大型泵站機電設備安裝分析及措施

李 昂，鄭光昌，任澤儉

（1.南水北調東線山東干線有限責任公司，山東 濟南 250109；2.山東潤魯工程咨詢集團有限公司，山東 濟南 250100；3.山東環發工程管理有限公司，山東 濟南 250100）

1 概述

1.1 泵站基本情況

八里灣泵站位于山東省東平縣東平湖新湖滯洪區，是南水北調東線工程最后一級泵站，工程主要設計任務是抽調上一級鄧樓泵站來水進東平湖。八里灣泵站設計流量100 m3/s，設計揚程4.78 m，采用堤身式布置，正向進、出水方式，站身直接擋洪。

站內安裝3150ZLQ33.4-4.78型立式軸流泵4套（3用1備），單機流量33.4 m3/s，以單列一字形布置，機組間距8.4m，水泵轉速為115.4 r/min，水泵與電動機采用直聯傳動，配套電動機功率為2 800 kW。水泵采用肘形進水流道，平直管出水流道。為了滿足泵站高效、穩定運行和便于流量調節及機組啟動等要求，水泵葉片采用液壓全調節方式[1，2]。主泵房為整體塊基型結構，4臺機組設置在同一結構塊體內，底板順水流向長35.5 m，垂直水流方向長34.7 m，垂直與順水流向均不設縫分塊。主泵房自上而下共分為5層，依次為安裝（電機）層、聯軸層、出水流道層、水泵層、進水流道層（出水側為排水廊道）。

1.2 機電設備安裝主要內容

八里灣泵站水泵機組安裝包括導葉體、葉輪室、伸縮節、葉輪、泵軸、水導軸承、調節機構及輔助設備等設備的安裝與調試。主電機的安裝包括電機定子、轉子、上下機架、推力抽承、上下導軸承及其他電氣設備的安裝調試。

1.3 主機泵安裝過程

八里灣泵站主機泵安裝是以泵座為標高基準，水導軸承軸窩為中心基準，通過對主機泵設備的實際尺寸測量和預裝，推算出電機定子安裝高程，用電器回路法測量定子與水導軸窩的同軸度。在機組固定部分調整完畢后再吊裝機組轉動部分，調整轉子水平度、磁場中心、軸線擺度，在軸線擺度調整合格后，再定機組中心、檢查葉片間隙、空氣間隙、調整導軸承間隙，最后安裝受油器、填料涵、葉輪外殼、伸縮節等部件[3-6]。

2 機電設備安裝過程中遇到的問題分析

在八里灣泵站機電設備安裝運輸過程中，遇到了諸多問題，這些問題對施工進度、工程質量和設備穩定性產生重大影響。

2.1 機電設備選型和尺寸不匹配

(1)功率不匹配。機電設備的功率是指設備能夠輸出的能量，通常以千瓦（kW）為單位。如果設備選型時功率選擇不當，可能導致設備的功率過大或過小。功率過大會造成設備的能耗過高、維護困難，甚至超過控制系統的負荷能力；功率過小則無法滿足工藝需求，無法正常工作[7]。

(2)尺寸不匹配。機電設備的尺寸包括長度、寬度、高度等方面。如果設備選型時尺寸選擇錯誤，可能導致設備無法適應現場的安裝條件。比如，設備尺寸過大無法進入安裝場地或無法連接到管道系統；設備尺寸過小則無法與其他設備或管道連接緊密，容易出現泄漏等問題[8]。

(3)配套設備不匹配。機電設備在安裝過程中通常需要配套其他設備、附件或管路，以確保其正常運行[9，10]。如果配套設備選型不當或尺寸不匹配，可能導致設備之間無法正常連接，影響系統的整體運行。比如，配套的管路尺寸過小無法滿足設備的水流量要求，會引起壓力損失和能耗增加。

2.2 機電設備運輸和搬運問題

(1)設備包裝不合理。機電設備在運輸前應進行包裝，但存在設備包裝不合理。例如，包裝材料不足或不結實，設備在運輸過程中容易受到外界擠壓和震動，導致設備部件的損壞。因此，設備供應單位需要確保設備包裝的合理性和可靠性，選擇適當的包裝材料并進行充分固定，以保證設備在運輸過程中的安全性。

(2)運輸路線選擇不當。運輸過程中，選擇合適的運輸路線也是非常重要的。有時由于施工單位對運輸路線的不熟悉，可能會選擇避開主要道路，導致運輸路徑繁雜、崎嶇不平，或者經過橋梁、隧道等狹窄通道，增加了設備運輸的風險。因此，設備供應及安裝施工單位需要提前進行路線勘察和評估，選擇平坦、寬敞的道路，確保設備運輸過程中的安全。

(3)運輸工具和設備匹配不當。選擇合適的運輸工具也是關鍵。如果設備的尺寸較大、重量較重，但運輸工具的承載能力不足，容易導致設備在運輸過程中發生傾覆、碰撞等事故。因此，設備供應單位需要根據設備的尺寸和重量，選擇符合要求的運輸工具，并確保運輸工具的穩定性和承載能力，以避免設備在運輸過程中受到損壞。

