刍议大型泵站立式水泵机组大修管理

秦 璞，杨庆运

（1.南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南 250109；2.山东水利建设集团有限公司，山东 济南 250000）

随着国家南水北调工程的建设和各地跨流域调水工程的实施，一大批大型泵站建成并投入运行。这些大型泵站（群）为提高抗御自然灾害、保障城市防洪减灾、水生态环境改善、工农业生产、航运交通的能力发挥了巨大的、不可替代的作用，有力地促进了经济、社会的可持续发展。

南水北调东线一期工程（山东段）自2002年开工建设，2013年投入运行已累计调引长江水达45亿m3，为山东的经济建设产生了巨大的经济、生态效益。

南水北调山东段泵站机组型式主要有立式轴（混）流泵、卧式贯流泵两种泵型，配套电机主要是同步电动机、异步电动机。只有韩庄泵站灯泡式贯流泵选用永磁式同步电动机，就实际运行效果看，泵站机组能够满足安全、效率和调水流量的要求。

1 目的

泵站机组经模型试验定型生产安装后，机组的装置效率和泵站机组运行效率也就基本不会发生重大变化，但随着机组长时间的连续运行，会发生由于机械磨损、振动、发热而引起的安全性能下降、效率降低等状况，有些会造成重大的安全隐患，必需通过对主机组实施解体，分析原因，进行必要的维修、养护、改造，以提高和改善机组设备的安全性能和运行效率。

机组大修一般可分为周期（定期）性大修、故障性大（抢）修、扩大性大修。机组运行时间达到3～6年、运行 3000～20000台时的情况下，一般应进行周期性大修；主机组运行时，发生烧瓦、主电动机线圈绝缘击穿，不明原因的异常噪声、震动，继电保护异常动作等，必须通过机组解体进行检查、维修、改造才能排除故障的，及时实施大修或扩大性大修。

2 方案编制

机组大修是一项安全、技术要求较高的综合性工作，编制大修方案是一项重要的基础性工作。应科学制定以下几个方面的保证措施：

2.1 组织措施

主要包括大修领导小组的行政负责人、技术负责人、安全负责人、机电负责人等人员组成和职责。大修技术负责人、施工班组长，应具有较强的技术业务能力，熟悉机组的结构和相关规程，具有一定的运行及管理、机组设备的安装和检修经验，便于施工过程中发现问题的分析和处理。

2.2 安全措施

1）起重设备的检修与保养。大修前，应对起重设备进行一次全面的检查、保养，并经有资质的单位检测合格。

2）做好施工场地布置。合理划分施工区域，有序摆放机组零部件，做好安全警示，预留合理维护操作空间，防止造成设备、人员损伤，合理预留机组运行时的巡视、检修通道。

3）做好安全技术交底。根据施工现场的实际情况，明确关键安全风险点（含重要部件起吊、弯管法兰拆卸）的提示、预警和危险源控制措施，执行工作票、操作票、动火工作票制度，准备必要的消防设施，严格执行临时用电、易燃易爆品管理等安全生产的各项规章制度。

4）完成廊道排水设施的检修和维护，并做好闸门堵漏和排水值班工作。

2.3 技术措施

1）查阅机组图纸、安装文件或上一次大修的技术资料以及工程观测不均匀沉降数据，掌握机组运行情况和故障现象，进行修前电气试验，有针对性的制定施工方案，提前进行预判，做好相关零部件重新加工或返厂维修的准备工作。

2）准备好机组大修的工器具、专用量具。重点检查定转子、叶轮部件的起吊专用工器具，不得有损伤，防止发生意外。准备好工具架（柜）和零部件的专门保管收集箱。

3）制定机组解体流程、安装流程，联轴器、叶轮部件的精制螺栓、推力瓦和导向瓦、重要的定位销键等，需要对应编号，单独保管。

4）编制机组解体、安装相关数据记录的专用表式，便于后期的资料整编。

5）做好电气一次接线的相序标志保护、中性点电流互感器二次接线的极性编号核对和保护、测温元件二次线的核对和保护，防止恢复接线时造成机组反转、差动保护误动、测量数据偏差。

6）编制、完善有针对性的机组大修报告表式，注重施工过程中数据、图片、视频资料的留存和归档整编。

3 技术管理与质量控制

机组解体的顺序是先外后内，先电机后水泵，先转动部件后固定部件；先部件，后零件。机组安装时顺序相反。

3.1 解体施工的检查和数据测量

1）磁场中心高程测量。比对机组安装时或上一次大修的测量数据，分析有无重大变化，特别是采用蝶形推力瓦的机组，数据如果有重大偏差，需制定专门的技术方案进行调整，以满足规范要求，必要时需校核叶轮中心高程。

