HW型农用混流泵立式安装技术

刘家春,周启宇,尹伟,李建忠,梁森

(1.江苏建筑职业技术学院 建筑设备与市政工程学院,江苏 徐州221116;2.沛县水利局 农村水利科,江苏 沛县221600;3.徐州市水利局 农村水利处,江苏 徐州221118;4.徐州市水利科学研究所,江苏 徐州221002)

HW型农用混流泵立式安装技术

刘家春1,周启宇2,尹伟3,李建忠3,梁森4

(1.江苏建筑职业技术学院 建筑设备与市政工程学院,江苏 徐州221116;2.沛县水利局 农村水利科,江苏 沛县221600;3.徐州市水利局 农村水利处,江苏 徐州221118;4.徐州市水利科学研究所,江苏 徐州221002)

在HW型混流泵站的技术改造中,应用HW型混流泵立式安装技术获得了良好的经济效益和社会效益.为了更好地推广应用该项技术,提高安装质量,确保机组安全和经济运行,从安装装置、泵体安装到现场安装,分析阐述了HW型农用混流泵立式安装规程.

HW型混流泵;立式安装;安装装置;安装技术;安装规程

徐州市现有农村小型泵站8 323座,装机297 816 k W.其中60%以上为上世纪80年代以前建成的HW型农用混流泵站.按《水利建设项目经济评价规范 (SL72—94)》规定,该类型泵站设备属老化严重、超期服役、带病运行.泵站运行平均效率仅40%左右,能源单耗大于7.0 k W·h/(kt·m),导致其可靠性和安全运行率普遍较低,已不能保证农田灌溉和排水的需要,严重影响了农业生产.为此,《徐州市农村水利建设规划》《徐州市农田水利规划》及《徐州市农村小型泵站更新改造规划》要求,到2020年全市需更新改造HW型农用小型泵站3 668座,装机14 5101 k W.在对小型HW型农用混流泵站技术改造中,推广利用HW型农用混流泵立式安装技术[1],可使水泵的进水管长度减少5.0 m左右,水头损失减少0.5 m左右;将原有的皮带传动改为联轴器传动,可使传动效率提高9%左右,泵站运行可靠性和安全性大幅提高,进而获得良好的经济效益和社会效益.通过对泵站测试,技术改造后泵站效率提高、能源消耗降低,节能效果显著.泵站效率提高17.93%～19.43%;能源单耗降低2.132～2.400 k W·h/(kt·m);泵站出水量平均增加了13.93%.

为更好地应用推广该专利技术,确保HW型农用混流泵立式安装质量,我们编制了《HW型农用混流泵立式安装规程》.本文在该规程基础上,对HW型农用混流泵立式安装技术进行了详述,以期促进安装工作的顺利开展,保证机组的安全、经济运行.

1 HW型农用混流泵立式安装装置

HW型农用混流泵立式安装装置由底部结构、水泵托盘、支架立柱、电动机托盘等部件组成.各部分的装配连接及机组安装位置如图1所示[1].

图1 HW型农用混流泵立式安装示意Fig.1 Schematic diagram of vertical installation of HW type farm-oriented mixed-flow pump

1.1 底部结构

底部结构由2根100#槽钢组成,槽钢沿支撑水泵的水泵梁布置,其上部为支撑水泵的托盘[2].

1.2 水泵托盘

水泵安装于托盘上,根据水泵进水口法兰上螺栓孔的数量以及螺栓孔直径,在水泵托盘上打出连接进口法兰的螺栓孔.螺栓孔直径应大于螺栓直径2 mm,螺栓孔中心偏差应控制在±1 mm以内.

为防止水泵吸入空气和水泵运行时产生振动,在水泵与托盘之间以及水泵进口与泵管连接件之间加橡胶垫,橡胶垫厚度一般为3 mm.加工托盘的钢板要求平整且有足够的刚度,可选用16 mm厚钢板,钢板与底部结构的2根100#槽钢采用焊接.

为实现水泵与进水管路的连接,应在托盘钢板上挖孔,为便于安装,孔径应比水泵进水管路外径大5～10 mm.为防止挖孔时钢板产生变形,应先焊接托盘与底部的槽钢,然后再进行挖孔.