(4)操作人員專業素質不足。機電設備的運輸和搬運需要操作人員具備一定的專業知識和技能。然而，在實際施工中，有時會出現操作人員的專業素質不足的情況。例如，操作人員對設備的操作和搬運程序不熟悉，容易在操作過程中造成設備的損壞或人身安全的事故。因此，設備供應單位需要加強對操作人員的培訓和教育，提高其專業素質和技能水平，確保運輸和搬運過程的安全和順利進行。

(5)沒有充分考慮設備的重心和平衡。機電設備在運輸和搬運過程中，需要注意設備的重心和平衡。有時由于操作人員沒有充分考慮設備重心的位置，或者沒有采取適當的平衡措施，導致設備在運輸和搬運過程中發生傾斜、倒塌等情況，造成設備的損壞和人身安全的事故。因此，設備供應單位需要在運輸和搬運前，根據設備的重心位置，采取適當的平衡措施，確保設備在運輸和搬運過程中的平穩和安全。

(6)沒有充分準備搬運工具和設備。機電設備在搬運過程中需要使用適當的搬運工具和設備。由于設備供應單位沒有提前準備好相應的搬運工具和設備，或者使用的搬運工具和設備不符合要求，容易導致設備在搬運過程中發生滑落、碰撞等事故。因此，需要提前準備好適當的搬運工具和設備，并確保其符合搬運要求，以保證設備的安全搬運。

2.3 機電設備安裝與土建施工配合不到位

(1)前期設計存在協調問題。前期設計是機電設備安裝與土建施工配合的重要環節。在項目的設計階段，需要將機電設備的安裝要求與土建施工的要求進行充分的協調，確保兩者之間的銜接無縫。然而，在實際操作中，設計方和施工方之間的溝通不暢、設計變更頻繁等問題常常會導致安裝與施工的沖突。為了解決這個問題，設備施工、監理單位需要加強設計單位的溝通，及時進行變更協商，確保設計和施工的一致性。

(2)施工現場組織不力。施工現場組織是機電設備安裝與土建施工配合的另一個關鍵環節。施工現場通常狹小且繁忙，機電設備安裝與土建施工需要同時進行，協調難度較大。設備安裝施工單位需要合理規劃，確保施工現場的有序進行。例如，安裝機電設備前需要完成土建施工的基礎和支撐結構；而在土建施工過程中，也需要留出空間和管道位置，以便后續機電設備的安裝和維護。因此，設備安裝施工單位需要提前進行施工計劃編制，并與土建單位進行密切配合，確保施工順利進行。

(3)施工安排問題。施工作業安排是機電設備安裝與土建施工配合的另一個重要環節。施工作業安排需要根據機電設備安裝和土建施工的特點，合理安排施工隊伍和資源，以確保安裝和施工的質量和進度。例如，大型泵站的機電設備安裝常常需要高空作業和重型機械操作，對施工人員的技術水平和安全意識提出了較高的要求。此外，施工隊伍和設備的協同配合也是施工作業安排中需要注意的問題。因此，安裝施工單位需要進行人員培訓和設備保養，以確保施工作業的安全和高效。

(4)材料設備配送問題。材料和設備配送是機電設備安裝與土建施工配合中的一個重要環節。在施工過程中，需要將材料和設備按計劃和合理的順序配送到施工現場。然而，在實際操作中，材料和設備的提供常常存在延遲、不足以及損壞等問題，給施工進展帶來困擾。安裝施工單位需要與設備供應單位建立良好的合作關系，加強物資管理和控制，以確保材料和設備的及時到位。

3 解決機電設備安裝和運輸問題的措施

機電設備安裝和運輸存在的主要問題，可能會導致安裝施工質量下降、設備損壞或運行不正常。設備安裝施工單位應遵守相關標準規范，確保設備的選型、安裝定位、配套設備匹配等方面的問題得到合理解決，并加強安全管理和質量控制，以確保設備安裝工程的順利進行。設備供應單位要采取措施，解決設備運輸、包裝、裝卸環節存在的問題。

3.1 機電設備選型和尺寸不匹配的解決措施

(1)嚴格遵循設計要求。在設備選型和尺寸設計階段，設備安裝施工單位應嚴格按照工程設計要求和規范進行操作，確保選用的設備與設計要求相匹配，避免出現選型和尺寸不匹配的情況。

(2)定期開展設備檢查和測試。在安裝施工過程中，設備安裝施工單位應定期開展設備檢查和測試，確保設備的選型和尺寸符合要求，并及時發現和解決問題。通過檢查和測試，可以及時發現選型和尺寸不匹配的問題，為及時調整和解決提供依據。

(3)強化質量管理和監控。設備安裝施工單位應加強對安裝施工質量的管理和監控，建立相應的質量檢驗機制。在安裝過程中，嚴格按照相關規范和標準進行操作，確保設備選型和尺寸的匹配性，減少不匹配問題的發生。

