800MW 級巨型全空冷水輪發電機定子安裝技術

趙曉東， 汪永東， 王宇， 于久清

（哈爾濱電機廠有限責任公司，哈爾濱150040）

1 引 言

我公司研制開發的向家壩800MW 級巨型全空冷水輪發電機是目前世界容量最大、外型尺寸最大的巨型全空冷發電機，也是目前世界上設計、制造和安裝技術難度最大的巨型全空冷水輪發電機。

向家壩800MW 級巨型全空冷水輪發電機定子安裝技術工藝攻關圓滿完成，完善、優化了我公司800MW 級巨型全空冷水輪發電機安裝新工藝、新技術及新工裝，使其達到國際領先水平。

2 結構特點和裝配工藝

2.1 定子測圓架結構優化提高測量精度

定子測圓架測量半徑9～10m，高度垂直行程5m，它的使用穩定性及重復測量精度直接影響鐵心安裝質量，因此在傳統結構基礎上進行結構優化改進，使用操作測量更穩定可靠，測量圓周的水平高度測量誤差＜0.5mm，徑向測量誤差在0.02～0.05mm 之間，見圖1。

2.2 內徑千分尺大尺寸測量及現場激光跟蹤儀校尺新技術

圖1 測圓架1.配重塊 2.螺釘 3.鎖緊塊 4.支柱螺釘 5.過渡法蘭 6.接長臂 7.中心體 8.立柱 9.平衡臂 10.滑桿 11.測量螺栓12.定位銷 13.中心柱 14.調整支柱 15.吊攀

定位筋及鐵心半徑是用特殊制造的專用大內徑千分尺測量，其測量范圍9.5～10.5m，具有測量絕對值誤差小、重復測量精度高的特點。

為防止因運輸變形、環境溫度變化及測量支點變化等不確定因素影響大內徑千分尺工地現場測量精度，在工地現場用特殊制造的專用校尺裝置進行現場校尺。

2.3 雙鴿尾定位筋裝焊工藝優化

圖2 定位筋安裝調整1.機座 2.托塊C 型夾 3.定位筋 4.托塊頂住 5.小鋼楔6. 托塊頂住 7. 定位筋C 型夾 8.托塊 9.工藝墊片

定子鐵心結構特點是托塊與機座環板焊接只有徑向焊縫，沒有周向焊縫。徑向焊縫焊接熱收縮變形相對周向焊縫焊接對定位筋半徑公差的影響相對較小。徑向焊縫焊接方向是由機座內圓方向向外圓方向焊接，焊接變形方向整體趨勢是半徑方向變大，因此，需要綜合考慮定子鐵心半徑設計公差、定位筋焊接變形經驗公差、定子沖片與定位筋疊片徑向調整間隙及CO2混合氣體保護焊焊接熱變形較小等因素。

2.3.1 雙鴿尾定位筋大跨距等分搭焊

定位筋搭焊采用大跨距等分安裝工藝。先6 等分大跨距搭焊，再12 等分大跨距搭焊，將定位筋弦距調整累積誤差平分在各大跨距內，減少定位筋弦距調整誤差值周向累積。在12 等分大跨距內共有12 根定位筋，定位筋弦距調整量相對減少很多，反復精調后定位筋弦距周向累積誤差值較小。

2.3.2 托塊與機座環板滿焊

托塊與機座環板按專用焊接工藝焊接控制，用CO2混合氣體保護焊焊接，減少焊接熱變形。控制焊接電流以減少托塊和機座環板焊接熱變形影響定位筋半徑及弦距公差。在機座同一環板上托塊焊接采用沿同一方向順序焊，全部托塊同一側焊縫焊完后再焊另一側焊縫，整體控制定位筋弦距焊接變形方向。各機座環板間托塊焊接采用跳越焊，從中間環板向兩端環板方向焊接，減少定位筋徑向彎曲焊接變形。托塊焊縫分4 次焊接完成，根據每層焊縫焊接后實際測量數據并采取相應反變形調整，保證托塊滿焊后定位筋半徑公差。

圖3 定位筋大跨距弦距測量

圖4 托塊與機座環板焊接順序

2.4 鐵心疊片工藝

定子沖片按層間搭接1/3 方式及0.96 疊壓系數疊片。每張沖片各放3 個槽樣棒和槽楔槽樣棒定位，槽樣棒正對定位筋。槽樣棒、槽楔槽樣棒高出已疊沖片100mm。隨鐵心疊片高度提高，相應調整槽樣棒、槽楔槽樣棒高度，保證新疊沖片必須有槽樣棒、槽楔槽樣周向和徑向定位。每疊完一單段鐵心以后，在定位筋根部沖片上放置絕緣墊塊，沿定位筋方向用銅錘向下垂直敲打墊塊，防止定子沖片鴿尾部分壓緊發卡。用整形棒逐槽整理槽形，從沖片內圓向外圓方向整形，使沖片盡量靠在定位筋筋面上。用單段鐵心測量工具測單段鐵心高度，圓周每張沖片上測量一點，并在相應鐵心段通風槽片上放入絕緣套管。詳細記錄分析每單段鐵心實際疊沖片片數及高度，作為下一單段鐵心疊片增片或減片及鐵心疊壓系數計算依據。

液壓拉伸器泵組壓緊鐵心優點是用油泵壓力控制壓緊力，均勻多次逐步拉伸壓緊鐵心，保證每個穿心螺桿預緊力均勻一致，防止鐵心局部產生波浪度及鐵心長期運行產生松動。液壓拉伸器泵組共有6 個拉伸器，通過高壓油管并聯在分配器上，分配器與電動油泵連接。鐵心上穿心螺桿分成6 個等分區，在6 個等分區內按順時針分別將穿心螺桿編號為1＃～70＃號。液壓拉伸器泵組上6 個拉伸器均布放置在8 個等分區內相同序號穿心螺桿上拉伸壓緊鐵心,拉伸力從小到大，按間隔等份拉伸螺桿順序，同步分多次逐步拉伸壓緊鐵心，防止鐵心壓緊過程中產生局部波浪度。

鐵心分段預壓能保證鐵心疊片完成后壓緊度，檢查修正補償鐵心齒部與軛部高度偏差，有效控制鐵心疊片完成后壓緊軸向高度。鐵心疊片共預壓6 次。用預壓墊板、預壓套管、預壓螺桿、預壓螺母及液壓拉伸器等工具分段預壓鐵心。2 個預壓套管與2 種長度規格預壓螺桿分別組合聯用6 次分段預壓鐵心。

鐵心每次分段預壓壓緊后全面檢查壓緊質量。用緊量刀片檢查鐵心齒部緊度，單手用力推入深度<3mm。在圓周每張沖片上測量1 點內、外圓及相應槽底高度尺寸及鐵心半徑R±0.75mm。全面檢查槽形，通槽棒能順利通過槽形。根據檢查記錄詳細分析鐵心預壓高度與相應設計圖紙鐵心名義高度的偏差，綜合分析在下一段或幾段預壓鐵心高度內，鐵心疊片增片或減片進行軸向高度補償。對于鐵心齒部、軛部高度的偏差，綜合分析在下一段或幾段預壓鐵心高度內，鐵心疊徑向補償片進行徑向補償。

3 結 論

通過對向家壩800MW 級巨型全空冷水輪發電機定子安裝技術攻關，完善優化了我公司800MW 巨型全空冷水輪發電機定子安裝新工藝、新技術及新工裝，為我公司打造向家壩巨型全空冷品牌機組提供了有力的技術保障, 也為將來開發1000MW 烏東德、白鶴灘水電百萬機組安裝積累了寶貴經驗。