

1）判定標準。根據(jù)GB50150-2016《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》規(guī)定，交流電動機定子繞組絕緣電阻不低于1 MΩ/kV（即≥6.3 MΩ），吸收比不低于1.2。

2）試驗結(jié)論。吸收比為1.73≥1.2，絕緣電阻測試合格。

3.3 測溫元件和空間加熱檢查

1）判定標準。根據(jù)JB/T10500.1-2005《電機用埋置式熱電阻第1 部分一般規(guī)定、測量方法和檢驗規(guī)則》規(guī)定，測溫元件絕緣電阻不低于100 MΩ；根據(jù)0EB.122.9328 《交流電機產(chǎn)品試驗內(nèi)控標準》規(guī)定，相同部位測溫元件直流電阻最大值與最小值之差不超過2 Ω；根據(jù)JB/T7836.1-2005《電機用電加熱器第1 部分通用技術(shù)條件》規(guī)定，加熱器絕緣電阻不低于50 MΩ，加熱器功率上偏差不超過5%，下偏差不超過10%。

2）試驗結(jié)論。加熱器1 功率1 166 W 額定電壓220 V，額定功率1.2 kW；加熱器2 功率988 W，額定電壓220 V，額定功率1.0 kW；測溫元件和空間加熱器檢查合格。

3.4 振動檢查

1）判定標準。按照GB10068-2008《軸中心高為56 mm 及以上電機的機械振動的測量評定及限值》規(guī)定，電機振動幅度不超過0.037 mm，振動速度不超過2.3 mm/s。

2）試驗結(jié)論。傳動端和非傳動端振動幅度最大為0.010 mm，振動速度最大為0.3 mm/s，振動測試合格。

3.5 耐壓試驗絕緣電阻測量

1）判定標準。按照GB50150-2016《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》規(guī)定，交流電動機定子繞組絕緣電阻不低于1 MΩ/kV（即≥6.3 MΩ）；按照GB/T10500.1-2005《電機用埋置式熱電阻第1 部分一般規(guī)定、測量方法和檢驗規(guī)則》規(guī)定，測溫元件絕緣電阻不低于100 MΩ；按照JB/T7836.1-2005《電機用電加熱器第1 部分通用技術(shù)條件》規(guī)定，加熱器絕緣電阻不低于50 MΩ。

2）試驗結(jié)論。定子繞組絕緣電阻1 360 MΩ、繞組測溫元件160 MΩ、軸承測溫元件140 MΩ、加熱器75 MΩ，耐壓試驗絕緣電阻測試合格。

3.6 大修前后運行數(shù)據(jù)對比分析

數(shù)據(jù)對比分析見表3。

表3 大修前后運行數(shù)據(jù)對比分析

4 分析處理

通過對機組拆解發(fā)現(xiàn)：一是葉輪蓋吊裝孔及葉輪輪轂吊裝孔均銹蝕嚴重，無法安裝吊裝工具，重新攻絲處理；二是葉輪頭蓋銹蝕嚴重，拆解困難，重新加工制作葉輪頭蓋，與葉輪頭重新配鉆孔，配裝不銹鋼螺栓；三是葉片發(fā)生位移現(xiàn)象，按02-272656-052 revA Instr Blade Assembly E+C 安裝說明重新安裝葉片；四是葉片表面腐蝕點較多，采用不銹鋼補焊，打磨；五是機組流道內(nèi)多處點銹蝕嚴重，參照泵站安裝使用說明書，重新打磨清理，噴涂油漆；六是定子加熱帶損壞，機組內(nèi)部電氣元件控制線老化，更換聚氯乙烯絕緣阻燃絞紋型軟連接線；七是NP（IHC）300 泵外密封鋼套磨損，采用激光熔覆處理，重新加工至合格尺寸。通過對比分析機組拆解前與組裝后數(shù)據(jù)，確認所有數(shù)據(jù)均滿足設(shè)備安裝要求。