特克斯山口水電站轉(zhuǎn)子組裝工藝及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

(新疆匯通水利電力工程建設(shè)有限公司，烏魯木齊 83000)

水電站技術(shù)

特克斯山口水電站轉(zhuǎn)子組裝工藝及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

盧朝剛

(新疆匯通水利電力工程建設(shè)有限公司，烏魯木齊 83000)

針對(duì)新疆伊犁特克斯山口水電站轉(zhuǎn)子支架為圓盤式斜筋鋼板焊接結(jié)構(gòu)、工地現(xiàn)場配刨副立筋、磁軛裝配、磁極掛裝、制動(dòng)環(huán)安裝的特點(diǎn)，制定了轉(zhuǎn)子組裝工藝。本文對(duì)轉(zhuǎn)子組裝過程中各工序進(jìn)行了闡述。

轉(zhuǎn)子；磁軛；磁極；制動(dòng)環(huán)

1 工程概況

特克斯山口水電站位于新疆伊犁特克斯河，共安裝3臺(tái)混流式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量為47MW。轉(zhuǎn)子外徑為8577mm,磁軛高度為1360mm；中心體外形尺寸為φ3200×1315,轉(zhuǎn)子扇形支臂外形尺寸為R1600/R499×1642 ,合計(jì)重43300kg。轉(zhuǎn)子支架為圓盤式斜筋鋼板焊接結(jié)構(gòu),中心體和3個(gè)扇形體運(yùn)到工地后組焊成整圓。磁軛下壓板落在掛鉤上,上壓板用護(hù)板和卡鍵固定。磁軛由3mm厚熱壓鋼板沖制再疊壓而成,磁軛沿徑向設(shè)有4個(gè)高度為32mm的徑向通風(fēng)溝。磁軛與轉(zhuǎn)子支架采用徑、切向復(fù)合鍵連接,磁軛鍵共18個(gè);磁軛與支架采用熱打鍵的連接方式。磁極鐵心采用2mm厚的WDER345薄鋼板疊壓而成,磁極共27對(duì),用磁極鍵固定在磁軛上,磁極鍵共108對(duì),轉(zhuǎn)子繞組絕緣等級(jí)為F。在磁軛的下部設(shè)有可拆卸的由耐磨、耐熱性能良好材料制造的分塊制動(dòng)環(huán)。

2 轉(zhuǎn)子安裝工序

轉(zhuǎn)子安裝工序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備→設(shè)備清點(diǎn)、檢查、場地布置→轉(zhuǎn)子支架組裝支敦布置→轉(zhuǎn)子中心體與大軸連接就位調(diào)水平→轉(zhuǎn)子扇形支臂掛裝→測園架安裝→導(dǎo)向鍵安裝、調(diào)整→下壓板安裝→磁軛鐵片堆積與壓緊→磁軛熱打鍵→制動(dòng)環(huán)安裝、磁極檢查、單個(gè)磁極試驗(yàn)→磁極掛裝→轉(zhuǎn)子附件安裝→清掃干燥耐壓→裝擋風(fēng)板→轉(zhuǎn)子清掃噴漆。

3 轉(zhuǎn)子現(xiàn)場組裝

3.1 施工場地準(zhǔn)備

裝配場地設(shè)置在安裝間轉(zhuǎn)子組裝現(xiàn)場,轉(zhuǎn)子支架組焊及磁軛疊裝支墩按圖布置。裝配場地旁邊布置一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵片清掃場地和一個(gè)磁極清掃干燥場地。采取措施使安裝場地能防風(fēng)、防雨、防塵,并保持清潔和有足夠的照明。

