第九章常用设备及自控系统安装

第九章常用设备及自控系统安装给排水工程施工市政与环境工程学院

田长勋水泵安装，包括：基础施工，安装前准备，机泵安装，进、出口管道及附属设备安装和水泵运行调试及故障处理。及其他几种设备的安装。内容提要主要内容：1、给水排水工程设备分类;2、常用的几种设备安装。学习重点：9-1概述

给水排水工程所采用的设备及自控系统是给水排水工程重要的组成部分，其安装质量好坏对整个系统的运行、设备的寿命、管理及维护等诸多方面起着举足轻重的作用。所以不能忽视设备及自控系统的安装。

给水排水工程所采用的设备很多，专业性强，根据各自用途，大致可分为以下几类：

1.加压设备：用来增加输送介质的动能和势能的通用设备。它是给水排水工程中不可缺少的设备。如水泵、气压给水装置、鼓风机、空气压缩机等设备。

2.搅拌设备：使多种介质充分混合均匀的机械设备。常用在水处理工程中，如：机械混合搅拌设备等。

3.投药设备：用来投加混凝剂等药剂的设备。如：水射器等设备。

4.消毒设备：用来投加消毒剂的设备。如：加氯设备等。

5.换热设备：用于热交换的热设备。如：锅炉、热交换器等设备。6.过滤设备：用于截留水中固体物质的设备。如：压滤器等设备。

7.曝气设备：用来增加液体中氧含量的设备。如：曝气机等设备。本章仅对常用的几种设备安装进行介绍。其他设备安装均可参考进行。不管哪种设备安装，在安装前必须按照设计图或设备安装技术说明书，配合土建施工做好预留孔洞及预埋铁件等工作，以便顺利地进行设备安装。还必须根据说明书了解设备的技术性能、运输、储存、安装和维护要求，使设备发挥最大效益。9-2水泵安装水泵的形式种类很多，在给水排水工程中常用的有单级（多级）离心泵、深井泵、污水泵、杂质泵、轴流泵等。本章重点介绍离心式水泵安装。水泵安装流程为：水泵基础施工、安装前准备、水泵安装、动力机安装、试运转。安装前应对主要设备及附件进行清点，检查质量是否符合规定，数量是否正确；准备好安装工具、吊装设备及消耗材料等、按图纸明确水泵型号、机组布置特点、吸、压水管路布置特点，泵轴高程及坐标等。一、基础施工水泵基础大多采用混凝土块体基础。

（一）基础尺寸及放样

基础尺寸必须符合设计图的要求。若设计未注明时，基础平面尺寸的长和宽应比水泵底座相应尺寸加大100~150mm。基础厚度通常为底脚螺栓在基础内的长度（见表9-1）再增加150～200mm，并且不小于水泵、电机和底座重量之和的3～4倍，能承受机组荷载及振动荷载，防止基础位移。基础放线应根据设计图纸，用经纬仪或拉线定出水泵进口和出口的中心线、水泵轴线位置及高程。然后按基础尺寸放好开挖线，开挖深度应保证基础面比泵房地面高100～150mm，基础底有100～150mm的碎石或砂垫层。表9—1水泵底脚螺栓选用表600～700500200～400底脚螺栓埋入基础内的长度/mm4236302420161210底脚螺栓直径/mm49～5541～4834～4028～3323～2718～2214～1712～13底脚螺栓孔直径/mm一、基础施工

(二)基础支模及浇筑

支模前应确定水泵机组底脚螺栓固定方法。固定方法有一次灌浆法和二次灌浆法两种。一次灌浆法是将水泵机组的底脚螺栓固定在基础模板上，然后，将底脚螺栓直接浇筑在基础混凝土中。要求基础模板尺寸、位置及底脚螺栓的尺寸、位置必须符合设计及水泵机组安装要求，不能有偏差，并应调整好螺栓标高及螺栓垂直度,见图9-1

