中国中铁四局市政分公司 安徽合肥 230051
摘要：作为我公司的主营方向，污水处理厂的建造经验相当丰富，土建施工工艺也已相当成熟。但随着科学技术的不断发展和工业化大生产的不断发展，机电设备领域的更新换代速率大大加快，新技术、新材料、新设备、新工艺层出不穷。机电安装领域是我公司历来薄弱的环节，技术力量不足，承揽的机电安装工程规模普遍较小，进度、质量、技术、成本大部分依托外协队伍和分包单位进行控制，导致技术跟不上时代、管理上不了层次。鉴于公司一些新同事对污水处理厂接触不多，本文依据近年的施工经验和自身知识学习的总结，对污水处理厂的机电安装工程作了一番个人的阐述，不说规范、不讲数据，旨在开宗明义，缕清脉络，使大家对安装专业有个框架性和重要性的认识，相互学习提高。
如果从整个专业领域来看机电安装的组成和分类，按《施工质量验收统一标准》来看主要分两大类：工业机电安装和建筑机电安装。其中工业机电安装分七个分部：设备安装、管道安装、电气安装、自动化仪表安装、设备及管道防腐蚀、管道绝热和工业炉砌筑；建筑机电安装分五个分部：建筑给排水及采暖、建筑电气、通风与空调、电梯工程。污水处理厂的安装工程中，除工业炉砌筑工程基本不接触外，其他十一个分部均有涉及。如果范围更广泛一些，在水系统之外，还有石油化工工程、冶炼工程、电力工程等等。在这里，我想从跟我们接触最紧密、实际应用较多的污水厂设备安装开始展开。
一、主要设备种类
污水处理厂设备的主要组成根据污水厂工艺的不同也会有所不同。常用的污水处理工艺有：氧化沟工艺、A2/O工艺、A-B工艺、组合交替式工艺、改良A/O与A2/O工艺、SBR与CAST工艺、纤维微孔过滤工艺、活性污泥工艺等物理、化学、生物处理工艺。与上述工艺配套的机械设备常用的有闸门、污泥泵、格栅机、除砂设备、砂水分离器、曝气设备、水下搅拌器、吸刮泥机、滗水器、消毒设备、除臭设备、起重设备、输送设备、鼓风机、脱水机、加药泵、各类阀门、仪表、计量设备和工艺管道、电气设备、自动化控制系统设备等。为了清晰脉络，我们姑且将其分为工艺设备、工艺管道、电气设备、自动化控制系统四大部分。
二、设备安装的工序流程以及常见问题
从我工作几年的经验，设备安装的程序大同小异，个别成套设备和特殊定制设备可能会有所不同。主要施工程序如下：
设备开箱检查→基础放线→设备基础检查验收→垫铁设置→设备吊装就位→安装精度调整与检测→设备固定与灌浆→零部件装配→润滑和设备加油→设备试运转→工程验收
2.1开箱检查
开箱检查的重要性会被很多人所忽视，其实开箱检查对工程进度、质量和进度款拨付都有很大的关系。作为技术人员，不能将开箱检查的责任推给物设部门，而是要主动参与。
由于设备的多样性和复杂性，以及装车、运输过程中的不确定性，运到现场的设备的备件、附件可能会与合同要求不符，元器件型号、规格可能与设计图纸不符，运输过程中设备发生变形、损坏等。开箱检查时及时发现问题，就能避免施工过程中不必要的麻烦和工期耽误。
工艺设备是生产工艺线上的重要一环，设备质量问题也会影响工艺试运行的质量。例如设备的各种铭牌参数如果与设计文件的不符合，安装时未发现，就会影响试运行的效果和工艺系统的性能，甚至造成试运行事故。
安装工程的进度款拨付也与开箱检查有很大关系，通常安装合同会规定设备到场检验合格后拨付一定比例的进度款，有些同事往往在安装完后才会向建设单位递交相关资料，一方面影响资金的及时回笼，另一方面也给自身增加了不少责任风险。