1.3 支架立柱

支架立柱是连接水泵托盘和电动机托盘,保证泵体与电动机平稳运行、振幅满足要求的关键构件.支架立柱既要满足刚度要求,质量又不宜太重.一般可选用80 mm×80 mm厚度5 mm的方管,材质为45#碳钢.在与水泵托盘和电动机托盘连接处加焊8 mm厚钢板作加固,以提高支架的刚度.要求支架立柱尺寸须满足水泵和电动机联轴器间的间隙要求,并保证水泵和电动机两联轴器平行.

1.4 支架焊接

为便于水泵和电动机的安装、拆卸,调整水泵轴与电动机轴的垂直同心度和电动机托盘的水平,以及水泵、电动机的日常管理维护等,电动机托盘与支架立柱采用螺栓连接.为确保支架尺寸的精度要求,在所有零部件制作完成后,应按顺序将各部件以点焊的方法拼装为一整体,然后进行校正,确保各部分尺寸无误后,进行与水泵托盘的焊接,并打出与电动机托盘的连接螺栓孔,完成后剔除临时焊点,并修光整平,再作防腐处理.

1.5 电动机托盘

电动机托盘由托盘钢板和电动机调心盘组成.托盘钢板厚度为16 mm,调心盘钢板厚度为10 mm.调心盘的作用是调整水泵和电动机轴线同心度和径向偏差.电动机用螺栓固定于调心盘上,其与调心盘的配合公差取决于电动机说明书提供的公差.调心盘与托盘钢板用螺栓连接,其连接螺栓的数量为4～6只,为便于安装时调整径向偏差,螺栓孔直径应比螺栓直径大3～5 mm.

电动机托盘钢板用于固定调心盘,安装时通过前、后、左、右移动调心盘调整电动机的轴线,使其与水泵轴线在同一条垂线上.

2 泵体安装

在泵体安装前,应对水泵各主要部件及间隙进行检查,无误后,更换水泵轴承,将靠近泵体蜗壳处的轴承调换为同型号4字头轴承(如将原配的6311型轴承更换为46311型).安装时应注意轴承受力方向,切勿倒置,涂抹润滑脂后将泵体各螺栓紧固.

将联轴器加热后分别安装在水泵轴和电机轴上即可进行整体安装.将泵体吊起,使水泵进水口对准支架水泵托盘缓缓下落,加装好橡胶垫、调整好水泵出水口方向即可紧固螺栓,注意各螺栓受力应一致,确保水泵轴线与水泵托盘平面垂直.

3 现场安装

为保证安装质量和安装工作的顺利进行,在安装前,土建工程施工应提供水泵基础梁及建筑物的验收记录,以及设备基础梁上的基准线、基准点和水准点高程等技术资料;机组基础梁混凝土应达到设计强度的70%以上.泵房要封顶,不漏雨雪,门窗能遮蔽风沙.建筑物装修时,不影响安装工作,但应保证机电设备不受影响.对设有固定起重设备的泵房,起重设备应具备吊装条件[3].在安装支架前应复查基础梁的水平和高程.支架的中心线找正、水平找正和高程找正,是安装过程的关键[4].

3.1 中心找正

中心找正即找正安装支架结构与基础梁连接螺栓的中心线位置.中心位置偏差宜不大于5 mm,如不满足要求,须调整支架位置,使支架底部结构螺栓孔中心与基础梁上螺栓孔中心相吻合.

3.2 水平找正

水平找正即找正支架纵向水平和横向水平.一般用水平仪、吊垂线、水准测量方法测量.

用调整垫铁的方法,使水平仪的气泡居中,或使侧立面至垂线的距离相等或与垂线重合,水平偏差宜不大于1 mm/m.还可以在支架电动机托盘或水泵托盘的水平面上选择可连成十字形的4个点,分别把水准尺立在4个点上,用水准仪读取各点水准尺读数.若读数相等,则支架在各方向上水平同时找正;若水平不满足要求,可通过调整垫铁,使之满足水平要求.

