芻議大型泵站立式水泵機組大修管理

秦 璞，楊慶運

（1.南水北調(diào)東線山東干線有限責任公司，山東 濟南 250109；2.山東水利建設(shè)集團有限公司，山東 濟南 250000）

隨著國家南水北調(diào)工程的建設(shè)和各地跨流域調(diào)水工程的實施，一大批大型泵站建成并投入運行。這些大型泵站（群）為提高抗御自然災害、保障城市防洪減災、水生態(tài)環(huán)境改善、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航運交通的能力發(fā)揮了巨大的、不可替代的作用，有力地促進了經(jīng)濟、社會的可持續(xù)發(fā)展。

南水北調(diào)東線一期工程（山東段）自2002年開工建設(shè)，2013年投入運行已累計調(diào)引長江水達45億m3，為山東的經(jīng)濟建設(shè)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟、生態(tài)效益。

南水北調(diào)山東段泵站機組型式主要有立式軸（混）流泵、臥式貫流泵兩種泵型，配套電機主要是同步電動機、異步電動機。只有韓莊泵站燈泡式貫流泵選用永磁式同步電動機，就實際運行效果看，泵站機組能夠滿足安全、效率和調(diào)水流量的要求。

1 目的

泵站機組經(jīng)模型試驗定型生產(chǎn)安裝后，機組的裝置效率和泵站機組運行效率也就基本不會發(fā)生重大變化，但隨著機組長時間的連續(xù)運行，會發(fā)生由于機械磨損、振動、發(fā)熱而引起的安全性能下降、效率降低等狀況，有些會造成重大的安全隱患，必需通過對主機組實施解體，分析原因，進行必要的維修、養(yǎng)護、改造，以提高和改善機組設(shè)備的安全性能和運行效率。

機組大修一般可分為周期（定期）性大修、故障性大（搶）修、擴大性大修。機組運行時間達到3～6年、運行 3000～20000臺時的情況下，一般應(yīng)進行周期性大修；主機組運行時，發(fā)生燒瓦、主電動機線圈絕緣擊穿，不明原因的異常噪聲、震動，繼電保護異常動作等，必須通過機組解體進行檢查、維修、改造才能排除故障的，及時實施大修或擴大性大修。

2 方案編制

機組大修是一項安全、技術(shù)要求較高的綜合性工作，編制大修方案是一項重要的基礎(chǔ)性工作。應(yīng)科學制定以下幾個方面的保證措施：

2.1 組織措施

主要包括大修領(lǐng)導小組的行政負責人、技術(shù)負責人、安全負責人、機電負責人等人員組成和職責。大修技術(shù)負責人、施工班組長，應(yīng)具有較強的技術(shù)業(yè)務(wù)能力，熟悉機組的結(jié)構(gòu)和相關(guān)規(guī)程，具有一定的運行及管理、機組設(shè)備的安裝和檢修經(jīng)驗，便于施工過程中發(fā)現(xiàn)問題的分析和處理。

2.2 安全措施

1）起重設(shè)備的檢修與保養(yǎng)。大修前，應(yīng)對起重設(shè)備進行一次全面的檢查、保養(yǎng)，并經(jīng)有資質(zhì)的單位檢測合格。

2）做好施工場地布置。合理劃分施工區(qū)域，有序擺放機組零部件，做好安全警示，預留合理維護操作空間，防止造成設(shè)備、人員損傷，合理預留機組運行時的巡視、檢修通道。

3）做好安全技術(shù)交底。根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，明確關(guān)鍵安全風險點（含重要部件起吊、彎管法蘭拆卸）的提示、預警和危險源控制措施，執(zhí)行工作票、操作票、動火工作票制度，準備必要的消防設(shè)施，嚴格執(zhí)行臨時用電、易燃易爆品管理等安全生產(chǎn)的各項規(guī)章制度。