2.2基础放线
基础放线主要是依据设备布置图和测量控制网确定设备安装的基准线和基准点。一方面可以为设备定位和安装提供依据，其次可以再安装前发现土建基础的问题，如标高、中心线、尺寸、位置等。
2.3设备基础检查验收
基础验收是设备安装前检查的重要内容。与设备质量检查一起，属于安装精度控制的一环。基础验收的主要内容有：混凝土质量检查；基础沉降观测；外观；预埋地脚螺栓的检查等。
2.3.1混凝土质量
混凝土的质量要素无非是混凝土配合比、混凝土养护和混凝土强度。在土建与安装交接时，必须要求相关单位出具质量合格证明文件，必要时还要进行复测。
2.3.2基础沉降观测
一些重要设备的基础，特别是重量较大、安装精度要求较高的设备，在设备安装前和安装后，都要有完整的沉降观测记录。这也是安装过程中技术人员往往忽视的环节，不光是本单位的观测，还要有土建单位的沉降观测记录资料。通过数据分析，了解基础沉降的趋势，为设备找正和精度调整提供依据。不少设备试运行时发现震动较大、出口阀门或法兰漏水等现象，都是由于观测不到位，设备发生水平度和标高的偏差导致的。
2.3.3地脚螺栓的检查
地脚螺栓的质量主要是控制住位置、标高和露出基础表面的长度三个要素。地脚螺栓对后续工作的影响还是比较大的，比如设备的固定以及垫铁的设置等。现在很多设备的固定形式也是多种多样，在昆明项目中高压鼓风机的安装采用的新型膨胀螺栓固定，对安装要求还是很高的。（由于设备尚未进场安装，未附图片）
2.4垫铁设置
垫铁，顾名思义，就是垫在设备底部的部件。通过调整垫铁的厚度，可使设备安装达到设计要求的水平度和标高。我们平时主要用的是平垫铁和斜垫铁，现在又有了一种调整垫钢板，具有结构紧凑、使用方便、安全可靠的特点。
个人觉得垫铁设置的质量问题还是很多的，比如垫铁放置的间距和位置，垫铁的数量，特别是垫铁放置并调整完毕后，要定位焊焊牢，这是个质量问题常发点。包括个人在内，往往忽视。
2.5设备吊装就位
大型设备的其中运输是一项技术性强、危险性大的特殊工种作业。污水处理厂由于设备型号多、单台设备体型大、质量重、安装空间小等特点，需要编制专项施工方案。吊装前要对作业现场的环境，重物吊装线路及吊运指定位置，起吊高度，设备重量等参数进行分析校核，达到安全起吊和就位的目的。
室内设备的吊装主要是污水提升泵房、鼓风机房、脱水机房及加药间内的设备。这些室内设备较多，单台重或单件重。因鼓风机房、提升泵房、脱水机房内的设备吊装是在土建结构完成之后进行的，故可利用室内安装好的起重机和电动葫芦作为起重设备，节约成本。
2.6安装精度调整与检测
设备安装精度的测量主要分六部分：设备安装轴线间距的测量；设备安装标高、相对高差的测量、设备安装水平度的测量、设备两轴线的垂直度测量、设备部件间的间隙测量、设备部件同轴度测量。如下图即是同轴度测量示意图（简单示意）。
精度测量的检测工具有：框式水平仪、角尺、塞尺、直尺、磁座指示表（千分表）、激光对中仪等。如下图即千分表：
同轴度测量的原理即是通过固定在对轮一侧的靠背轮上，将千分表指针紧靠另一侧靠背轮，调零后旋转，在0度、90度、180度、270度时记录千分表的指示数据。如果数据超过规定允许值，则说明同轴度精度不够，需要重新调整。
2.7设备固定与灌浆