3.2 轉(zhuǎn)子支架組焊

a.清點(diǎn)零部件并將轉(zhuǎn)子中心體與扇形支臂清掃去毛刺,找出標(biāo)記點(diǎn)。

b.清掃檢查轉(zhuǎn)子組裝基礎(chǔ)板,轉(zhuǎn)子中心體的受力面必須保持清潔，無碰撞損傷并且要防腐保護(hù)。

c.按照?qǐng)D紙和制造手冊(cè)，進(jìn)行轉(zhuǎn)子中心體和各瓣轉(zhuǎn)子支架待焊表面的準(zhǔn)備(待焊表面必須磨光)。

d.將主軸法蘭保護(hù)工具與發(fā)電機(jī)大軸清掃干凈，將主軸保護(hù)工具與發(fā)電機(jī)大軸連接好，然后吊入轉(zhuǎn)子安裝場內(nèi)圈基礎(chǔ)板上，通過在基礎(chǔ)板上加墊來調(diào)整發(fā)電機(jī)大軸上法蘭面水平，再將轉(zhuǎn)子中心體與發(fā)電機(jī)大軸連接。

e.調(diào)整轉(zhuǎn)子中心體水平，測量上、下企口的同心度。按照廠內(nèi)預(yù)裝標(biāo)記對(duì)稱掛裝轉(zhuǎn)子支架，并在轉(zhuǎn)子支架掛鉤下方布置支墩用頂絲調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子支臂高度。裝入支架組裝塊銷釘，將所有支架組裝塊把合，以掛鉤高程為準(zhǔn)，兼顧支架與中心體各層環(huán)板的錯(cuò)牙情況，調(diào)整各支架。拼裝時(shí)對(duì)縫間隙根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。

f.轉(zhuǎn)子中心體外形尺寸為φ3200×1315。按照?qǐng)D紙安裝和調(diào)整各瓣轉(zhuǎn)子支架達(dá)到規(guī)定公差值，主立筋至中心為3389mm，跨合縫處的兩個(gè)相鄰的主力筋弦距為1211.72mm±1mm，主立筋掛鉤至轉(zhuǎn)子下法蘭面距離為60mm。

g.安裝并調(diào)整測圓架。

h.轉(zhuǎn)子圓盤支架組合焊接按支架焊接工藝守則進(jìn)行。

3.3 轉(zhuǎn)子支架副立筋裝配

a.轉(zhuǎn)子支架副立筋裝配按配刨副立筋工藝守則進(jìn)行。

b.副立筋按焊接后轉(zhuǎn)子支架主立筋徑向位置的實(shí)際尺寸配刨，保證它的外表面至中心為3444mm±0.3mm，且按圖示的弦長1176.99mm±1mm、1196.09mm±0.4mm和1211.72mm±1mm，調(diào)整各實(shí)際位置，并以鉆模為樣板在副立筋上配鉆9φ26的孔，然后用M24×55螺栓把緊，副立筋定位準(zhǔn)確后擰緊頂絲，頂絲周圍塞焊牢，但不準(zhǔn)突出鍵槽底面，螺栓和頂絲相間布置，螺栓用后去掉，在其空位上擰緊頂絲并塞焊牢。

c.清除副立筋鍵槽的毛刺，清洗干凈后裝配磁軛凸鍵，用做磁軛沖片疊裝時(shí)的定位工具。

d.磁軛鍵需在工地研配，使其沿鍵長方向都有均勻接觸點(diǎn)，磁軛鍵上的接觸面在裝配時(shí)，須涂抹二硫化鉬潤滑劑JG711。

3.4 磁軛下壓板安裝

a.沿下壓板圓周方向均布支撐支墩，裝上頂絲調(diào)好高程。

b.將分瓣磁軛下壓板按圖紙要求安置在掛鉤和支墩上，各半徑之差不應(yīng)超過1mm。

c.用頂絲調(diào)整磁軛下壓板，要求徑向水平偏差不超過0.5mm，周向波浪度不超過2mm，下壓板與掛鉤搭接處應(yīng)無間隙，個(gè)別間隙不應(yīng)大于0.5mm。

d.試疊10層磁軛沖片，按照沖片上拉緊螺桿孔位置調(diào)整下磁軛壓板的位置，使下磁軛壓板螺孔與沖片上拉緊螺孔同心。疊片時(shí)采用磁軛鍵定位，并用圓柱銷檢查鐵片及壓板螺孔是否錯(cuò)孔。

e.用φ20圓鋼搭筋將磁軛下壓板在各合縫處相互搭焊，使分瓣下壓板相互固定。

3.5 轉(zhuǎn)子磁軛疊裝

a.轉(zhuǎn)子磁軛高度為1360mm(包括上、下磁軛壓板)，磁軛外側(cè)至中心的尺寸為4048.5mm(裝磁極的面)。磁軛由鐵片交叉疊壓而成，共分五段，每段之間疊一層32mm高的通風(fēng)槽片。磁軛應(yīng)按磁軛沖片疊壓方式示意圖疊裝，相鄰單元磁軛層內(nèi)兩極沖片的位置要順次錯(cuò)開，磁軛疊壓采用T尾定位，磁軛沖片壓緊分三次進(jìn)行。

