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1一、概述1、水泵型号及型号解释3150ZLQ33.4-4.783150——叶轮直径（mm）ZLQ——立式全调节轴流泵33.4——设计点流量（m3/s）4.78——设计点净扬程（m）2、水泵选用的水力模型选用江苏大学流体机械工程研究中心为南水北调工程研制的经天津同台测试、模型编号为TJ04-ZL-19的水力模型。3、水泵主要参数：（1）泵站水泵设计总流量：100m3/s,装设水泵机组4台，3用1备，单机设计流量：33.4m3/s。（2）水泵型号及名称：3150ZLQ33.4-4.78立式全调节轴流泵。（3）叶轮直径：D=3150mm；设计转速：115.4r/min设计点净扬程：Hr=4.78m；设计流量：Qr=33.4m3/s平均净扬程：4.15m；最高净扬程：5.78m；最低净扬程：1.90m；设计点装置效率：≥74%（模型）设计叶片安放角：0°；每2°接力器行程12.2mm水泵叶片调节角度范围－8°～+4°配套电动机：2800KW-52p，转速115.4r/min，10kV水泵旋转方向：俯视为顺时针方向旋转。水泵轴向力：水泵运行最大轴向力78t（含水推力及水泵转子重力），此力由电机承受；电机总重量：63t，水泵轴向力加电机重力143t,即电机基础承受载荷143t。水泵启动瞬间最大反向水推力不超过15t，小于整个转子的重量，不会产生抬机现象。4、八里湾泵站水泵机组采用竖井筒体式结构，肘型流道进水、低驼峰流道出水、液压快速闸门断流，水泵轴与电机轴刚性连接。2二、水泵性能曲线02468H(m)711151923273135394347Q(m3/s)NPSHr=4.9m4.9m5.6m6.3m47%51%54%57%60%66%68%70%73%75%77%77%78%78%72%63%76%74%-7°-6°-4°-2°0°+2°79%79.42%八里湾泵站3150ZLQ33.4-4.78立式全调节轴流泵原型装置综合特性曲线3150ZLQ33.4-4.78D=3150mmn=115.4r/min注：效率为模型泵效率最高净扬程5.78设计净扬程4.78平均净扬程4.15最小净扬程1.902800kW-8°+4°三、水泵结构及关键工艺说明八里湾泵站水泵机组采用竖井筒体式结构，肘型流道进水、低驼峰流道出水、液压快速闸门断流，水泵轴与电机轴刚性连接。水泵由叶轮、主轴、导轴承、主轴密封、泵体部件、基础件、接力器等组成。泵体部分由进水底座、进水伸缩节（含伸缩节底座、导管、压环、密封圈等）、叶轮室、导叶体、导叶过渡套、导叶帽、出水弯管、顶盖等组成；基础部件包括上座（顶盖底座）、泵座（导叶体底座）、进水底座、井筒进人门座、地脚螺栓、调整垫铁等。整个机组的重力及水推力由四个基础承受：进水底座基础承受进水底座、进水伸缩节底座、压环的重力；泵座基础承受导叶体、叶轮室、进水伸缩节导管及泵座的重力；上座基础承受出水弯管、顶盖、上座的重力，还需考虑出水对顶盖产生的浮力；电机层基础承受水泵转子重力、水推力及电机重力。顶盖与出水弯管通过法兰联接，悬挂于上座上，顶盖与上座法兰密封采用橡胶密封圈，顶盖与出水湾管法兰密封采用密封垫密封。出水弯管下法兰与导叶体上法兰之间留有24mm间隙以消化制造、安装等因素产生的轴向误差，出水弯管下法兰的轴向及径向分别设有螺孔，径向用紧定螺钉与装于导叶体上法兰上的限位块靠实，轴向用3紧定螺钉与导叶体上法兰靠实，保证弯管不产生径向摆动和轴向窜动。导叶体安装于泵座上，导叶体的上法兰下平面与泵座上平面之间用橡胶密封圈封水，保证井筒内的水不漏到水泵层。导叶体下悬挂着叶轮室及进水伸缩节导管，导叶体与叶轮室之间、叶轮室与进水伸缩节导管之间采用法兰联接，法兰密封采用橡胶密封圈。进水伸缩节底座装于进水底座上，法兰密封采用橡胶密封圈。伸缩接导管伸到进水伸缩节底座内，之间的密封用橡胶密封圈，密封圈用压环压紧。