古學水電站水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子安裝技術(shù)

□胡青松　□陳寶峽　□陳寶重　□張志偉(中國水利水電第十一工程局）

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古學水電站水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子安裝技術(shù)

□胡青松□陳寶峽□陳寶重□張志偉(中國水利水電第十一工程局）

摘要：發(fā)電機轉(zhuǎn)子由磁極線圈、磁極鐵心、阻尼繞組、轉(zhuǎn)子疊片磁軛、轉(zhuǎn)子支架和主軸組成，文章根據(jù)古學水電站實踐，對水輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子的測圓架安裝、磁軛疊裝、磁軛壓緊、磁軛熱打鍵、磁極掛裝、轉(zhuǎn)子附件安裝過程進行詳細介紹，并對安裝過程中重點及難點進行分析，為類似工程提供了實踐經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機；轉(zhuǎn)子安裝；磁軛疊裝；磁極掛裝

1　概述

古學水電站位于四川省甘孜州得榮縣境內(nèi)，是金沙江左岸一級支流定曲河鄉(xiāng)城、得榮段梯級開發(fā)的第八級，古學水電站工程開發(fā)任務(wù)為發(fā)電，兼顧環(huán)境生態(tài)等綜合用水要求。電站裝機兩臺，單機容量45 MW，總裝機容量90 MW。轉(zhuǎn)子組裝完成后重量為138000 kg。

2　轉(zhuǎn)子安裝流程

轉(zhuǎn)子安裝流程見圖1。

3　安裝工藝

3.1轉(zhuǎn)子安裝準備及轉(zhuǎn)子測圓架安裝

豎立轉(zhuǎn)軸，利用支墩和千斤頂調(diào)節(jié)垂直度，滿足安裝要求后點焊所有可活動支點；在各立筋下面安放千斤頂或支墩，沿下壓板圓周均布支墩，并安放成對楔子板，千斤頂或支墩被安置在每個支壁下，用成對楔子板調(diào)整轉(zhuǎn)子支架位置。

安裝測圓架，要求轉(zhuǎn)子測圓架安裝后，主軸垂直度及支臂水平度均≤0.02 mm/m，利用中心測圓架轉(zhuǎn)臂重復(fù)測量圓周上任意點的半徑誤差≤0.02 mm。清理轉(zhuǎn)子立筋鍵槽和壓板，鋪設(shè)下壓板，并用成對楔子板調(diào)整下壓板，要求徑向水平偏差不應(yīng)超過0.50mm，周向波浪度不超過2 mm。

清洗磁軛沖片，除銹并去除毛刺及油污，沖片涂有防銹脂，須用有機溶劑清洗，有機溶劑為丙酮或汽油。磁軛沖片按每級0.20 kg重量差分類，并測量各等級沖片各部位厚度，做記錄備查，并根據(jù)圖紙編制磁軛沖片堆積配重表。

圖1　轉(zhuǎn)子裝配流程圖

3.2磁軛疊裝

轉(zhuǎn)子磁軛是由低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼板經(jīng)沖制再疊壓而成，在工地疊壓成整體。為提高磁軛的整體性并使拉緊螺桿受力均勻，保持鍵槽垂直，采用了一種不同極距交錯相疊和正反向疊片的方法，用設(shè)置40 mm寬徑向閉路通風冷卻系統(tǒng)所需要的風道。經(jīng)核算發(fā)電機轉(zhuǎn)子GD2不低于1400 t-m2。

轉(zhuǎn)子磁軛進行疊裝時注意：①根據(jù)轉(zhuǎn)子磁軛沖片堆積表，按圖紙要求疊裝磁軛。在磁軛壓板上預(yù)疊裝100 mm磁軛沖片，調(diào)整拉緊螺孔同心。②磁軛沖片疊裝上、下層錯開一個極距，注意沖片不要裝反，用橡皮錘敲擊沖片使其平整，然后再用銅錘把沖片整平，同時調(diào)整邊緣使其平整，緊靠立筋支架。③沖片疊至700 mm左右時，進行磁軛第一次預(yù)壓，將磁軛凸鍵定位，下端用螺旋千斤頂支撐。用測圓架檢查磁軛的半徑在±0.76 mm以內(nèi)，磁軛下壓板水平度圓周方向在1 mm以內(nèi)，徑向方向在0.50 mm以內(nèi)，且外側(cè)不得低于內(nèi)側(cè)。④檢查各處符合要求后，繼續(xù)進行疊片，疊片時，盡量注意對稱平衡，在疊裝通風槽板時注意導風條方向，不要裝反。

