大型泵站机电设备安装分析及措施

李 昂，郑光昌，任泽俭

（1.南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南 250109；2.山东润鲁工程咨询集团有限公司，山东 济南 250100；3.山东环发工程管理有限公司，山东 济南 250100）

1 概述

1.1 泵站基本情况

八里湾泵站位于山东省东平县东平湖新湖滞洪区，是南水北调东线工程最后一级泵站，工程主要设计任务是抽调上一级邓楼泵站来水进东平湖。八里湾泵站设计流量100 m³/s，设计扬程4.78 m，采用堤身式布置，正向进、出水方式，站身直接挡洪。

站内安装3150ZLQ33.4-4.78型立式轴流泵4套（3用1备），单机流量33.4 m³/s，以单列一字形布置，机组间距8.4m，水泵转速为115.4 r/min，水泵与电动机采用直联传动，配套电动机功率为2 800 kW。水泵采用肘形进水流道，平直管出水流道。为了满足泵站高效、稳定运行和便于流量调节及机组启动等要求，水泵叶片采用液压全调节方式[1，2]。主泵房为整体块基型结构，4台机组设置在同一结构块体内，底板顺水流向长35.5 m，垂直水流方向长34.7 m，垂直与顺水流向均不设缝分块。主泵房自上而下共分为5层，依次为安装（电机）层、联轴层、出水流道层、水泵层、进水流道层（出水侧为排水廊道）。

1.2 机电设备安装主要内容

八里湾泵站水泵机组安装包括导叶体、叶轮室、伸缩节、叶轮、泵轴、水导轴承、调节机构及辅助设备等设备的安装与调试。主电机的安装包括电机定子、转子、上下机架、推力抽承、上下导轴承及其他电气设备的安装调试。

1.3 主机泵安装过程

八里湾泵站主机泵安装是以泵座为标高基准，水导轴承轴窝为中心基准，通过对主机泵设备的实际尺寸测量和预装，推算出电机定子安装高程，用电器回路法测量定子与水导轴窝的同轴度。在机组固定部分调整完毕后再吊装机组转动部分，调整转子水平度、磁场中心、轴线摆度，在轴线摆度调整合格后，再定机组中心、检查叶片间隙、空气间隙、调整导轴承间隙，最后安装受油器、填料涵、叶轮外壳、伸缩节等部件[3-6]。

2 机电设备安装过程中遇到的问题分析

在八里湾泵站机电设备安装运输过程中，遇到了诸多问题，这些问题对施工进度、工程质量和设备稳定性产生重大影响。

2.1 机电设备选型和尺寸不匹配

(1)功率不匹配。机电设备的功率是指设备能够输出的能量，通常以千瓦（kW）为单位。如果设备选型时功率选择不当，可能导致设备的功率过大或过小。功率过大会造成设备的能耗过高、维护困难，甚至超过控制系统的负荷能力；功率过小则无法满足工艺需求，无法正常工作[7]。

(2)尺寸不匹配。机电设备的尺寸包括长度、宽度、高度等方面。如果设备选型时尺寸选择错误，可能导致设备无法适应现场的安装条件。比如，设备尺寸过大无法进入安装场地或无法连接到管道系统；设备尺寸过小则无法与其他设备或管道连接紧密，容易出现泄漏等问题[8]。

(3)配套设备不匹配。机电设备在安装过程中通常需要配套其他设备、附件或管路，以确保其正常运行[9，10]。如果配套设备选型不当或尺寸不匹配，可能导致设备之间无法正常连接，影响系统的整体运行。比如，配套的管路尺寸过小无法满足设备的水流量要求，会引起压力损失和能耗增加。

2.2 机电设备运输和搬运问题

(1)设备包装不合理。机电设备在运输前应进行包装，但存在设备包装不合理。例如，包装材料不足或不结实，设备在运输过程中容易受到外界挤压和震动，导致设备部件的损坏。因此，设备供应单位需要确保设备包装的合理性和可靠性，选择适当的包装材料并进行充分固定，以保证设备在运输过程中的安全性。

(2)运输路线选择不当。运输过程中，选择合适的运输路线也是非常重要的。有时由于施工单位对运输路线的不熟悉，可能会选择避开主要道路，导致运输路径繁杂、崎岖不平，或者经过桥梁、隧道等狭窄通道，增加了设备运输的风险。因此，设备供应及安装施工单位需要提前进行路线勘察和评估，选择平坦、宽敞的道路，确保设备运输过程中的安全。

(3)运输工具和设备匹配不当。选择合适的运输工具也是关键。如果设备的尺寸较大、重量较重，但运输工具的承载能力不足，容易导致设备在运输过程中发生倾覆、碰撞等事故。因此，设备供应单位需要根据设备的尺寸和重量，选择符合要求的运输工具，并确保运输工具的稳定性和承载能力，以避免设备在运输过程中受到损坏。