一、基础施工

二次灌浆法是施工基础时，预留好水泵机组的底脚螺丝孔洞，然后浇灌基础混凝土。预留孔洞尺寸一般比直底脚螺栓直径大50mm，比弯钩底脚螺栓的弯钩允许最大尺寸大50mm，洞深应比底脚螺栓埋入深度大50~100mm。待水泵机组安装时，第二次灌混凝土固定水泵机组的底脚螺栓。

基础混凝土浇筑时必须一次浇成，捣实，并应防止底脚螺栓或其预留孔模板歪斜、位移及上浮等现象发生。基础混凝土浇筑完成后应做好湿养护工作，养护期通常为21-28天。一、基础施工二、安装前的准备

（一）水泵检查

水泵名称、型号和规格应符合设计要求，不得混淆。水泵不应有缺件、损坏和锈蚀等情况，管口保护物和堵盖应完好，否则应做水泵解体检查。解体检查应与生产厂家共同进行。水泵机组盘车应灵活、无阻滞、卡住现象，无异常声音。除此之外，还应清洗填料函、轴承，给滚珠轴承加新黄油，进行减漏环检查等。

（二）电动机检查水泵的动力主要来源于电动机、柴油机、汽油机等。传动方式有接传动(一般采用联轴器等直接传动)和间接传动(一般采用皮带等间接传动)。在电动机安装前对电动机进行检查。即：电动机转子在盘动时不得有碰卡现象；轴承润滑脂应无杂质、无变色、无变质及硬化现象；电动机引出线的铜接头焊接或压接良好，且编号齐全。二、安装前的准备

（三）管路检查

在管道安装前，应当检查管子与附件的质量、管径、长度、规格、数量等是否满足要求。特别应检查已预留的吸水及压水管内有无渣滓；位置尺寸是否正确；法兰盘是否对眼；螺栓是否齐全。

（四）混凝土基础检查在水泵机组安装前，应对基础进行复查。混凝土基础的强度必须符合要求，基础表面平整，不得有凹陷、蜂窝、麻面、空鼓等缺陷。基础的大小、位置、标高应符合设计要求。底脚螺栓的规格、位置、露头应符合设计或水泵机组安装要求。对于有减震要求的基础，应符合设计要求。三、机泵安装（一）离心泵安装1.安装底座（1）将底座置于基础上套上地脚螺栓，调整底座的纵横中心位置与设计位置一致。然后进行地脚螺栓二次灌浆，养护一段时间后在进行后续操作。（2）底座与基础之间一般应加垫铁，如图9-2。垫铁的作用是：一方面增加机组在基础上的稳定性，另一方面便于调整底座的水平与标高。（3）测定底座水平度。纵向（轴向）允许误差：整体安装的水泵≤0.10/1000；解体安装的水泵≤0.20/1000。横向（水泵进出口方向）允许误差：整体安装的水泵≤0.20/1000；解体安装的水泵≤0.05/1000。

若水泵机组应进行减震安装时，必须按照设计要求安置减振器或减振垫。三、机泵安装

2.安装水泵（1）水泵起吊的方法根据水泵重量大小，可采用泵房内设置的永久起重设备（手动单梁起重机等）或临时设置的起重设备（三脚架葫芦等），起吊水泵时，起吊钢丝绳应系在水泵的泵体上，不能系在轴承及轴承坐上，以免损坏水泵。（2）水泵的找正包括中心线找正、水平找正及标高找正。以便水泵与进水、出水管，水泵与原动机很好的联接。

三、机泵安装

3.安装电动机电动机的安装是以安装好的水泵为标准，由于传动方式不同，对电动机的安装要求也不一样。（1）直接传动当电动机的转速转向与水泵的转速转向一致时，采用联轴器直接连接传动。电动机安装时要求水泵轴与电动机轴在一条直线上（即同心），同时两联轴器之间应保持一定的间隙。具体地就是使两联轴器的轴向间隙和径向间隙符合要求。（2）间接传动电动机与水泵间接传动方式，一般采用皮带传动。电动机安装除了要求水平外，主要是电动机与水泵的轴线要互相平行，两皮带轮的宽度中心线在一条直线上。高程等其他安装要求也应符合规定。三、机泵安装

