金安橋水電站定子定位筋安裝質量控制

羅 濤

（長江三峽經濟技術發展有限公司金安橋監理部，云南 麗江 674104）

近年投產的大型水輪發電機定子安裝基本上都采用現場整圓裝配疊壓工藝，其關鍵工序是機座組合焊接、定位筋的定位分度、鐵心疊裝和分段壓緊技術。目前，國內外廠家設計制造的定子定位筋大部分在工地安裝、焊接。但也有部分電站的定子定位筋在制造廠內焊好，僅留合縫處的幾根定位筋在工地再焊。

1 安裝方法

定子定位筋是鐵心的堆疊基準，定位筋的裝焊質量直接影響定子鐵心的圓度、中心偏差、傾斜度。因此在安裝中對定位筋的半徑、弦距、垂直度、相鄰半徑要求較高。

實踐證明,定位筋安裝位置精確，不僅能吸收振動機械能，而且可以保證定子鐵心圓度，減小定子、轉子之間的間隙不均勻度，從而減小定子磁振動。在實際施工中，定位筋的安裝一般有3種方法：①先裝焊定位筋，合格后再疊片；②定位筋安裝焊接與疊片交替進行；③先疊片再焊接定位筋。

表1 定位筋安裝方法比較表

定位筋配3種安裝方法的比較見表1。

先安裝焊接定位筋，全部合格后再疊片這種安裝方法目前在國內比較普遍。金安橋水電站的東電制造的發電機定子，即采用了先裝焊定位筋再疊片的方法。

2 安裝工藝

2.1 定子結構

定子機座采用上、中、下環的鋼板焊接結構，下環板直接安放于定子下環板上，定子機座分6瓣制造和運輸，在工地組焊后進行疊片、下線。

定子鐵心采用高導磁、低耗、優質硅鋼片疊壓而成，鐵心全長2 900 mm，全圓由64張沖片疊成，其設計內徑為φ15 220 mm，外徑為φ16 200 mm；定位筋為雙鴿尾形，共128根，每根定位筋由7塊托板固定，托板與機座環板焊接。為減少附加損耗，鐵心兩端疊成階梯形，并采用非磁性壓指以及非磁性端箍；定子鐵心采用浮動雙鴿尾筋結構的固定方式，用穿心螺桿壓緊，穿心螺桿采用高強度非磁性鋼42CrMo4制成，在穿心螺桿上端采用蝶形彈簧結構，鐵心由穿心螺桿分5次預壓緊，鐵心最終壓緊壓力約為1.44×10-5N。定子上、中、下兩段鐵芯沖片采用刷膠粘接方式，其壓緊采用分段預壓并整體壓緊。

2.2 定位筋安裝工藝

2.2.1 第一根定位筋調整

在定子下環板上確定出8根大等分筋的方位，選用8根直線度和扭曲度較好的筋作為基準筋，劃出8根大等分定位筋鴿尾中心線，并選用其中1根大等分筋作為基準筋。

（1）在上環板上放+Y軸線點，用掛線錘的方法來確定第一根定位筋中心線的周向位置，使其周向位置偏差在1 mm內，并用中心測圓架以及懸掛鋼琴線的方法測量并調整基準定位筋。

圖1 定位筋安裝調整示意

（2）用托板、千斤頂、托板C形夾、定位筋C形夾等將定位筋固定在機座環板上 （見圖1），托板與環板間隙＜0.5 mm（間隙大于0.5 mm加墊或打磨處理），托板與定位筋徑向應無間隙。

（3）用內徑千分尺和中心柱測量定位筋的半徑，控制其內徑偏差在-0.25～-0.40 mm之內，測量點應在定位筋的中心線且高度方向在托板中心線處。并標記第二層環板托板處作為調整其余定位筋的基準，且在調整過程中應經常校核基準點的半徑，并記錄環境溫度。

（4）反復調整定位筋使其向心度＜0.05 mm，徑向、周向垂直度＜0.05 mm/m，最大不超過0.15 mm。點焊并完全冷卻后，測量以上數據。

2.2.2 第一組定位筋的調整

（1） 以1號筋為基準筋，將定位筋大跨距8等分。

（2）先用卷尺按第一組定位筋中心距在環板板上劃線，將定位筋周向大致定位，用托板千斤頂、托板C形夾、定位筋C形夾將定位筋固定在機座環板上。

（3）在測圓架支架上安裝百分表，以1號筋為基準將表對零，測量、調整定位筋各環板處的半徑使之與基準值比較差值不大于±0.05 mm，其向心度＜0.05 mm。

（4）用內徑千分尺調整測量定位筋間的弦距，相鄰兩定位筋同一橫切面上的弦距偏差應不大于±0.30 mm；反復調整同一環板處的半徑、弦距，合格后點焊；然后再調整其他各環。