(4)操作人员专业素质不足。机电设备的运输和搬运需要操作人员具备一定的专业知识和技能。然而，在实际施工中，有时会出现操作人员的专业素质不足的情况。例如，操作人员对设备的操作和搬运程序不熟悉，容易在操作过程中造成设备的损坏或人身安全的事故。因此，设备供应单位需要加强对操作人员的培训和教育，提高其专业素质和技能水平，确保运输和搬运过程的安全和顺利进行。

(5)没有充分考虑设备的重心和平衡。机电设备在运输和搬运过程中，需要注意设备的重心和平衡。有时由于操作人员没有充分考虑设备重心的位置，或者没有采取适当的平衡措施，导致设备在运输和搬运过程中发生倾斜、倒塌等情况，造成设备的损坏和人身安全的事故。因此，设备供应单位需要在运输和搬运前，根据设备的重心位置，采取适当的平衡措施，确保设备在运输和搬运过程中的平稳和安全。

(6)没有充分准备搬运工具和设备。机电设备在搬运过程中需要使用适当的搬运工具和设备。由于设备供应单位没有提前准备好相应的搬运工具和设备，或者使用的搬运工具和设备不符合要求，容易导致设备在搬运过程中发生滑落、碰撞等事故。因此，需要提前准备好适当的搬运工具和设备，并确保其符合搬运要求，以保证设备的安全搬运。

2.3 机电设备安装与土建施工配合不到位

(1)前期设计存在协调问题。前期设计是机电设备安装与土建施工配合的重要环节。在项目的设计阶段，需要将机电设备的安装要求与土建施工的要求进行充分的协调，确保两者之间的衔接无缝。然而，在实际操作中，设计方和施工方之间的沟通不畅、设计变更频繁等问题常常会导致安装与施工的冲突。为了解决这个问题，设备施工、监理单位需要加强设计单位的沟通，及时进行变更协商，确保设计和施工的一致性。

(2)施工现场组织不力。施工现场组织是机电设备安装与土建施工配合的另一个关键环节。施工现场通常狭小且繁忙，机电设备安装与土建施工需要同时进行，协调难度较大。设备安装施工单位需要合理规划，确保施工现场的有序进行。例如，安装机电设备前需要完成土建施工的基础和支撑结构；而在土建施工过程中，也需要留出空间和管道位置，以便后续机电设备的安装和维护。因此，设备安装施工单位需要提前进行施工计划编制，并与土建单位进行密切配合，确保施工顺利进行。

(3)施工安排问题。施工作业安排是机电设备安装与土建施工配合的另一个重要环节。施工作业安排需要根据机电设备安装和土建施工的特点，合理安排施工队伍和资源，以确保安装和施工的质量和进度。例如，大型泵站的机电设备安装常常需要高空作业和重型机械操作，对施工人员的技术水平和安全意识提出了较高的要求。此外，施工队伍和设备的协同配合也是施工作业安排中需要注意的问题。因此，安装施工单位需要进行人员培训和设备保养，以确保施工作业的安全和高效。

(4)材料设备配送问题。材料和设备配送是机电设备安装与土建施工配合中的一个重要环节。在施工过程中，需要将材料和设备按计划和合理的顺序配送到施工现场。然而，在实际操作中，材料和设备的提供常常存在延迟、不足以及损坏等问题，给施工进展带来困扰。安装施工单位需要与设备供应单位建立良好的合作关系，加强物资管理和控制，以确保材料和设备的及时到位。

3 解决机电设备安装和运输问题的措施

机电设备安装和运输存在的主要问题，可能会导致安装施工质量下降、设备损坏或运行不正常。设备安装施工单位应遵守相关标准规范，确保设备的选型、安装定位、配套设备匹配等方面的问题得到合理解决，并加强安全管理和质量控制，以确保设备安装工程的顺利进行。设备供应单位要采取措施，解决设备运输、包装、装卸环节存在的问题。

3.1 机电设备选型和尺寸不匹配的解决措施

(1)严格遵循设计要求。在设备选型和尺寸设计阶段，设备安装施工单位应严格按照工程设计要求和规范进行操作，确保选用的设备与设计要求相匹配，避免出现选型和尺寸不匹配的情况。

(2)定期开展设备检查和测试。在安装施工过程中，设备安装施工单位应定期开展设备检查和测试，确保设备的选型和尺寸符合要求，并及时发现和解决问题。通过检查和测试，可以及时发现选型和尺寸不匹配的问题，为及时调整和解决提供依据。

(3)强化质量管理和监控。设备安装施工单位应加强对安装施工质量的管理和监控，建立相应的质量检验机制。在安装过程中，严格按照相关规范和标准进行操作，确保设备选型和尺寸的匹配性，减少不匹配问题的发生。