2）间隙测量。重点测量同步电动机的空气间隙、水导轴承的间隙、叶片间隙、导向瓦的间隙、卡环间隙。

3）机组解体后，应重点检查。叶轮及叶片、叶轮外壳的气蚀情况和叶片有无卷边剐蹭现象；检查轴承体有无松动，上下止口结合面有无锈蚀、损坏失圆，紧固件有无松动、脱落，轴承衬瓦的松动、磨损情况，水泵轴上下轴颈的磨损、偏磨情况；推力轴承与电机轴的配合情况，电机定子阻尼环及连接片的变形、松动情况，定转子绝缘及其引线绝缘层的防护情况，检查有无绝缘层污损、损伤、接地；叶片调节机构的操作油管（轴）与电机、水泵轴的通芯孔径的配合情况；还应检查相关零部件，完成相关密封试验，对磨损、变形机械部件和老化的密封件进行维修更换。

3.2 安装施工重点环节的质量控制

机组安装前，应对解体后发现的问题进行认真处理，重点和关键环节主要是：

1）绝缘处理。多年运行的机组电机都会出现绝缘老化现象，特别是同步机的定子，一般都采用烘干再喷涂绝缘漆的办法。如果绝缘老化严重，在条件和经费允许的情况下，建议采用专用的真空浸漆工艺，可以由电机厂的专用设备进行绝缘加强处理。

2）水导轴承轴承体与导叶体轴承座的配合，应适当过盈，以防止轴承体运行时松动。轴承体宜采用上下止口配合安装方式，止口失圆，导叶体应返厂维修，同时处理轴承内外结合圆周面。及时采用不锈钢堆焊或包焊的工艺处理水泵轴上下轴颈的磨损、偏磨。

3）推力轴承与电机轴应为过盈的配合，推力头与电机轴配合过松，上导可能会出现较大摆度值，造成镜板变形，影响安装参数的调整和安全运行，必要时可对推力头内径采用电镀工艺进行处理。

4）对叶轮实施维修或补焊，需要进行平衡试验，满足规范技术要求。

5）同心度调整是立式机组安装的重要工序之一，必须首先保证导叶体水导轴承座（轴窝）的水平。对轴承座有上下两个止口的，应保证上下两个止口的同心度满足规范要求

，不应只测量一个止口数据作为电机同心度的参考值，否则会造成同步电机空气间隙、叶片间隙不均匀，定子线圈局部发热严重，转子受力不均匀，水泵轴偏磨，影响运行安全和运行效率。

6）蝶形自平衡推力瓦禁止研括。

7）摆度调整时不应对电机轴或水泵轴实施烘烤处理，应力释放后不利机组运行。

8）水泵法兰面联接螺栓锈蚀，不宜采用气割方式拆卸，防止造成法兰面变形，影响密封。

9）对于液压调节机构的安装，应保证底座水平和旋转部分的摆度符合规范或厂家技术要求，防止漏油或甩油现象的发生；对机械调节机构，应对冷却水通道进行试验、保养，检查齿轮箱润滑油，电机轴承润滑油应进行检查或更换。

3.3 机组大修后的试运行与验收

机组组装过程中，应严格按照规范、规程要求，对相关数据进行校核，并完成大修后电气试验，办理工作票终结手续，编制大修施工报告。

试运行前，先进行充水试验，检查水泵各密封面、油、气、水管路有无渗漏，核对电气一次、二次接线及温度量、相关检测传感器接线，核准相关数据及传输、显示是否准确，重点检查电机空气间隙，应无异物，保证运行安全；进行继电保护联动试验，确保动作可靠。

在完成相关试运行准备工作后，经大修验收小组同意，按照开机操作流程开机运行。机组运行过程中，应加强巡视，做好温度、噪声、振动、电气参数等数据的记录。一般情况下，各项运行参数保持稳定无异常，即可完成试运行。由于不是初次启动试运行，不需要考验电气设备，可以不进行间断开停机操作，减少对电机的冲击。

4 结语

水泵机组是泵站的核心装备，通过大修对相关设备或零部件进行必要的维护或改造，对于提高或改善设备的安全性能和运行效率，分析运行状况，有针对性地实施优化调度和优化运行，克服设计缺点等具有重要意义。机组大修工作也是泵站技术管理的一项十分重要的任务。

机组运行管理应认真实施精准调度，尽量避免在超设计工况下运行，应使机组在设计工况下和高效区运行，减少机组振动和发热，以延长设备运行寿命和检修周期。