三、机泵安装（二）轴流泵安装轴流泵属中、大流量，中、小扬程的水泵。其外形很像一根水管，泵壳直径与吸水口直径差不多大，见图9-5。它可以垂直安装（立式）、水平安装（卧式）、也可倾斜安装（斜式）。卧式轴流泵安装同卧式泵安装基本一致。下面仅就立式轴流泵安装方法作简要介绍。1.安装前准备工作立式轴流泵一般是安装在水泵梁上，电机却安装在泵上面地上电机梁上，如9-6所示。安装前应对照水泵样本，对水泵梁与电机梁的标高，各自的地脚螺丝孔的间距尺寸它们之间的相对位置关系予以较全面的检查。并检查泵轴、传动轴（不应弯曲）、橡胶轴承（不应沾染油脂）。

2.安装程序（1）水泵部件就位（2）电机座就位（3）校准水平（4）校正传动轴孔与泵轴孔的同心度（5）泵体安装（6）传动轴安装（7）灌填水泥砂浆（8）电动机安装三、机泵安装三、机泵安装（三）深井泵安装用来抽升深井地下水的井泵称为深井泵。其构造如图9-7。由叶轮、泵轴、导流壳等组成泵体，它与吸水管和滤水网一齐位于深井下部，浸没于水中。泵体上部是杨水管（泵管）其管节长一般为2m或2.5m，采用螺栓连接，管间为固定橡胶轴承的承托轮。泵管的中间为传动轴，传动轴采用左螺纹联轴器连接。泵管的上部连接泵座的出水管。泵座上安装立式电机。

图9-7深井泵1-叶轮；2-传动轴；3-上导流壳；4-中导流壳；5-下导流壳；6-吸水管；7-杨水管；8-滤水网；9-泵底座弯管10-轴承；11-联轴器；12-电动机三、机泵安装四、进、出口管道及附属设备安装（一）进水（吸水）管道安装离心水泵水平吸水管的安装应保证在任何情况下不能产生气囊。吸水管路上必须采用偏心渐缩管；管路的水平方向的中心线必须向水泵方向上升，坡度应大于5‰-20‰。图9-10示出了吸水管与水泵连接的正确安装和不正确安装情况。水泵吸水管路的接口必须严密，不能出现任何漏气现象。管路连接一般应采用法兰连接或焊接连接，管材可用钢管或铸铁管。水泵泵体进、出口法兰的安装，其中心线允许偏差为5mm。在靠近水泵进口处的吸水管路应避免直接装弯头，而应装一段约为3倍直径长的直管段。以保证水流在进口处的流速分布均匀，不影响水泵的效率。为保证水泵正常运行，吸水管路一定要设置支承，以避免管路重量传到泵体上。吸水管在吸水井（槽）内的安装应满足图9-11所示的基本要求。四、进、出口管道及附属设备安装四、进、出口管道及附属设备安装（二）出水（压水）管道安装压水管道安装，应做到定线准确，管坡满足设计要求。管道连接一般采用法兰连接以便装拆、维修，管材可用钢管或铸铁管。铺设在地沟内的管道的法兰外缘距沟壁与沟顶盖不得小于0.3m。在压水管路的转弯与分支处应采用支墩或管架固定。以承受管路上的内压力所造成的推力。四、进、出口管道及附属设备安装（三）水泵附属设备1.引水系统安装引水箱及联结管道应严密，保证在0.1MPa的负压时不漏气。水泵泵轴的填料函处应保证不能产生较多的漏气。真空系统的管道安装应平直、严密、不得漏气，不得出现上下方向的S型存水弯。真空系统的循环水箱出流管标高应与水环式真空泵标高一致。2.其它设备安装在水泵壳的顶部应安装放气阀，便于水泵启动前充水时排气用。在水泵压水管上应安装止回阀、闸阀、压力表等。止回阀一般在水泵与闸阀之间安装，压力表安装在水泵压水管的连接短管上。在水泵吸水管上按设计要求安装真空表、闸阀等。四、进、出口管道及附属设备安装（三）水泵附属设备3.水泵的隔振、减振安装