(4)加強溝通和協作。設備安裝施工單位應與設備供應、監理、設計單位等相關方保持良好的溝通和協作，及時溝通設備選型和尺寸方面的問題，并共同解決。通過加強協作，可以避免選型和尺寸不匹配問題的發生，保證機電設備安裝施工質量。

3.2 機電設備運輸和搬運的解決方案

(1)合理包裝。機電設備在運輸前應進行合適的包裝，包括使用防震材料和防水材料等，以確保設備在運輸過程中不會受到碰撞和損壞。

(2)選擇合適的運輸工具。選擇適合的運輸工具非常重要，特別是考慮到設備的重量和體積。設備供應及設備安裝施工單位應根據設備的特點和運輸距離選擇合適的運輸工具，并確保運輸工具的可靠性和適應性。

(3)合理規劃運輸路線。在選擇運輸路線時，設備供應及設備安裝施工單位應考慮道路狀況、交通流量和設備的敏感性。避免選擇崎嶇不平的道路或經過擁堵的區域，以減少機電設備在運輸過程中的震動和振動。

(4)合理使用搬運工具。在搬運過程中，設備供應及設備安裝施工單位應根據設備的重量和大小選擇合適的搬運工具，并確保這些工具的質量可靠。同時，應制定搬運計劃，確保設備在搬運過程中平穩、安全地移動。

(5)嚴格遵守操作規程。設備供應及設備安裝施工單位應建立完善的操作規程，明確每個搬運步驟和操作要求。在搬運過程中，操作人員應嚴格按照規程操作，避免違規操作導致設備受損或安全事故發生。

(6)加強質量監控和驗收。在設備安裝施工過程中，應建立嚴格的質量監控制度，確保施工質量符合相關標準和規范。設備供應及設備安裝施工單位還應與設備供應商和相關監管部門密切合作，進行驗收和評估，確保設備安裝施工的質量。

3.3 機電設備安裝與土建配合不到位的解決措施

(1)加強協調溝通。在機電設備安裝與土建施工配合方面，首先需要加強設備安裝施工單位與建、監理設單位之間的溝通協調。應當明確各自的責任和任務，并確定溝通的方式和頻率，及時共享信息和解決問題。通過協調會議、項目例會等形式可以用來促進各方之間的協作與配合，確保施工進度和質量。

(2)設計優化。在機電設備安裝與土建施工配合方面，問題的根源往往來自于不合理的設計。因此，需要加強設計過程中的工藝優化和協調。設計人員應充分考慮土建施工和機電設備的空間需求、安裝要求等因素，制定出合理的施工方案，避免后續安裝過程中出現沖突和問題。

(3)注重施工協同。為解決機電設備安裝與土建施工配合問題，多家施工單位需要建立良好的協同機制。土建施工和設備安裝工作應相互配合，統一施工計劃和進度安排，明確作業區域和時間，避免雙方工作的沖突和干擾。同時，應建立臨時工地管理制度，確保施工現場的安全和秩序。

(4)提高施工人員素質。為提高機電設備安裝與土建施工配合的質量，參與的施工單位應加強員工的技術培訓和素質教育。培訓內容可以包括土建施工與機電設備安裝的基本知識、操作技能和協作意識等方面。通過提高員工的專業水平和團隊意識，能夠更好地解決問題和應對挑戰。

(5)加強風險管理。機電設備安裝與土建施工配合問題往往伴隨著一定的風險。為此，設備安裝施工單位需要制定完善的風險管理計劃，包括對施工過程中可能出現的問題和隱患進行預判和控制，制定應急預案和復工方案，確保安全施工和項目的順利進行。

(6)加強質量監督。質量監督是確保機電設備安裝與土建施工配合的重要環節。建設單位可以委托第三方監理機構對施工現場進行監督和檢查，確保工程按照規范進行，并及時發現和解決存在的問題。同時，參與的施工單位也應建立質量檢查和驗收制度，自行對工程進行質量控制，避免施工質量的漏洞和問題。

4 結語

大型泵站工程是水利工程中較為綜合、復雜的一類，在設計、土建施工、設備安裝等環節需要相互配合，任何一個環節的疏忽或者考慮不周都會影響到整個工程的施工進展和質量，甚至對后期運行、維護留下隱患。機電設備的安裝屬于整個泵站建設項目的核心步驟，高效、安全、準確的設備安裝至關重要。八里灣泵站作為南水北調東線工程最后一級泵站，運行揚程大、電動機功率高、機組運行時間長，至今設備運行良好，未發生機電設備不良故障，正是得益于機電設備高質量的安裝、維護。本文在結合八里灣泵站機電設備安裝的基礎上，結合筆者工作經驗，通過深入研究和分析，總結出泵站機電設備具有普遍性的問題及解決方案，為泵站工程設計、施工、安裝、運維人員提供經驗和建議。