安装支架的基础梁应平整,以便于支架的安装.调整支架水平时,可用设置于基础梁与支架底部结构地脚螺栓处的调整垫铁.用垫铁调整支架水平的同时可一并调整高程.垫铁一般为钢板或铸铁件,斜垫铁的薄边厚度不小于10 mm,斜边坡度为1/10～1/25,搭接长度在2/3以上.

3.3 高程找正

水泵的安装高程是指水泵叶轮中心的高程.高程找正的目的是校核水泵安装后的高程与设计高程是否相符.高程找正用水准测量的方法.测量时将一水准尺立于已知水准点高程H B上,将另一水准尺立于水泵叶轮中心的位置.水泵叶轮中心高程H A可由下式计算：

式中：H A为水泵叶轮中心的高程,m;H B为基准点B处的高程,m;L为B点水准尺的读数,m;C为水泵叶轮中心处水准尺的读数,m.

3.4 支架固定

支架中心找正、水平找正、高程找正满足要求后,即可将支架地脚螺栓紧固.

3.5 进出水管安装

出水管的安装与常规HW型农用混流泵相同.进水管为垂直竖向安装,要特别注意泵管连接件与水泵进口处橡胶垫的密封.

3.6 电动机安装

将安装好调心盘的电动机固定在电动机托盘上,调整至联轴器垂直同心后,即可紧固调心盘与电动机托盘的螺栓.

3.7 联轴器连接

在联轴器连接前,应检查水泵半联轴器与电动机半联轴器之间的间隙和水平,以免运行时出现振动,影响其使用寿命.如不满足要求应进行调整,直至满足要求后,将联轴器轴销装上即可.现场安装工作完成,经检查无误后方可试运行.如试运行有异常应进一步检查、调整,直至满足要求为止.

4 结语

HW型农用混流泵立式安装技术研究成果为HW型混流泵站的技术改造或新建探索出了经济、安全、可靠运行的新途径.在农田灌溉和排水的小型HW型混流泵站技术改造中实施立式安装技术,泵站效率平均提高了18.68%;能源单耗降低2.354 k W·h/(kt·m),获得了良好的节能效果.

[1] 周启宇,尹伟,李建忠,等.HW型农用混流泵立式安装[P].中国专利,ZL 201220157683.8,2013- 02- 20.

[2] 中华人民共和国水利行业标准.SL 317—2004泵站安装及验收规范[S].中华人民共和国水利部,2005：17.

[3] 中华人民共和国国家标准.GB 50256—2010泵站设计规范[S].中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督验疫总局,2010：33.

[4] 刘家春,李少华,周艳坤,等.泵站管理技术[M].北京：中国水利水电出版社,2003：145- 147.

Vertical installation technology of HW type farm-oriented mixed-flow pump

LIU Jia-chun1,ZHOU Qi-yu2,YIN Wei3,LI Jian-zhong3,LIANGSen4
(1.School of Construction Equipment and Municipal Engineering,Jiangsu Jianzhu Institute,Xuzhou,Jiangsu 221116,China;2.Rural Water Conservancy Section,Peixian Water Conservancy Bureau,Peixian,Jiangsu 221600,China;3.Rural Water Conservancy Department,Xuzhou Water Conservancy Bureau,Xuzhou,Jiangsu 221118,China;4.Xuzhou Hydraulic Research Institute,Xuzhou,Jiangsu 221002,China)

In the technical transformation of HW type mixed-flow pumping station,application of vertical installation technology of HW type farm-oriented mixed-flow pump acquires good economic and social benefit.In order to and popularize apply the technology preferably,improve the installation quality and ensure the as safe and economic operation,this paper analyzes and expounds normative vertical installation of HW type farm-oriented mixed-flow pump from installation device,pump body installation and site installation.

HW type mixed-flow pump;vertical installation;installation device;installation technique;installation regulation

S 232.8

B

2095- 3550(2014)03- 0021- 03

2013- 09- 26

刘家春,男,河北大城人,教授,主要从事水泵与水泵站的教学和研究.

E- mail：jiachunliu2004@163.com

(责任编辑:赵国淮)