（1）当水泵机组安装采用减振措施时，在水泵的吸、压水管上应安装可曲挠橡胶接头等，以隔绝水泵组通过管道而传递振动，防止管路上的应力传至水泵。一般可曲挠橡胶接头等应分别安装在渐缩管与阀件之间，法兰连接。（2）当水泵机组有减振要求时，还应在管道上安装弹性管架，见图9-12。五、水泵运行调试及故障处理（一）水泵运行调试

在水泵机组安装完毕后，在运行前应检查所有与水泵运行有关的仪表、开关，应完好，灵活；检查原动机的转向是否符合水泵的转向要求；各紧固连接部位不应松动，按照水泵机组的设备技术文件要求，对润滑部位进行润滑。水泵机组的安全保护装置应灵敏、可靠。按设计方式进行水泵机组的启动，同时观察机组的电流、真空、压力、噪声等情况。若不能启动，则应从电气设备、水泵、吸水管路、引水系统等方面逐个查找，排除故障。机组启动时，周围不要站人。水泵机组在设计负荷下连续运转不应少于2小时，在此期间，附属系统运行应正常，真空、压力、流量、温度、电机电流、功率消耗、电机温度等要求应符合设备技术文件要求；运转中不应有不正常声音，无较大振动，各连接部分不得松动或泄漏；泵的安全保护装置应灵敏、可靠。除此之外，还应符合设备技术文件及有关规范的规定。五、水泵运行调试及故障处理

试运转结束后，关闭泵的进、出口阀门和附属系统的阀门。离心泵停泵前应先将压水管阀门关闭，然后停泵；按要求放净泵内积存的介质，防止泵锈蚀、冻裂、堵塞。若长时间停泵放置，应防止设备玷污、锈蚀和损坏。滚动轴承小于70℃，滑动轴承小于60℃，运转温升小于35℃轴承温度无异常声音，平稳，无较大振动运转状况不超过额定值电动机电流值松紧适当，应有少量水渗出，温度不应过高填料函压盖处无渗漏，螺栓无松动各法兰连接处检查结果项目水泵调试、验收要求五、水泵运行调试及故障处理（二）水泵运行常见故障处理

1、启动困难

大多属于底阀、吸水管泄漏，真空系统出故障或排气阀孔未打开造成吸水管及水泵灌不满引水。

2、不出水或水量过少

不出水或水量过少的故障原因主要有引水不满，泵壳中存有空气；水泵转动方向不对；水泵转速太低；吸水管及填料函漏气；吸水扬程过高发生气蚀；水泵扬程低于实际扬程；管路、叶轮等出现堵塞或漏水；水面产生漩涡空气带入水泵；出水阀门或止回阀未开等。

3、振动或噪声过大其故障主要原因有基础螺栓松动，隔振装置不够或损坏；泵与电机安装不同心；吸水扬程太高发生气蚀；轴承损坏与磨损等。

4、水泵运行中突然出现停止出水

进水管路突然被杂物堵塞；叶轮被吸入杂物打坏；进水管口吸入大量空气等。五、水泵运行调试及故障处理

水泵运行中出现故障后一般应停止水泵运行，找出故障原因，排除故障后再行运转。防止故障首先应按照设计及设备技术书的要求安装施工，保证管路连接紧密，保证有足够的水量，保证水泵安装高度符合要求，保证管路阀件等不出现堵塞等。9-3

