新设计电动机基础改造技术在灌溉泵站中的应用研究

樊亚龙

摘  要：针对灌溉泵站长时间运行中机组出现的各种问题，以东雷二期抽黄灌区东王五级泵站为试点，采用新的设计方案对原电动机基础进行更新改造。通过对比改造前后机组运行平稳同心等参数，证明改造后的电动机基础在调整同心的过程、同心度参数的精确度等都实现简单易操作、同心度参数精确度提高、机组运行中更加平稳;持续定时采集改造前后机组运行中的位移及产生噪声，并比较两者变化趋势，发现改造后位移、噪声都大幅度较少。是投资少、见效快，且易于施工的更新改造技术，值得借鉴和推广。

关键词：灌溉泵站;位移较大;噪声较大;简单易操作;运行更加平稳;同心度精确度提高

陕西省东雷二期抽黄大型灌溉泵站位于关中东部渭北旱原台塬区，设计灌溉面积126.5万亩，是利用黄河水资源修建的一处多级高扬程大型电力提灌工程。灌区共建设泵站37座，安装水泵电动机组170套，总装机功率114.6MW[1]。由于建设年份较早，电动机基础均采用普通混凝土浇注及小尺寸角铁焊接地脚螺栓为支撑面、支撑面较小，运行时间较长，同心度参数调整不够精密，导致机组运行时会产生较大位移，机组震动较大，水泵新大修后运行较短时间就出现各种各样的问题，无法正常满足一个灌溉季节。

1 机组运行中位移及振动较大问题、调整同心度时操作问题

1.1 机组运行中位移及振动较大问题

此处位移及振动较大指检修后同心度参数调整至规定范围内，开机1344小时后水泵电动机均无自身故障的前提下机组的同心度数据有较大的变化，机组运行振动有明显的增大，使得机组整体工况下降，机组由于同心度的偏差导致轴承及各配件寿命大大的减小。机组停运后测量同心度与开机前同心度比较，下图1中可以看出，基础运行1344小时后同心度有较大的变化。检查电动机地脚螺栓无松动现象，分析得出的结果为：下图2中电动机四个角下面为四块垫板，去掉垫板后（图3）可以看到垫板仅仅使用两块较短的角铁焊接在于预埋的螺栓上面，且四周的混凝土已经松散，对垫板也未能起到支撑作用，电动机在启动后就会很容易破会调整好的同心度。

1.2 调整同心度时操作问题

从下图4与图5看，同心度调整时，电动机的前后左后调整主要是靠检修人员用大锤左右敲打使得电动机发生位移，此种做法会使电动机在长期的敲打中电动机外壳发生变形甚至破损，同时搭在背靠轮上面的百分表也会因为敲打时产生的振动而经常性的掉落，损坏百分表。电动机的垂直升降是用撬杠往起撬，既容易破坏电动机基础又费力，由于撬杠容易滑落，导致不安全存在。

抽黄泵站的电动机现在普遍存在以上问题，为解决此问题，二黄管理局从新设计电动机基础，以东王五级抽水泵站作为试点，在不改变其他建筑物和设备的前提下，将原电动机基础更新改造并对改造前后水泵运行情况及调整同心度操作过程进行比较分析。

2  电动机基础技术改造

2.1 电动机基础改造理论及过程

新式电动机基础理论是把原有电动机基础沿着预埋螺栓四周混凝土砸破掏空（如下图6），整个平面下降300mm，在破损混凝土前首先要测定原有的垫板高程及螺栓的位置。电动机底座垫板放大且四块垫板焊接与一体再于预埋的螺栓焊接，焊接過程中整个垫板必须水平（用水平仪等测量仪器测量至水平）且垫板的高程高于测量垫板高程2mm。考虑到垫板较大，仅用螺栓焊接力度不够，在垫板下面用螺纹钢焊接且埋与混凝土中与螺栓在焊接在一起（图7）。垫板节螺纹钢焊接完成后，对整个基座进行混凝土浇注，考虑到底座的整体性能，还需要焊接钢筋网（图8），普通的混凝土浇注的话会使垫板及钢筋与混凝土之间有缝隙，尤其是垫板下面有缝隙的话垫板与混凝土之间就不密实，这样对机组运行中也会产生震动，所有我们在这里采用的是‘高密度无收缩灌浆料进行浇注来防止垫板与混凝土之间出现缝隙。整体垫板在施工当中不可能绝对的水平，为了做到垫板整体尽量的水平，在固定垫板高程时垫板高程高于测量高程2mm，安装完成后使用便携式跑床对整体垫板下降2mm，这样垫板高程就与原来的高程相同且垫板平整度也就达到了要求。为了解决在调整同心度时电动机的前后左后位移能方便且不对电动机外壳产生破坏的情况下，我们还对电动机垫板焊接了用螺丝调节电动机的前后左右位移（图9）。对于解决电动机垂直方向的位移，我们在电动机四个角焊接了钢板，利用千斤顶在四个角或者是任意两个对角同时顶起实现（图10）。

2.2 电动机技术改造

对电动机基础的技术改造，是根据现场技术要求，针对机组实际运行情况，不动水泵基础及电动机本身，设计出与原基础高程相等。

本次试点的东王五级抽水站安装3台600S-32A型水泵，（2#、3#、4#）配套Y400-6型电动机，额定转速989r/min，重量2960KG。将4#机组电动机基础进行了改造，其他机组仍然采用之前电机基础。

2.3 电动机基础改造后效果

通过对同一机组运行后测试，如下图11为4#机组运行前与运行1780小时后同心度的对比。

可以看到电动机基础改造后，机组运行更长时间后同心度与初始调整后的同心度只有轴向增大0.01mm，径向变化为0。图1中4#机组电机基础没有改造时运行前与运行1344小时后同心度径向增大0.10mm、轴向增大0.16mm。两者比较说明改造后的电动机基础对于机组运行平稳方面来说性能非常的优越。

从同心度调整过程来看，改造前电动机前后左右位移靠大锤敲打，改造后电动机前后左右位移靠螺丝紧固（图12）。改造前电动机垂直升降靠撬杠撬起，改造后电动机垂直升降靠电动机四个角的任何两个对角用千斤顶顶起（图13）。两者相比可以看出，基础改造后在调整同心度的过程中变得简单而又安全。

3  结论

对建成年份较早的灌溉泵站，由于设计和施工标准等原因，大多数电动机基础现都已无法满足机组平稳运行，容易出现运行没多久同心度就超过规范值，调整同心度的过程也不科学，电动机基础改造后具有如下优势：

（1）在不动水泵电动机及水泵基础上，只改造电动机基础，改造成本低，实施简单，操作性强。

（2）机组运行平稳。在其他条件不变的情况下，基础改造后机组运行平稳，机组运行周期变长。

（3）节约。机组运行平稳后，水泵电动机的轴承及各配件寿命不会由于机组震动寿命减小，反之寿命相对都增加。

（4）调整同心易操作。改造后在调整同心过程中变的简单容易操作，调整同心度时间也大大缩短。

参考文献：

[1]李桂钧，吴寿林.现代化大型灌排泵站建设研究[J]黑龙江水利科技，2020，48（8）：72-75.

[2]田彩霞.水利工程泵站机电设备故障诊断方法分析[J].农业科技与信息，2019（24）：106-107.

[3]戴阳.水利泵站机电设备的安装与检修技术研究[J].住宅与房地，2019（33）：206.

[4]刘文铮.水利工程提水泵站更新改造策略及技术分析[J].地下水，2019（5）：222-224.