3.3磁軛壓緊

磁軛疊片至第一次預(yù)壓緊高程700 mm，用廠家提供的磁軛疊片預(yù)壓工具進行壓緊。壓緊操作時，注意對稱順序逐步壓緊。先緊銷釘附近螺桿，每次應(yīng)按內(nèi)-外-內(nèi)之子順序?qū)ΨQ把緊拉緊螺桿，順時針把緊一圈，逆時針把緊一圈，每圈扭矩值逐步增加，最后一圈達到設(shè)計扭矩值（372～379kN·m）。注意檢查磁軛的徑向和周向波浪度以及圓度在要求范圍內(nèi)。磁軛預(yù)壓緊后，在磁軛的側(cè)面用Φ12 mm圓鋼焊牢拉緊，以防止反彈，再拆除壓緊工具，繼續(xù)進行疊片。磁軛疊片至第二次預(yù)壓緊高度1250 mm，按上述方法換第二次預(yù)壓工具進行第二次預(yù)壓。磁軛壓緊合格后，按廠家標記裝上上磁軛壓板，根據(jù)磁軛裝配圖穿入各種類型拉緊螺桿，進行最終壓緊。注意拉緊螺桿上下側(cè)螺紋長度應(yīng)上長下短，且不得突出下磁軛壓板平面，按圖紙要求點焊螺母。

3.4轉(zhuǎn)子磁軛熱打鍵

清理周邊環(huán)境：徹底清掃轉(zhuǎn)子，清除周邊易燃易爆物，放置警示牌，非工作人員禁止入內(nèi)。

防護措施：工作人員需正確佩戴安全用品，做好防觸電和防火工作。

保溫措施：搭設(shè)保溫棚，阻斷氣流流通，減少熱量損失，利用石棉布包裹磁軛，以達到保溫效果。

測量措施：分別于X、Y軸方向在磁軛及轉(zhuǎn)子支臂之間架設(shè)百分表，以利于隨時監(jiān)測磁軛膨脹量，在主鍵上劃一明顯刻度線，以便于檢查主鍵打入深度。

加熱過程：檢查磁軛內(nèi)外溫度差，當溫差>10℃時，停止加熱，待熱量充分傳遞后，繼續(xù)加熱；工作過程中利用紅外測溫儀巡視檢查磁軛、主鍵、立筋溫度并記錄，如發(fā)現(xiàn)局部發(fā)熱較高，甚至冒煙或發(fā)紅，應(yīng)停止加熱。

熱打鍵過程：測量磁軛膨脹值約0.50 mm時，斷開加熱電源，進行熱打鍵，熱打鍵過程中注意檢查主鍵打入深度，與設(shè)計值相符即可。

降溫過程：取出加熱管，待其自然冷卻至室溫后，去除保溫棚及石棉布。

質(zhì)量驗收過程：檢查磁軛各項技術(shù)指標（圓度、高度及波浪度），合格后，按設(shè)計要求，割除多余部分，提交監(jiān)理驗收。

3.5磁極掛裝

磁極有熱軋鋼板Q235B迭壓而成，兩端裝有L型壓板，通過拉桿壓緊。磁極繞組絕緣等級為F級。磁極裝有阻尼繞組。并在極間用軟銅片把阻尼環(huán)聯(lián)在一起。磁極采用雙T尾，通過T尾的兩對磁極與磁軛固定。磁極線圈采用軟銅母線四角焊接而成。匝間采用F級絕緣。磁極線圈的上、下端采用F級的整體絕緣托板。它們與線圈熱壓，使磁極的機械性能和電氣整體性能極大提高。