其他设备安装一、通风机安装二、空气压缩机安装三、常用容器的安装一、通风机安装

风机安装前根据设备清单核对其规格、型号是否与设计相符，零配件是否齐全。再观察外表有无损坏、变形和锈蚀现象。对小型风机可用手拨动风机叶轮，检查是否灵活。旋转后每次都不应停留在同一位置上，并不能碰壳。对大型风机需现场组装，应检查各叶片尺寸、叶片角度、传动轴等使之符合设计要求。

一、通风机安装

（1）安装要点

冷却塔上风机安装，由于叶片尺寸大往往采用现场组装。传动方式有直接传动和间接传动。

1）组装时搬运和吊装的绳索捆缚不得损伤机械表面，转子齿轮轴两端中心孔、轴瓦的推力面和推力盘的端面、机壳水平中分面的连接螺栓孔、转子轴颈和轴封处均不得作为捆缚位置。不应将转子和齿轮轴直接放在地上滚动或移动。2）

组装时应保证叶片安装角度符合设计要求，固定应牢固，旋转方向正确；保证叶片传动轴与电机轴应同心连接，并且偏心不超过0.01mm；保证减速器轴、传动轴中心和电机轴在同一轴心上，其径向振幅不大于0.05mm；叶片外缘与风筒内壁之间间隙误差不大于±5mm，用手推动叶片能灵活转动；组装时轮间间隙不超过1mm；机械各部螺丝应牢固、齐全。3）风机的润滑、油冷却和密封系统的管路的受压部分应作强度试验，水压试验压力应为最高工作压力的1.25～1.5倍。减速箱内应注入50号机油在规定红线以上；减速箱油温等自动控制设备准确好用。电源接线应正确牢固。一、通风机安装

一般中、小型风机都是整机安装，电机与风机之间有直接传动和间接传动。

1）整机风机安装时搬运和吊装的绳索不得捆缚在转子和机壳或承轴盖的吊环上。2）风机一般安装在墙洞内、支架上或混凝土基础上，预留底脚螺栓孔尺寸应准确。安装时应使底座水平，风机和电机应找平找正，轴心偏差应在规定范围内，叶轮与机壳不得相碰。3）拧紧风机底脚螺栓，必要时可用橡胶减振垫或橡胶板来减小风机振动噪音。4）风机安装允许偏差应符合设备技术文件及有关规定要求。一、通风机安装

（2）试运转要点

1）风机试运转时间应不小于2小时，试运转应平稳，转子与定子、叶片与机壳无摩擦。2）油路、水路应正常，不得漏油、漏水；滑动轴承、滚动轴承以及润滑油的温升、最高温度等指标应符合设备技术文件及有关规定要求。3）风机运转时的径向振幅应符合设备技术文件及有关规定。二、空气压缩机安装

（一）安装要点

1）空气压缩机整机安装时，应按机组的大小选用成对斜垫铁。对超过3000r/min的机组，各块垫铁之间，垫铁与基础、底座之间的接触面积不应小于接合面的70％，局部间隙不应大于0.05mm。每组垫铁选配后应成组放好，防止错乱。机组的水平偏差≤0.10/1000。

2）底座上导向键（水平平键或垂直平键）与机体间的配合间隙应均匀，并应符合设备技术文件的规定。3）安装允许偏差应符合表9-2规定。二、空气压缩机安装

塞尺和专用工具检查≤0.10mm上下机壳结合面未拧紧螺栓前的局部间隙卡尺或塞尺检查≤0.05mm轴承座与底座或机壳锚爪与底座间的局部间隙在机壳中分面上用水平仪检查≤0.10/1000设备横向安装水平在主轴上用水平仪检查0.05/1000设备纵向安装水平水平仪、经纬仪检查±2mm设备中心的标高和位置检验方法允许偏差项目表9-2安装允许偏差≤二、空气压缩机安装

