立式蜗壳水泵安装、性能检测、运行维护技术要点分析

摘 要：结合上海浦东某污水处理厂进水泵房立式蜗壳泵的设备安装调试工作，详细描述了该型水泵在安装调试及性能检测过程中的技术要点，同时介绍了水泵在日常运行及例行维护中需要注意和更换的零部件，为同类项目提供了详实可靠的参考案例。

关键词：立式蜗壳泵;安装;性能检测;运行维护

0 引言

上海浦东某污水处理厂进水泵房采用1800WL-10型立式蜗壳混流泵。该型泵从设计时就综合考虑了水泵的水力性能、机械性能、安装、运行、维护等众多因素，从而使得该型水泵在水力性能、机械性能、安装及运维等多方面均表现良好。

该水泵主要技术参数如下：型号1800WL-10;流量9.1 m3/s;扬程10 m;转速248 r/min;效率88%;轴功率1 013 kW;关闭扬程20.3 m。

配带电机（4台常速，2台变频）主要技术参数如下：型号YL1120-24/YBPL1120-24;功率1 250 kW;频率50 Hz;电压6 000 V;电机转速248 r/min;绝缘等级F;防护等级IP23。

1 泵安装技术要点

1.1    安装作业顺序

基础准备→安装底板定芯（电机基础中心确认）→预埋座安装→地脚螺栓孔灌浆→安装水泵本体（壳体安装、转子体组装）→电机架设定→中间联轴器安装→电机安装→电机本身定芯微调整→进水喇叭管、锥形管、逆止阀、出水阀、管道安装→最终灌浆→涂装。

1.2    底板安装

泵要安放在操作运行中容易检查的地方，同时要注意简化进口、出口管道布置，泵体总是装在离进口或供水近的地方，保持进口损失最小，要有大量顶部空间允许设备地点使用架空的行车，提升装置要有足够能力提起机组最重的零件。地基包括任何对泵组可提供永久坚固支撑的材料，同时能承受工作中遇到的应变和冲击。建造坚固的钢筋地基是可取的，特别尺寸的地基螺栓根据外形图纸设计。

底板安装时使用垫片及楔形垫块。安装底板墨线确认，清理地脚螺栓周围。临时垫块设置在安装底板错开周围垫块的位置。设定好临时垫块后装上安装底板，从泵房基准值（水准点）引出水泵高度，纵横方向考虑墨线及出水法兰的均衡，控制在容许范围内，这时使用水准器、Y水平仪进行安装底板水平定芯。安装地脚螺栓，起重螺栓在安装底板设置时安装好，起重螺栓跟水泵基础钢筋焊接，在起重螺栓孔中灌浆。确认灌浆材料强度后，在地脚螺栓两侧设置垫块。垫块设定部分的基础面去除灰尘等洒上水，在湿润状态下安装底板下安装垫片、楔形垫块，浇注水平垫。水平垫材料使用无收缩混合材料。使用楔形垫块进行安装底板定芯，紧固起重螺栓，焊接楔形垫块。在安装底板部设置型框进行灌浆[1]。

1.3    水泵定芯、壳体安装

水泵安装时的定芯作业，在壳体上放上直规，使用四角水平仪、Y水平仪进行水平定芯及调水平。水泵壳体的定芯调整是利用安装底板的垫片、楔形垫块进行，主要控制其设定标高、水平度、中心、直交线。当泵机组直接安装在底座上时，要尽量靠近支撑梁或墙。弯管或底板要用螺栓和暗销固定在钢支撑上，避免扭曲，防止振动，保持正确的对中[2]。

如图1所示，水泵本体安装时使用直规和方水平仪进行安装水平度确认。确认安装底板水平度后，确认安装底板中心线与出水管中心线的定芯状况。关于水泵本体的安装，在组装完分瓣形的壳体后安装进水弯管。由于是以转子体分解的状态搬入的，所以在壳体安装完毕后在泵站进行径向部分的安装。各泵由于都是高空作业，所以需设置脚手架和充分的安全对策。