设备灌浆分为一次灌浆和二次灌浆。一次灌浆是在设备粗找正后，对地脚螺栓孔进行的灌浆；二次灌浆是在设备精找正后，对设备底座和基础间进行的灌浆。而常用的灌浆料有：细石混凝土、无收缩混凝土、微膨胀混凝土、环氧砂浆等。
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基础灌浆时容易发生的质量问题我认为主要有两种：一是灌浆料的质量。规范要求灌浆料的强度等级一般要比基础混凝土强度等级要高一级；另外，灌浆层与设备底座接触要求的不同，对灌浆料的选择也会不同。因此灌浆料的配制、性能和养护是大家需要关注的要点。二是灌浆施工的质量。灌浆前对基础表面要清洗洁净，尤其是地脚螺栓孔内不能有积水和杂物，灌浆层与基础表面的基础面也要凿毛处理，增加结合度。
2.8零部件装配
部分设备由于体积大或重量大，到场时为解体到货。例如汽轮机，主要由汽轮机本体、调节系统、保安系统、供油系统、汽水系统、自控系统六大部分组成。其中包含变速箱、冷却器、油站等部件，如图：
解体式设备安装，不仅要保证设备的定位位置精度和各部件间相互位置精度，还必须再现制造、装配的精度，在安装现场，要达到制造厂的标准，保证其安装精度要求是很高的。零部件装配一般是从组合件开始，从小到大，从简单到复杂，由组合件装配成部件，最后由部件进行总装配。技术人员和技术工人需要非常熟悉图纸，对原理、材料、部件位置等熟捻于心，安排好施工顺序和工作分工，才能保质顺利的完成。
2.9润滑和设备加油
润滑和加油是单机试车前的检查内容之一，根据不同的设备情况也有所不同。概念无需赘述，在这里强调主要是因为它是设备良好正常运行的重要保证。例如二沉池的刮泥机安装完毕后，对齿轮箱的润滑加油；以及加药间加药计量泵的加油，另外还有一些设备在运行前加水和充气等等。
2.10设备试运转
一般来讲，除非是EPC模式的工程项目，施工单位所负责的仅仅是单机试运行，而联动试运行和负荷试运行都是由建设单位负责，施工单位配合。设备试运转与后面要讲到的管道压力试验、电气送电试运行、自控仪表的静态动态模拟调试等，都是对设计质量、安装质量、制造质量的校核。
设备试运转的内容也是随着不同的设备而不同，每台设备制造厂家都会有随机资料专门介绍调试方法和调试的注意事项，我想详细介绍也没有必要。几点注意事项也和相关书籍规范要求的大同小异，无非是试运行前根据设备情况编制试运行方案、建立试运行组织和安排人员分工、与试运行相关的工程内容全部完毕、试运行需要的材料、机具到位、现场清理完毕等。
三、管道安装的工序流程以及常见问题
市政管网施工在市政工程中比较普遍，其实其施工顺序与工艺管道施工顺序相似，具体施工顺序如下：
管道敷设及安装→管道与设备连接→仪表安装→试压及清（吹）洗→防腐与保温→调试与试运行→交工验收
管道施工也分工业管道和建筑管道两种，我公司管道施工经验丰富，具体工作内容不再详细论述。在这里我主要提以下几点质量注意事项。
1.在检查水泵安装前后阀门的时候，如果设计没有柔接，要向设计单位提出，否则会出现因沉降而拉裂设备。
2.在设备出口配管的时候，设计图纸一般不会体现管支架，在施工时要及时添加支撑，不能让外界的重力、应力传到设备上，否则会拉裂设备或影响安装质量。
3.在泵的出口安装放空阀或者压力表时，位置要放在出口变径上。
4.阀门和止回阀在一块安装时，中间要加不小于管道半径长的短管。
5.设备基础二次灌浆要在设备调整完，两头管道、配件安装好后才能进行。