b.清洗磁軛沖片，除銹并去掉毛刺及油污。磁軛沖片按每片級(jí)差重量0.2kg分類，并測量各等級(jí)沖片各部位厚度，做記錄備查。

c.按疊片表疊裝磁軛沖片，疊片時(shí)沖片剪口方向應(yīng)一致。

d.先疊幾層沖片，然后插入定位圓柱銷，檢查下壓板螺孔是否錯(cuò)孔，若有錯(cuò)孔應(yīng)修磨下壓板螺孔。檢查主鍵與沖片鍵槽間是否有卡死現(xiàn)象，若有則應(yīng)通過移動(dòng)兩副鍵上下相對(duì)位置來移動(dòng)主鍵。磁軛副鍵裝配后，配割上端面，與副立筋平齊。磁軛疊片過程中間隔放置長短圓柱銷，并與磁軛凸鍵一起作為疊片定位工具；將專用整形工具裝于磁軛T尾槽中進(jìn)行整形。

e.沖片每疊完一段后，利用測圓架檢查磁軛外圓圓度，并實(shí)測磁軛外圓尺寸，使其各半徑與設(shè)計(jì)半徑之差不大于設(shè)計(jì)空氣間隙值11.5mm的±3.5%。

f.磁軛疊裝采用邊疊片、邊整形、邊測量、邊調(diào)整磁軛圓度和半徑的方法進(jìn)行。

g.磁軛每疊高500mm用預(yù)壓螺桿預(yù)壓一次，疊片至預(yù)壓緊高度500mm、1000mm、1360mm預(yù)壓。預(yù)壓高度壓緊時(shí)需用4個(gè)BE56風(fēng)扳機(jī)由中向內(nèi)圈再向外圈的順序?qū)ΨQ壓緊。然后檢查磁軛波浪度，測量磁軛內(nèi)、中、外圈磁軛高度(中部可通過螺桿孔測量)，并做記錄備查。測量立筋槽底與磁軛凸鍵間隙值、磁軛凸鍵與磁軛鐵心鍵槽槽底間隙值并做記錄。

h.磁軛第一次預(yù)壓合格后，在磁軛內(nèi)、外側(cè)搭焊φ20圓鋼拉筋，用以拉緊磁軛。每次預(yù)壓亦如此，最后壓緊合格后將圓鋼全部鏟掉。

3.6 磁軛銑孔及最終壓緊

a.最后一次壓緊完后，進(jìn)行銑孔，銑孔可分幾個(gè)工作面分批進(jìn)行，并按中、內(nèi)、外順序間隔進(jìn)行，每銑完一孔后即穿入永久螺桿，并把緊螺母。

b.穿入壓緊螺桿時(shí)，可用大錘打入，但螺桿上頭應(yīng)擰螺母以防螺桿絲扣損壞；壓緊螺桿共有3種：M36×1453、M36×1518、M36×1618，按圖紙要求穿入。值得注意的是：磁軛下部的永久螺桿下端高度必須按圖紙要求控制，否則制動(dòng)閘板安裝后會(huì)出現(xiàn)螺桿超出閘板面或螺桿不夠長的現(xiàn)象。

c.去掉T尾槽中的整形工具并銑T尾槽，在通風(fēng)溝處加墊鐵，防止沖片沖塌變形。

d.最后壓緊磁軛沖片時(shí)，應(yīng)按中、內(nèi)、外圈依次均勻把緊，并對(duì)稱進(jìn)行。磁軛壓緊后，其疊壓系數(shù)不應(yīng)小于0．99，磁軛拉緊螺桿把緊的預(yù)應(yīng)力為210～215MPa，用小鐵錘敲擊螺帽應(yīng)發(fā)出清脆的聲音。磁軛壓緊后，其平均高度為13600mm+4mm，沿圓周方向的高度偏差不應(yīng)超過10mm，同一縱截面上的高度偏差不應(yīng)大于5mm，磁軛外圓半徑與平均半徑之差不大于設(shè)計(jì)空氣間隙的±3.5%。