4）完成廊道排水設(shè)施的檢修和維護，并做好閘門堵漏和排水值班工作。

2.3 技術(shù)措施

1）查閱機組圖紙、安裝文件或上一次大修的技術(shù)資料以及工程觀測不均勻沉降數(shù)據(jù)，掌握機組運行情況和故障現(xiàn)象，進行修前電氣試驗，有針對性的制定施工方案，提前進行預判，做好相關(guān)零部件重新加工或返廠維修的準備工作。

2）準備好機組大修的工器具、專用量具。重點檢查定轉(zhuǎn)子、葉輪部件的起吊專用工器具，不得有損傷，防止發(fā)生意外。準備好工具架（柜）和零部件的專門保管收集箱。

3）制定機組解體流程、安裝流程，聯(lián)軸器、葉輪部件的精制螺栓、推力瓦和導向瓦、重要的定位銷鍵等，需要對應(yīng)編號，單獨保管。

4）編制機組解體、安裝相關(guān)數(shù)據(jù)記錄的專用表式，便于后期的資料整編。

5）做好電氣一次接線的相序標志保護、中性點電流互感器二次接線的極性編號核對和保護、測溫元件二次線的核對和保護，防止恢復接線時造成機組反轉(zhuǎn)、差動保護誤動、測量數(shù)據(jù)偏差。

6）編制、完善有針對性的機組大修報告表式，注重施工過程中數(shù)據(jù)、圖片、視頻資料的留存和歸檔整編。

3 技術(shù)管理與質(zhì)量控制

機組解體的順序是先外后內(nèi)，先電機后水泵，先轉(zhuǎn)動部件后固定部件；先部件，后零件。機組安裝時順序相反。

3.1 解體施工的檢查和數(shù)據(jù)測量

1）磁場中心高程測量。比對機組安裝時或上一次大修的測量數(shù)據(jù)，分析有無重大變化，特別是采用蝶形推力瓦的機組，數(shù)據(jù)如果有重大偏差，需制定專門的技術(shù)方案進行調(diào)整，以滿足規(guī)范要求，必要時需校核葉輪中心高程。

2）間隙測量。重點測量同步電動機的空氣間隙、水導軸承的間隙、葉片間隙、導向瓦的間隙、卡環(huán)間隙。

3）機組解體后，應(yīng)重點檢查。葉輪及葉片、葉輪外殼的氣蝕情況和葉片有無卷邊剮蹭現(xiàn)象；檢查軸承體有無松動，上下止口結(jié)合面有無銹蝕、損壞失圓，緊固件有無松動、脫落，軸承襯瓦的松動、磨損情況，水泵軸上下軸頸的磨損、偏磨情況；推力軸承與電機軸的配合情況，電機定子阻尼環(huán)及連接片的變形、松動情況，定轉(zhuǎn)子絕緣及其引線絕緣層的防護情況，檢查有無絕緣層污損、損傷、接地；葉片調(diào)節(jié)機構(gòu)的操作油管（軸）與電機、水泵軸的通芯孔徑的配合情況；還應(yīng)檢查相關(guān)零部件，完成相關(guān)密封試驗，對磨損、變形機械部件和老化的密封件進行維修更換。

3.2 安裝施工重點環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制

機組安裝前，應(yīng)對解體后發(fā)現(xiàn)的問題進行認真處理，重點和關(guān)鍵環(huán)節(jié)主要是：

1）絕緣處理。多年運行的機組電機都會出現(xiàn)絕緣老化現(xiàn)象，特別是同步機的定子，一般都采用烘干再噴涂絕緣漆的辦法。如果絕緣老化嚴重，在條件和經(jīng)費允許的情況下，建議采用專用的真空浸漆工藝，可以由電機廠的專用設(shè)備進行絕緣加強處理。

2）水導軸承軸承體與導葉體軸承座的配合，應(yīng)適當過盈，以防止軸承體運行時松動。軸承體宜采用上下止口配合安裝方式，止口失圓，導葉體應(yīng)返廠維修，同時處理軸承內(nèi)外結(jié)合圓周面。及時采用不銹鋼堆焊或包焊的工藝處理水泵軸上下軸頸的磨損、偏磨。