(4)加强沟通和协作。设备安装施工单位应与设备供应、监理、设计单位等相关方保持良好的沟通和协作，及时沟通设备选型和尺寸方面的问题，并共同解决。通过加强协作，可以避免选型和尺寸不匹配问题的发生，保证机电设备安装施工质量。

3.2 机电设备运输和搬运的解决方案

(1)合理包装。机电设备在运输前应进行合适的包装，包括使用防震材料和防水材料等，以确保设备在运输过程中不会受到碰撞和损坏。

(2)选择合适的运输工具。选择适合的运输工具非常重要，特别是考虑到设备的重量和体积。设备供应及设备安装施工单位应根据设备的特点和运输距离选择合适的运输工具，并确保运输工具的可靠性和适应性。

(3)合理规划运输路线。在选择运输路线时，设备供应及设备安装施工单位应考虑道路状况、交通流量和设备的敏感性。避免选择崎岖不平的道路或经过拥堵的区域，以减少机电设备在运输过程中的震动和振动。

(4)合理使用搬运工具。在搬运过程中，设备供应及设备安装施工单位应根据设备的重量和大小选择合适的搬运工具，并确保这些工具的质量可靠。同时，应制定搬运计划，确保设备在搬运过程中平稳、安全地移动。

(5)严格遵守操作规程。设备供应及设备安装施工单位应建立完善的操作规程，明确每个搬运步骤和操作要求。在搬运过程中，操作人员应严格按照规程操作，避免违规操作导致设备受损或安全事故发生。

(6)加强质量监控和验收。在设备安装施工过程中，应建立严格的质量监控制度，确保施工质量符合相关标准和规范。设备供应及设备安装施工单位还应与设备供应商和相关监管部门密切合作，进行验收和评估，确保设备安装施工的质量。

3.3 机电设备安装与土建配合不到位的解决措施

(1)加强协调沟通。在机电设备安装与土建施工配合方面，首先需要加强设备安装施工单位与建、监理设单位之间的沟通协调。应当明确各自的责任和任务，并确定沟通的方式和频率，及时共享信息和解决问题。通过协调会议、项目例会等形式可以用来促进各方之间的协作与配合，确保施工进度和质量。

(2)设计优化。在机电设备安装与土建施工配合方面，问题的根源往往来自于不合理的设计。因此，需要加强设计过程中的工艺优化和协调。设计人员应充分考虑土建施工和机电设备的空间需求、安装要求等因素，制定出合理的施工方案，避免后续安装过程中出现冲突和问题。

(3)注重施工协同。为解决机电设备安装与土建施工配合问题，多家施工单位需要建立良好的协同机制。土建施工和设备安装工作应相互配合，统一施工计划和进度安排，明确作业区域和时间，避免双方工作的冲突和干扰。同时，应建立临时工地管理制度，确保施工现场的安全和秩序。

(4)提高施工人员素质。为提高机电设备安装与土建施工配合的质量，参与的施工单位应加强员工的技术培训和素质教育。培训内容可以包括土建施工与机电设备安装的基本知识、操作技能和协作意识等方面。通过提高员工的专业水平和团队意识，能够更好地解决问题和应对挑战。

(5)加强风险管理。机电设备安装与土建施工配合问题往往伴随着一定的风险。为此，设备安装施工单位需要制定完善的风险管理计划，包括对施工过程中可能出现的问题和隐患进行预判和控制，制定应急预案和复工方案，确保安全施工和项目的顺利进行。

(6)加强质量监督。质量监督是确保机电设备安装与土建施工配合的重要环节。建设单位可以委托第三方监理机构对施工现场进行监督和检查，确保工程按照规范进行，并及时发现和解决存在的问题。同时，参与的施工单位也应建立质量检查和验收制度，自行对工程进行质量控制，避免施工质量的漏洞和问题。

4 结语

大型泵站工程是水利工程中较为综合、复杂的一类，在设计、土建施工、设备安装等环节需要相互配合，任何一个环节的疏忽或者考虑不周都会影响到整个工程的施工进展和质量，甚至对后期运行、维护留下隐患。机电设备的安装属于整个泵站建设项目的核心步骤，高效、安全、准确的设备安装至关重要。八里湾泵站作为南水北调东线工程最后一级泵站，运行扬程大、电动机功率高、机组运行时间长，至今设备运行良好，未发生机电设备不良故障，正是得益于机电设备高质量的安装、维护。本文在结合八里湾泵站机电设备安装的基础上，结合笔者工作经验，通过深入研究和分析，总结出泵站机电设备具有普遍性的问题及解决方案，为泵站工程设计、施工、安装、运维人员提供经验和建议。