磁極掛裝時應(yīng)注意：開箱檢查磁極，外觀應(yīng)符合要求，用500V兆歐表檢查對地絕緣（測量后繞組應(yīng)接地放電），掛裝前作耐壓試驗。劃出轉(zhuǎn)子中心體和磁極的軸向中心。以中心為準，按編號掛裝磁極，根據(jù)GB/T8564-2003的要求掛裝磁極并保證轉(zhuǎn)子平衡。檢查磁極的中心和弦距，滿足圖紙和規(guī)范的要求。按磁極鍵要求裝配磁極鍵，打緊后配割磁極鍵并手工修磨平。檢查轉(zhuǎn)子的圓度及高度，測量記錄見表1及表2，合格后鎖定磁極鍵，裝配磁極撐塊。

表1　轉(zhuǎn)子磁軛圓度實測值表　(10-2mm)

表2　轉(zhuǎn)子磁軛高度實測值表(mm)

3.6轉(zhuǎn)子附件安裝

3.6.1安裝制動環(huán)

根據(jù)測量不同磁軛螺桿上下端頭高程，墊適當墊片，根據(jù)圖紙安裝制動環(huán)。制動環(huán)接縫處應(yīng)有2 mm以上間隙，制動環(huán)安裝后檢查徑向水平偏差≤0.50 mm，沿整個圓周波浪度應(yīng)≤2 mm沿機組旋轉(zhuǎn)方向后一塊不得凸于前一塊（應(yīng)稍低一點好）。

3.6.2阻尼環(huán)連接

清理和檢查磁極阻尼環(huán)的連接部分及連接片，按需要配打相應(yīng)連接孔。在電氣接觸面涂上導電膏，安裝連接片到阻尼環(huán)上。檢查接觸情況，有錯位或接觸不好可用木榔頭敲打以校正其位置，如果間隙比較小則用銼刀處理連接片和阻尼環(huán)，使他們接觸良好。擰緊阻尼環(huán)與連接片連接的緊固螺栓，并用止動翻角鎖定。

3.6.3極間連接

清理和檢查磁極間的連接部分和連接片，按需要配打相應(yīng)連接孔。通過安裝連接片到磁極間的連接部分，檢查接觸情況。如果接觸不好，采用阻尼環(huán)連接相同的方式處理。擰緊磁極連接片把緊螺栓，并用止動墊片鎖定。

3.6.4勵磁引線連接

清理和檢查勵磁引線的連接部分，按需要配打相應(yīng)連接孔。將勵磁引線電氣接觸面涂上導電膏。確定磁極線圈引出端和連接片之間的接觸情況后，連接他們。用螺栓擰緊，用雙耳止動墊圈鎖定，擰緊力矩：1.30～1.80 kgm。參考轉(zhuǎn)子裝配圖紙，將勵磁引線用螺栓、絕緣墊片、絕緣套管等固定在座上，并按圖紙要求用粘結(jié)劑粘接，配割座長度及破口并將座焊在上磁軛壓板上，用緊定螺釘及止動墊片鎖緊螺栓。

3.6.5清理、噴漆

徹底清理轉(zhuǎn)子，檢查所有的螺栓、螺母、墊片是否鎖定、電焊，合格后表面全部噴F級環(huán)氧曬干紅瓷漆西9130一層。

4　結(jié)語

轉(zhuǎn)子作為水輪發(fā)電機的核心部位，其安裝質(zhì)量將影響發(fā)電機安裝質(zhì)量轉(zhuǎn)子組裝的每個環(huán)節(jié)要嚴格按照規(guī)程規(guī)范來執(zhí)行，組裝完成后要隨轉(zhuǎn)子上的鎖定片等重點檢查，確保機組的安全運行。本文通過古學水電站工程實踐，深入介紹了發(fā)電機轉(zhuǎn)子組裝過程和各項技術(shù)準備，重點對轉(zhuǎn)子磁軛疊裝、轉(zhuǎn)子磁軛熱打鍵、磁極掛裝等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行詳細描述，同時還提供了各項真實測量數(shù)據(jù)，可供類似工程參考借鑒。

參考文獻

［1］張傳山，劉元嬌.三峽ALSTOM機組轉(zhuǎn)子磁軛熱套工藝改進［J］.大電機技術(shù)，2007(4): 12-14，64．

[2]何寶國.大型泵站機組安裝工程監(jiān)理質(zhì)量控制論[J].給水排水，2009(5)．

（責任編輯：趙鑫）

收稿日期：2015-12-11

中圖分類號：TM312

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）02-0080-03