1.4    电机机架安装

根据水泵安装底板基础部的墨线，錾平起重螺栓周围，在安装底板周围设置临时垫块。如图2所示，设置临时垫块后，进行安装底板临时定芯。地脚螺栓安装：起重螺栓为了从两边压着电机基础而采用贯穿式，螺栓通过上下螺母紧固。在确认灌浆材料强度后，安装楔形垫块并设置水平垫块。使用楔形垫块进行底板定芯，紧固起重螺栓，对楔形垫块进行焊接。在电机基础部安装型框进行灌浆，使用无收缩混合材料[3]。

关于电机座水平度，使用直规以支点为定点旋转，使用方水平仪以水平度为基准值调整。

安装底板设定后，进行机架安装、电机本体安装，与水泵进行暂时定芯。预留微调整量进行灌浆（填充无收缩材料）。

不管使用何种联轴器，泵和传动轴精确对中是运行成功的基础。为使运行无困扰及维持设备的使用寿命，要求对中误差应尽量接近于零。两个联轴器之间最大的对中误差控制在0.1 mm，其沿半径方向斜度误差允许控制在1‰內。

注意事项：当泵全部管道安装好后，要检查一下对中。挠性联轴器可补偿发生在正常运行中不对中的少量变化，但不是用来改正斜度。

1.5    混凝土施工

1.5.1    混凝土施工

手工搅拌的情况，必须在铁板上进行一定的配合，进行数次干搅使之全部均匀，然后加入清水进行充分搅拌，使之达到一定的坍塌度。快速搬运混凝土，直接进行浇注。就算由于某些原因不能进行即时浇注，也需要将从搅拌混合到浇注控制在短时间内。浇注前，清扫浇注面所有杂物，有钢筋的地方正确固定钢筋，将木制型框充分湿润。混凝土浇注中及浇注后通过搅棒等进行振捣，保证均匀到钢筋周围及型框角落。混凝土浇注后，保证不受低温、剧烈温度变化、干燥荷重、冲击等负面影响，在湿润状态下保养。在进行二次浇注时，打毛原有混凝土表面，除去杂物并使之充分湿润，以便与原有混凝土充分密着。

1.5.2    地面煤渣混凝土浇注时注意事项

设置排水沟，考虑水坡度、防地面漏水（涌水）对策，防止煤渣混凝土表面开裂（使用缓冲材料）。煤渣混凝土浇注后，对混凝土表面进行充分按压。煤渣混凝土浇注后留充分的保养时间，在此期间内人员不得擅入。

1.6    管道等附件安装

应按要求依次安装进出水管道及阀门，法兰处应连接紧密无间隙。管道应变：当管道将力置于泵上时不会有令人满意的运行，通过管道法兰的螺丝拉起，泵可能被弹出和拉出原来位置，因此法兰要均匀地拧紧。进口和出口管道以及辅助设备要支撑和拴紧。管道要独立于泵，这样应变不会传动到泵壳上，管道应变是由不同心引起的，会造成轴承发热、联轴器磨损及振动等。

进口管道：经验得出离心泵安装的最大困难除了泵不同心以外就是追溯到错误的进口管线，要特别当心安装的比例，进口管道尽可能笔直，长度要尽量短。如果管道要求长，则增加管道宽度以减少摩擦损失，管道运行要没有制高点及对泵有连续的上升，以防止形成空气槽，否则泵运行不可避免地要产生麻烦。在最初开启前要检查进水管道，确保没有泄漏。如果进口是倒灌形式安装，则进水管线前要有一只闸阀。

出水管道：止回阀和一只闸阀装在出水管线上，止回阀装在泵和闸阀之间是为了保护泵免受可能的过度压力，这是因为水通过泵壳流回会产生高速倒转。

仪表：进口压力表要装在进水口，出口压力表接在出水口，使用压力进水和出水开关把表装在合适的位置，根据泵性能做必要的止回。

2 泵启动、运行、停车技术要点

认真检车和清理泵房、流道，确保进水粗格栅运行正常。检查进水液位是否满足开泵条件;检查机组各部分螺栓是否都已拧紧。首次运行时检查电机转向。检查水泵出口阀门应关闭;检查机组的润滑水、润滑油及其他辅机设备有无异常。