2.2.3 大等分內定位筋的安裝調整

（1）在每個大等分范圍內，用弦距搭焊樣板安裝定位筋，用框式水平儀測量水平，用樣板托架下的調節螺絲，調節樣板水平使其水平偏差小于0.10 mm/m，同時由定位筋調節工具頂在環板內圓處，調節定位筋內徑、扭斜。

（2）在兩根基準筋之間，裝焊的最后1根筋弦距偏差若超過0.30 mm，則應將差值重新分配到同一大等分區內定位筋弦距中，同一層環板上的筋應一次性調整完畢，待全部定位筋托板點焊后再進行下一層環板的調整。

（3）定位筋托板全部點焊完畢后，用測圓架測量定位筋半徑偏差應在其理論半徑±0.10 mm范圍之內；定位筋周向、徑向垂直度＜0.15 mm；用弦距樣板檢查定位筋間弦距不大于±0.20 mm。

2.2.4 定位筋托板焊接

（1）利用雙頭千斤頂弦向固定定位筋，檢查相鄰定位筋弦距偏差在±0.20 mm以內，然后進行施焊。

（2）焊接時應由幾個焊工在對稱的工作面同時施焊，托板徑向焊縫焊完后再焊切向焊縫。每焊完1道焊縫后應對每根定位筋的半徑和相鄰的弦距進行檢查，合格后方可進行下一層焊縫的焊接。

（3）焊接采用焊接變形較小的氣保焊的方法。

（4）定位筋各托板焊接完后，在冷態下檢查和測量定位筋應符合以下要求：①定位筋實測半徑偏差應在理論半徑的±0.10 mm范圍內；②用定位筋弦距檢查樣板檢查機座每環板處相鄰定位筋弦距差＜0.20 mm； ③定位筋徑向扭斜＜0.05 mm。

3 質量控制

3.1 定子測圓架檢查

在定位筋檢查的以下幾個階段，必須要對定子測圓架進行復測：第1根定位筋安裝驗收，大等分定位筋安裝驗收，小等分定位筋安裝驗收 （焊前焊后）。定子測圓架每次復測均應檢查其中心柱的垂直度，其垂直度的要求是0.02 mm/m，全長范圍≤0.05 mm。

3.2 大等分定位筋調整控制

（1）大等分定位筋的挑選。選擇筋面寬度方向尺寸相近的，作為大等分定位筋，這樣弦距差值相應就減小，有利于定位筋調整。

（2）大等分定位筋弦距。在弦距調整中，要注意相鄰定位筋間弦距要遵循前一組定位筋弦距上下在合格的基礎上是上大下小，那么在后一組定位筋的弦距則應為上小下大，以避免造成弦距誤差積累。

3.3 定位筋背部間隙控制

定位筋背部間隙大小不等，測量時也會產生較大誤差，為此可在調整及測量時用楔塊塞于間隙中以固定鴿尾筋，待疊片過程中，一邊疊片一邊抽出楔塊。

3.4 定位筋焊接變形控制

（1）焊前針對合格后的定位筋，按其半徑及弦距大小安裝定位筋調整工裝，利用焊接變形使之半徑及弦距往好的方向變化。

（2）焊接過程中，加強對定位筋的半徑及弦距的監測，對焊接過程中變化較大的，改變焊接程序，使其尺寸朝著好的方向發展。

（3）合理安排工期，在焊接時要控制速度，且監測時要等到焊縫溫度與環境溫度一致時再測量，以得到真實的數據。

3.5 溫度對半徑的影響

定子鐵心疊裝場地應做到防潮防塵，且保持較小的溫差 （包括時間上、空間上），有條件時應有一個封閉的環境。

每次測量定位筋半徑要以基準筋的測量點校對，要控制與基準筋的半徑的相對值；掌握定位筋半徑變化與溫度的關系，在安裝過程中針對個體結構摸索其變化趨勢,以達到控制定位筋半徑的目的。

目前對機組的整體性能要求越來越高，定子定位筋安裝在水輪發電機組安裝中的重要性日漸突出。隨著安裝技術水平和定位筋加工精度的不斷提高，提高其安裝質量有了更大的空間，但是溫度對定位筋半徑的影響，還需要在實踐中不斷摸索，使定位筋的質量穩定上升。

［1］ GB/T 8564—2003 水輪發電機組安裝技術規范［S］.