6.在安装管道、泵与管道之间的接口时，一定要清理里面的杂物，特别象手套、电焊条、石头、木板等杂物，要交底，多监督。另外还要复核管口方位、中心线和标高是否与设计图纸相符。
7.裸露在外的管道焊缝，有夹渣、堆焊现象时要求施工队打磨再防腐，否则将会影响观感质量和施工水平。
8.工业管道安装时，焊缝防腐和管道保温工作一定要在试压、吹扫工作完毕后才可进行。
9.管道试压时要将管道上的所有组成件一起试验，如仪表、排水阀、放空阀等，但如安全阀和爆破板等必须拆下加盲板或其他方式隔离，与试压无关的系统管道也需加盲板隔离。管路上的所有阀门要打开。
10.管道吹扫时，和试压相反，要将管路上的调节阀、节流阀、安全阀、仪表等全部拆下，防止内部垃圾损坏上述设备。
以上几点可能只是老生常谈，但都是经验之谈，有些在规范中可能找的到，有些在规范中也找不到。本意就是抛砖引玉，希望大家可以提出意见加以修改和补充，共同进步。
四、关键工序和质量控制点
根据污水（泥）处理工艺和设备特性，分析对工程质量及使用安全的影响程度，突出重点，抓住关键，设置监督关键点予以控制。
5.1接地网敷设及接地电阻将接地装置敷设及接地电阻检测设置为关键控制节点，是污水（泥）处理设备可靠运行、作业人员安全工作的重要保证。
电气接地系统按敷设目的可分为工作接地、防雷接地、保护接地、仪控接地；按敷设方式又可分为自然接地体、基础接地体和人工接地体。污水处理厂接地网设置以人工接地体和基础接地体为多。在接地体敷设中对接地钢筋、接地扁铁连接、接地体防腐，电气通路等各工序作重点检查，特别是基础接地体施工，接地主筋直径、主筋连接方式有特定要求，不作绑扎连接。
5.2工艺管道强度及密闭试验
工艺管道是连结工艺设备的重要纽带，包涵了污水管、污泥管、给水管、回用水管、空气管、加药管等多种管线，规格品种较多。管道工程质量在于管材和施工质量，管道系统的强度及密闭试验作为关键控制节点，可检验材质、连接口及系统质量。
管道试验多以清水为介质，试验时控制注水速度，排尽管道内存气，保证试验压力数值和试验结果准确，加压时确认系统工作压力，遇有渗漏，先泄压再处理堵漏，严禁带压操作。试压合格后复土隐蔽，严禁未经试压或先复土隐蔽，后试压的违规操作。
5.3水下设备通水前验收
污水处理厂水下设备安装完成后进入带水调试阶段。为保证调试顺利，通水前验收检查：检查池壁质量，清理水池杂物，避免管道、设备被堵塞；对水下搅拌器、推流器、潜水泵、曝气管等设备先行验收，合格后通水，进入设备调试阶段。
5.4工艺设备调试
重要性不再赘述。
五、结语
本交流材料篇幅较长，笔者在写作时也想尽量精简，但既然开宗明义，就不能厚此薄彼。不求语言华丽，只求原理易懂，不求数据支持，只求图片详实。希望各位同事在阅读之后能够对安装专业有基本认知，而不是枯燥无味，本文的目的也就达到了。
参考文献：
[1]汤立民 杨慧清．机械设备安装实用技术手册[M]．北京：机械工业出版社．2013
[2]郑国华.污水处理厂设备安装与调试技术[M]．北京：中国建筑工业出版社．2011
[3]沈晓南.污水处理厂运行和管理问答[M]．北京：化学工业出版社．2007
论文作者:蔡慧敏
论文发表刊物:《基层建设》2015年36期
论文发表时间:2016/9/12
标签：设备论文; 管道论文; 基础论文; 质量论文; 工艺论文; 设备安装论文; 污水处理论文; 《基层建设》2015年36期论文;