（二）试运行要点

1）试运转前应将润滑系统、密封系统和液压控制系统清洗洁净并应作循环清洗，保证完好。盘动主机转子应无卡阻和碰刮想象；机组各辅助设备、仪表运转正常，各项安全措施符合要求。2）小负荷试运转4～8h。要求各运动部件声音正常，无较大的振动；各连接部件、紧固件不得松动；润滑油系统正常、无泄漏。3）空气负荷试运转。开始时，排气压力每5min升压不得大于0.1MPa，并逐步达到设计工况。连续负荷试运转的时间不应小于24h。运转中，每隔一定时间应检查油温、油压等运行参数。应满足各油、气、水系统应无泄漏的要求；各级排气温度和压力必须符合设备技术文件的要求；安全阀灵敏可靠等要求。三、常用容器的安装

给水排水工程中的容器有压力容器和非压力容器，如：给水压力滤器、离子交换软化水处理罐等。按照材料不同又有金属容器、非金属容器之分，非金属容器常用热塑料性塑料、玻璃钢等。压力金属容器的一般构造如图9-13所示。由罐身、封头（上封头）和罐底（下封头）3个主要部分组成。图9-14是两种封头示意。压力金属容器的一般制作方法为：先分别制作罐身、封头、罐底及和接管法兰，然后将各部件焊接拼装。常用的金属材料有碳钢、低合金钢和不锈钢等。制作用钢材的化学成分和机械性能应符合有关规范的规定。

三、常用容器的安装三、常用容器的安装

对于容器制作的要求应符合相应的规程和规范规定。金属容器必须按照设计要求安装。安装时其水平度：纵向允许偏差不大于容器总长度的1/1000，且不大于10mm；横向允许不大于容器直径的1/1000，且不大于3mm。垂直度不大于容器高度的1/1000。标高允许偏差不超过15mm。中心线位移不大于5mm，一般采用水准仪、水平尺（直形或U形）检查。非金属低压容器的安装应按设计要求放置在混凝土等材料制成的支墩上。安装标高允许误差5mm，水平度偏差应不大于容器长度的1‰，但不得大于10mm，中心线位移不得超过5mm。9-4

自动控制系统安装一、仪表安装二、自动控制设备安装三、控制电缆的铺设四、自动控制系统的调试一、仪表安装

给水排水工程常用的探测器和传感器往往都结合组装成取源仪表。常用的取源仪表有流量计、液位计、压力计、温度计、浊度仪、余氯仪等等。

取源仪表的取源部件安装可与工艺设备制造、工艺管道预制或管道安装同时进行；需开孔与焊接时，必须在管道或设备的防腐、衬里、吹扫和压力试验之前进行；开孔孔径应与取源仪表相配合，开孔后必须清除毛刺、锉圆、磨光。取源仪表安装位置、规格型号应符合设计或设备技术文件的要求。一般安装在测量准确、具有代表性、操作维修方便、不易受机械损伤的位置上。需观察时安装高度宜在地面上1.2～1.5m处，传感器应尽可能靠近取样点附近垂直安装。室外安装时应有保护措施，防止雨淋、日晒等。取源仪表的接线端子及电器元件等应有保护措施，防止腐蚀、浸水；连接应严密，不能疏漏。二、自动控制设备安装

自动控制设备安装前，应将各元件可能带有的静电用接地金属线来放掉。安装地点及环境应符合设计或设备技术文件的规定。一般地，安装地点应距离高压设备或高压线路20m以上，否则应采取隔离措施。自动控制系统安装的接地要求见表9-3。对于输入负载CPU和I/C单元等尽可能采用单独电源供电。与系统联接的测量仪表的模拟信号屏蔽应接地其它＜100Ω接地电阻

20m接地线长度应独立接地，不能与零线或其它接地线共接独立性要求项目表9-3自动控制系统接地要求≤三、控制电缆的铺设

控制电缆铺设前应按设计要求选用电缆的规格、型号，必要时应进行控制电缆质量检验，以防输送信号减弱或外界干扰。控制电缆配线应输入、输出电缆分开，数