e.檢查下壓板，徑向水平偏差不超過0.50mm，周向波浪度不超過2mm，下壓板與掛鉤應(yīng)無間隙，個(gè)別間隙不應(yīng)大于0.50mm(此項(xiàng)工作每次壓緊完后，測圓前都必須檢查，如超差需進(jìn)行調(diào)整使其達(dá)到要求)。檢查通風(fēng)溝，T尾槽應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。磁軛與磁極的接觸面，用不短于1m的平尺檢查應(yīng)平直，個(gè)別高點(diǎn)應(yīng)磨去。

3.7 磁軛熱打鍵

a.冷態(tài)下，根據(jù)測量副立筋槽底與磁軛凸鍵間隙值、磁軛凸鍵與磁軛鐵心鍵槽槽底間隙值及磁軛熱打鍵的單邊緊量0.7m的要求，同時(shí)兼顧磁軛外圓尺寸，取頂、中、底部間隙測量的平均值，計(jì)算出應(yīng)墊墊片厚度值。

b.清洗所提供的0.30×50×1495、0.50×50×1495、4×50×1495墊條，用銼刀修磨墊條邊緣，墊條應(yīng)為平整、 無毛邊。

c.在磁軛下方布置履帶式加熱器，接好電源線，用防火布蓋好將磁軛加熱。加熱溫差約為40℃，加熱時(shí)間可在4～6h，每30min記錄一次溫度。

d.熱態(tài)時(shí)，測量副立筋槽底與磁軛沖片鍵槽底之間的距離達(dá)到冷態(tài)值+設(shè)計(jì)值時(shí)(間隙必須比墊片大1mm)，停止加熱磁軛，吊出磁軛凸鍵，按圖紙將墊片搭焊在磁軛凸鍵下端，隨凸鍵一起裝入副立筋鍵槽與磁軛鐵心鍵槽之間。將溫度緩慢降到室溫，每30min記錄一次溫度。冷卻過程中將兩側(cè)的副鍵插入但不打緊，防止因冷卻速度不均勻引起磁軛移動(dòng)。

e.冷打磁軛副鍵，將磁軛副鍵涂以二硫化鉬打入，直至發(fā)出清脆聲音時(shí)，方可停止打鍵。割去多余磁軛副鍵并點(diǎn)焊牢固。割掉磁軛鍵多余部分。

f.測量磁軛的同軸度和直徑，用精密水準(zhǔn)儀和帶百分表的測圓架檢測上、下磁軛壓板的水平度，合格后焊接上、下磁軛壓板。割掉搭筋，并打磨光滑。

g.按圖紙要求配刨、裝焊卡鍵，裝焊護(hù)板。按圖紙要求搭焊磁軛拉緊螺桿和螺母。

3.8 制動(dòng)環(huán)安裝

a.按每塊制動(dòng)環(huán)的重量標(biāo)記和圖紙要求對(duì)稱布置和安裝制動(dòng)環(huán)。注意定位塊位置準(zhǔn)確。

b.用調(diào)整墊片調(diào)節(jié)制動(dòng)環(huán)水平，按照機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)方向，制動(dòng)環(huán)摩擦面后塊不得高于前塊，其波浪度不大于2mm，徑向水平偏差不大于0.50mm。

c.制動(dòng)環(huán)接縫處應(yīng)有6mm的間隙，制動(dòng)環(huán)部位的螺栓應(yīng)凹進(jìn)摩擦面4mm以上。由于制動(dòng)環(huán)反向安裝，因此安裝時(shí)應(yīng)注意安全，以防意外事故的發(fā)生。