因水泵转子部件安装及检修的需要，将叶轮室、进水伸缩节底座、压环设计成分半结构，在水泵层可以进行叶轮室、进水伸缩节、叶轮等零部件的安装与拆卸。为了水泵导轴承的安装及检修的方便，在进水流道侧的井筒侧面设置井筒进人门，直径1100mm，在出水弯管相应位置设铰链式开关的进人门，直径900mm。导轴承为分半结构，在不移动泵轴的前提下可以对导轴承进行安装、检修和更换。水泵为立式液压全调节轴流泵，关于液压调节系统的技术说明请见天骄公司提供的技术资料。水泵结构设计时，严格保证原型水泵过流部分与模型装置试验的模型水泵及模型流道几何相似。（一）、水泵主要零部件技术说明1、叶轮叶轮直径3150mm，由叶片、轮毂体、叶片调角操作机构等组成（见叶轮部件图）。叶片数量为4片/台，其型面几何形状严格按模型叶片相似放大。叶片采用ZG0Cr13Ni4Mo不锈钢单片整铸，ZG0Cr13Ni4Mo在常温下具有良好可焊性，具有良好的抗汽蚀性能及抗磨性能。叶片设计时，核算并保证其强度、刚度，满足水泵长期连续稳定运行的要求，尤其是叶片根部，采用圆角过渡加强强度。叶片型面采用五轴联动数控机床加工，并用数显三坐标测量仪检查，头部型线采用组合样板检查，保证叶片的几何形状符合设计要求。保证水泵优秀水力性能和稳定运行的关键是叶片的加工精度如何，为此，我公司通过数控加工，保证各叶片厚度的偏差不超过0.5mm，同组叶片重量差不超过平均重量的1%，保证叶轮的静平衡达到G2.4级要求，为保证水泵优秀水力性能和稳定运行打下了坚实的基础。叶片轴密封采用“λ”型耐油橡胶密封圈密封。该种密封型式是成熟的，能确4保水泵长期运行水不进入轮毂体内，轮毂腔内的润滑剂也不会泄漏到外面，并且能保证叶片灵活转动，无卡阻现象。叶片转动轴轴承采用耐磨性能良好的ZCuSn5Pb5Zn5（青铜）材料制作，采用脂润滑方式。轮毂体为整铸结构，材料为ZG310-570。轮毂体过流部分按模型泵相似放大。轮毂体外球面与叶片内球面间隙均匀，最大正角度时非球面部分间隙控制在1-2毫米，保证叶片转动灵活；尽量减小叶片与轮毂之间的间隙，以降低通过此间隙的漏水量。轮毂体内腔有足够的空间装叶片调角操作机构，保证叶片在整个调节角度范围内不产生干涉、卡阻现象。叶片调角操作机构由转臂、连杆、耳柄、操作架、下调节杆及联接件等组成。下调节杆与调节机的调节杆通过中操作管联接在一起。调节杆在调节器的作用下，上（下）移动，将拉（推）力传递给操作架，带动操作架上（下）移动，带动连杆拐臂机构动作，从而带动叶片转动，达到调节叶片角度的目的。操作架上移，叶片向正角度方向调节；操作架下移，叶片向负角度方向调节。在接力器油缸设置上、下限位，保证操作架与相邻的机件不会因调节角度超过范围而碰到，从而有效避免超角度调节造成机件的损坏。连杆、转臂、操作架采用ZG270-500铸钢制造，耳柄采用35锻钢制造，确保它们的强度、刚度，确保水泵长期连续运行，调角的可靠性、稳定性。叶轮加工完成后，在厂内进行动作试验、密封性能检查、静平衡试验。整体装配后进行动作试验，保证叶片在全角度范围内能灵活转动，无卡阻现象；轮毂体内充油，在0.36MPa压力下历时30分钟无渗漏、冒汗等现象；按IEC193No1-1977标准进行静平衡试验，精度不低于G2.4级，保证不平衡重量不超过标准规定的数值，残留不平衡重量产生的离心力不大于叶轮重量的0.2％。2、主轴水泵主轴采用优质中碳结构钢整体锻造，材料35，锻后正火，在精加工前作无损探伤检查。主轴具有足够的强度和刚度，能承受任何工况条件下可能产生的作用在泵轴上的扭矩、轴向力和径向力。泵轴的导轴承档、填料密封档堆焊不锈钢，提高轴档的表面硬度(HRC42-48)，能更有效地提高耐磨性和抗锈蚀能力；轴档的加工精度不低于h7,表面粗糙度不大于Ra0.8，泵轴法兰与轴心线的垂直度不低于7级，在便于测量摆度的位置（上法兰下与顶盖之间）进行抛光。泵轴中间设通孔并确保叶片调节杆能灵活地操作，保证无卡阻现象。5水泵主轴与叶轮、水泵主轴与接力器油缸、接力器油缸与油缸盖、油缸盖与电机轴之间的联接均为刚性联接，联接螺栓材料采用高强度材料制造。