3）推力軸承與電機軸應(yīng)為過盈的配合，推力頭與電機軸配合過松，上導可能會出現(xiàn)較大擺度值，造成鏡板變形，影響安裝參數(shù)的調(diào)整和安全運行，必要時可對推力頭內(nèi)徑采用電鍍工藝進行處理。

4）對葉輪實施維修或補焊，需要進行平衡試驗，滿足規(guī)范技術(shù)要求。

5）同心度調(diào)整是立式機組安裝的重要工序之一，必須首先保證導葉體水導軸承座（軸窩）的水平。對軸承座有上下兩個止口的，應(yīng)保證上下兩個止口的同心度滿足規(guī)范要求

，不應(yīng)只測量一個止口數(shù)據(jù)作為電機同心度的參考值，否則會造成同步電機空氣間隙、葉片間隙不均勻，定子線圈局部發(fā)熱嚴重，轉(zhuǎn)子受力不均勻，水泵軸偏磨，影響運行安全和運行效率。

6）蝶形自平衡推力瓦禁止研括。

7）擺度調(diào)整時不應(yīng)對電機軸或水泵軸實施烘烤處理，應(yīng)力釋放后不利機組運行。

8）水泵法蘭面聯(lián)接螺栓銹蝕，不宜采用氣割方式拆卸，防止造成法蘭面變形，影響密封。

9）對于液壓調(diào)節(jié)機構(gòu)的安裝，應(yīng)保證底座水平和旋轉(zhuǎn)部分的擺度符合規(guī)范或廠家技術(shù)要求，防止漏油或甩油現(xiàn)象的發(fā)生；對機械調(diào)節(jié)機構(gòu)，應(yīng)對冷卻水通道進行試驗、保養(yǎng)，檢查齒輪箱潤滑油，電機軸承潤滑油應(yīng)進行檢查或更換。

3.3 機組大修后的試運行與驗收

機組組裝過程中，應(yīng)嚴格按照規(guī)范、規(guī)程要求，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行校核，并完成大修后電氣試驗，辦理工作票終結(jié)手續(xù)，編制大修施工報告。

試運行前，先進行充水試驗，檢查水泵各密封面、油、氣、水管路有無滲漏，核對電氣一次、二次接線及溫度量、相關(guān)檢測傳感器接線，核準相關(guān)數(shù)據(jù)及傳輸、顯示是否準確，重點檢查電機空氣間隙，應(yīng)無異物，保證運行安全；進行繼電保護聯(lián)動試驗，確保動作可靠。

在完成相關(guān)試運行準備工作后，經(jīng)大修驗收小組同意，按照開機操作流程開機運行。機組運行過程中，應(yīng)加強巡視，做好溫度、噪聲、振動、電氣參數(shù)等數(shù)據(jù)的記錄。一般情況下，各項運行參數(shù)保持穩(wěn)定無異常，即可完成試運行。由于不是初次啟動試運行，不需要考驗電氣設(shè)備，可以不進行間斷開停機操作，減少對電機的沖擊。

4 結(jié)語

水泵機組是泵站的核心裝備，通過大修對相關(guān)設(shè)備或零部件進行必要的維護或改造，對于提高或改善設(shè)備的安全性能和運行效率，分析運行狀況，有針對性地實施優(yōu)化調(diào)度和優(yōu)化運行，克服設(shè)計缺點等具有重要意義。機組大修工作也是泵站技術(shù)管理的一項十分重要的任務(wù)。

機組運行管理應(yīng)認真實施精準調(diào)度，盡量避免在超設(shè)計工況下運行，應(yīng)使機組在設(shè)計工況下和高效區(qū)運行，減少機組振動和發(fā)熱，以延長設(shè)備運行壽命和檢修周期。