3.9 磁軛鐵心清理

徹底清理磁軛鐵心，為掛裝磁極準(zhǔn)備。

3.10 磁極掛裝

a.掛裝磁極前應(yīng)清掃干凈，用500V或1000V兆歐表測量每個(gè)磁極的絕緣電阻不得小于5MΩ 。

b.磁極掛裝應(yīng)按制造廠配重編號(hào)順序進(jìn)行，同時(shí)按規(guī)定進(jìn)行交流耐壓實(shí)驗(yàn)。

c.用定位螺桿調(diào)節(jié)各個(gè)磁極的中心高程，誤差不大于±2mm，磁極中心距轉(zhuǎn)子中心體下法蘭面720mm，高度調(diào)整好后將定位螺桿與下磁軛壓板焊牢。

d.磁極鍵涂二硫化鉬經(jīng)研配打入，鍵打入后不得晃動(dòng)。磁極鍵打緊后，上端露出磁軛壓板約40mm，下端平齊，其余部分割掉、磨平。并將磁極鍵之間、磁極鍵與磁軛壓板之間相互搭焊牢。

e.磁極掛裝后，檢查轉(zhuǎn)子圓度，每個(gè)磁極測上、下兩點(diǎn)，各半徑與設(shè)計(jì)半徑之差不大于設(shè)計(jì)空氣間隙的±4%，磁極半徑為4288.5mm。

3.11 轉(zhuǎn)子附件安裝

磁極掛裝完后，進(jìn)行磁極間引線裝配及阻尼環(huán)連接裝配。

a.磁極接頭連線接頭錯(cuò)位不應(yīng)超過寬度的10%，接觸面電流密度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

b.接觸面必須平滑，并立刻用無酸凡士林涂接觸面。

c.接頭把合后，用0.05mm塞尺檢查，其塞入深度不應(yīng)超過5mm。

d.接頭絕緣包扎符合設(shè)計(jì)要求，接頭與接地導(dǎo)體之間應(yīng)有不小于10mm的安全距離。把合螺栓按圖紙要求鎖定。

3.12 轉(zhuǎn)子干燥

根據(jù)情況決定是否對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行干燥，當(dāng)絕緣電阻為0.5MΩ 以上時(shí)，可不干燥，進(jìn)行轉(zhuǎn)子繞組耐壓試驗(yàn)。

3.13 擋風(fēng)板安裝

按圖紙要求安裝上、 下?lián)躏L(fēng)板(注意不同規(guī)格上擋風(fēng)板的定位)。

3.14 轉(zhuǎn)子清掃噴漆

轉(zhuǎn)子裝配合格后，整體清掃干凈，在磁極表面、極間連接表面及引出線表面噴環(huán)氧紅瓷漆一層，除制動(dòng)環(huán)摩擦面外，轉(zhuǎn)子其余表面噴黃色過氯乙烯外用磁漆一層。

4 結(jié) 語

通過對(duì)特克斯山口水電站3臺(tái)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的組裝，總結(jié)出這種結(jié)構(gòu)的幾個(gè)特點(diǎn)：

a.轉(zhuǎn)子支架為圓盤式斜筋鋼板焊接結(jié)構(gòu)。在電磁扭矩作用下，斜筋會(huì)朝機(jī)械阻力最大的方向變形，從而具有很高的穩(wěn)定性。

b.磁軛與轉(zhuǎn)子支架采用切、徑向復(fù)合鍵連接結(jié)構(gòu)，其分離轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的1.4倍，能保證正常運(yùn)行時(shí)的磁軛圓度。

c.在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的下部，設(shè)置可拆卸的由耐磨、耐熱性能良好材料制造的分塊制動(dòng)環(huán)，可在不吊轉(zhuǎn)子的情況下進(jìn)行修理或更換。

d.所有轉(zhuǎn)動(dòng)部件均能安全地承受最大飛逸轉(zhuǎn)速運(yùn)行5min而不產(chǎn)生任何有害變形，且材料的計(jì)算應(yīng)力不超過屈服點(diǎn)的2/3。

RotorAssemblyProcessandExperienceSummaryofTurksShankouHydropowerStation

LU Chao-gang

(XinjiangHuitongHydraulicandElectricEngineeringConstructionCo.,Ltd.,Urumqi83000,China)

Xinjiang Ili Turks Shankou Hydropower Station rotor support is characterized by disc diagonal bar steel plate welding structure, auxiliary vertical bar equipment and shaving in the construction site, yoke assembly, magnetic pole hanging and brake ring installation. Rotor assembly process is formulated. All procedures in rotor assembly process are described in the paper.

rotor; yoke; magnetic pole; brake ring

TV734

B

1673-8241(2014)07-0038-04