为保证轴系的同轴度和联接尺寸的准确性，我公司对水泵主轴、油缸、油缸盖的加工精度严格按有关规范和标准执行；并负责与电机厂家、调节系统生产厂家之间的设计协调工作，保证机组的完整性；负责配铰油缸盖与电机轴法兰之间的螺栓孔，并提供联接件。3、导轴承导轴承安装在导叶体轮毂内，作为泵轴的主要径向支承。水泵导轴承选用加拿大进口赛龙轴承，经对比优选，选用耐磨、抗冲击力强的SXL系列白色赛龙轴承。导轴承的结构见导轴承部件图。导轴承为分半结构，两半件之间用螺栓紧固，并在结合面之间配作定位销。导轴承由三层组成，最外层为导轴承支座；中层为瓦衬；内层为轴瓦。导轴承支座采用铸不锈钢ZG1Cr18Ni9制造，具有足够的强度和刚度以承受最大径向荷载并避免有害的振动；瓦衬为分半结构，制作材料为HT250，瓦衬与轴承支座之间用三排径向螺栓紧固，瓦衬内表面开燕尾槽；赛龙瓦为板条结构，形状与瓦衬内表面燕尾槽一致，赛龙板条与槽之间具有一定的过盈量，装配时用干冰冷冻后嵌入槽内，导轴承两端装压盖防止轴瓦轴向移动，以上这种结构型式充分保证赛龙瓦在运行过程中不产生松动现象。导轴承采用主水泵过流水自润滑及冷却，不需要外加润滑水。导轴承与轴间隙温度（℃）1357911131517间隙上限(mm)1.4631.4531.4431.4231.4131.4031.3831.3731.363间隙下限(mm)1.221.211.21.181.171.161.141.131.12温度（℃）192123252729313335间隙上限(mm)1.3431.3331.3231.3031.2931.2731.2631.2431.223间隙下限(mm)1.101.091.081.061.051.031.021.000.98注：表中间隙为水涨前的；水涨后间隙满足正常运行要求。4、主轴密封主轴密封安装在顶盖上，由填料盒、压盖、填料及联接紧固件等组成。填料盒、压盖设计成分半结构，安装、检修及更换填料方便。填料采用聚四氟乙烯编织填料，该填料具有严密、耐磨等特点，寿命大于8000小时。6填料盒侧面设排水管以便于排出泄漏水。水泵启动前需引水（水压0.15MPa，水量0.3L/s）润滑填料，正常运行后可切断外引水，利用泵过流水自润滑。压盖松紧应合适，以有滴状出水为宜。填料盒、填料压盖采用HT200制造，紧固密封用的压盖螺栓、螺母等采用不锈钢制造。5、泵体部件泵体部件，主要包括进水伸缩节、叶轮室、导叶过渡套、导叶体、导叶帽、出水弯管、顶盖等。1）进水伸缩节进水伸缩节由伸缩节底座、导管、压环、密封圈等组成，设置进水伸缩节可以便于机组安装，消除因制造和安装产生的轴向误差。伸缩节底座与进水底座联接，材质HT250，为便于水泵安装检修，伸缩节底座设计成分半结构；导管上端与叶轮室联接，下端插入伸缩节底座，导管材质HT250；导管与伸缩节底座之间用橡胶密封圈密封，密封圈用压环压紧，压环材质Q235A，压环为分半结构。2）叶轮室、导叶体、导叶过渡套和导叶帽叶轮室采用不锈钢铸件（ZG0Cr13Ni4Mo），保证强度、刚度和抗汽蚀性能。叶轮室为轴向剖分结构，两半件之间用螺栓紧固、定位销定位。叶轮室铸件毛坯经检验合格后，退火处理，消除铸造应力，进行粗加工，再采用激震方法消除加工应力后，进行最终精加工，保证叶轮室的形状和位置精度，确保水泵的水力性能。叶轮室内球面与叶片外圆之间的间隙均匀，最大间隙为叶轮直径的1/1000，内球面加工精度不低于H10，表面粗糙度不大于Ra3.2，以上端止口为基准，径向圆跳动不低于GB1184-80标准规定的8级。导叶体采用铸焊结构，导叶片材料为ZG270-500铸钢，其余为Q235A；导叶体具有足够的强度和刚度，能抑制水泵运行中的摆动，能承受任何工况下水导轴承传来的载荷。采用喷丸处理及对导叶片打磨等方法，保证导叶体过流表面粗糙度控制在Ra6.3之内。导叶入口节距偏差不大于名义尺寸的±3％，导叶体入口直径偏差不大于名义尺寸的±2