泵需在有水工况下进行试车，水泵正式启动前应电动检查水泵及电机转向是否与标识一致。启动润滑冷却系统，提前供系统润滑冷却水5 min，并检查管路、工作压力和阀门是否正常工作。确认进、出口阀门开启，然后通过PLC自控启动水泵。检查和张紧填料压盖，避免将填料压太紧，否则可能导致发热。运行时密切观察水泵振动和噪声，如有异常应立即停车。

检测流量、扬程、电流及功率等是否符合设计要求。水泵不能在最低水位及特性曲线外运行，水泵闭阀运行时间不得超过3 min。运转时各法兰处无渗水，所有螺栓等紧固件无松动。测量电机电流三相平衡，不超过额定值，变频器工作正常。立式蜗壳泵运转平稳无异响，泵及管道等振动值满足要求。电机绕组与轴承温升正常，热保护装置无动作。立式蜗壳泵的机械密封良好，不应有泄漏。

应按规定的关泵程序关闭水泵及阀门，水泵完全关闭后再关闭辅助设备电源，关闭润滑水系统。

3 泵性能试验测试要点

现场测试泵的流量、扬程、轴功率、转速、噪声、振动等参数，计算出泵的效率，考核泵的性能。在测试过程中需确保在水泵所有运行范围内不能产生漩涡;在水泵所有运行范围内不能产生气蚀或有即将产生气蚀的迹象;将泵系统实测的性能曲线与设计曲线以及设计单位的要点要求进行比对，其应一致，如出现偏差，应仔细分析偏差原因。

3.1    性能测试步骤要点

检查泵与电机在系统中正确安装无误后，接上所有仪表进行运转试验，试验工况为泵的设计工况，时间约为30 min。此时观察泵的轴承、密封、振动、噪声等情况有无异常，在确认泵工作平稳可靠，各种仪表显示稳定后，即可开始泵的性能试验。

在泵的试验范围内，大致均匀分布10～15个工况点（由出口阀门调节），试验从阀门全开开始，分别采集各点的流量、进/出口压力、电机输入功率、转速等参数值。

将测得的参数换算至规定转速下的性能值，根据换算至额定转速下的流量、扬程、轴功率，通过以流量为横坐标，扬程、轴功率、效率为纵坐标建立性能曲线，并与泵设计曲线进行比对。

3.2    水泵现场试验设备与仪器

水泵现场测试要点及仪表如表1所示。

4 泵检修维护技术要点

4.1    日常维护检查要点

需定期检查进水井的粗格栅运行情况及格栅前后液位差;检查栅后集水井表面浮渣及池底积累情况。定期检查所有水泵、冷却水、冷却风机、PLC柜、仪表，对配电及电容补偿柜等进行运行检查并记录。

在日常检查中通过现场巡视检查记录进水井液位，冷却水系统的频率、压力、流量、管路有无渗漏，水泵填料泄漏情况，机身振动，电机和水泵噪声等情况;通过PLC记录电机电流、轴承温升、水泵转速等数据;结合电气巡检工作检查水泵配电系统。如果发现异常情况，及时分析并上报，组织检修或采取停泵等应急措施，预防重大生产事故的发生。

4.2    主要滑动部件的推荐更换周期

（1）填料轴套：当轴套的单侧磨损量超过2 mm时推荐进行修补或更换。

（2）填料：连续使用超过1年（具体可根据实际使用情况确定）时推荐更换新的填料。

（3）O形密封圈老化或损坏时，应更换。

5 结语

本文通过对作为污水处理厂进水核心单元设备的立式蜗壳泵安装、调试运维实践的分析，为日后污水厂的降本增效以及在类似工程中安装质量控制、设计意图实现提供了值得借鉴的经验。

[参考文献]

[1] 陈崇得.某大型立式蜗壳泵的真机性能试验研究[D].长沙：中南林业科技大学，2018.

[2] 潘慧俊.核电工程混凝土蜗壳海水循环泵安装质量控制方法[J].建筑·建材·装饰，2018（20）：103-104.

[3] 刘波.抽芯导叶式混流泵安装控制及改进技术探讨[J].设备管理与维修，2018（14）：99-101.

收稿日期：2021-04-13

作者简介：刘世富（1977—），男，江苏江都人，主要从事污水、自来水工艺设备安裝、调试工作。