水電站發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子組裝

作者簡介：肖麗華（1974.08），女，湖南澧縣，大學(xué)本科 工程師，從事水電站水輪發(fā)電機(jī)組安裝、調(diào)試及檢修以及金屬結(jié)構(gòu)制作工作。廖瑾（1972.08），女，湖南長沙，大學(xué)本科 工程師，從事水電站水輪發(fā)電機(jī)組安裝、調(diào)試及檢修工作。

摘要：根據(jù)糯扎渡水電站轉(zhuǎn)子機(jī)組的結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計(jì)特點(diǎn)，以及該系統(tǒng)在安裝過程中出現(xiàn)的問題及處理措施，簡述對(duì)轉(zhuǎn)子機(jī)組安裝工序、質(zhì)量控制要求及技術(shù)控制措施，并對(duì)關(guān)鍵工序的技術(shù)要點(diǎn)作了詳細(xì)論述，為后續(xù)機(jī)組的設(shè)計(jì)加工以及施工提供借鑒。轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子中心體、圓盤式分瓣支臂、磁軛、磁極及其他附件組成，圓盤支架由1個(gè)中心體和8瓣支臂在工地組焊成整體。支架的下部設(shè)有48塊制動(dòng)環(huán)，磁軛的外側(cè)掛裝48個(gè)磁極。組裝過程主要分為支架組焊、磁軛沖片疊裝、磁極掛裝等。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子組裝施工安裝支架磁軛制動(dòng)環(huán)磁極

中圖分類號(hào)：TM312 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）04（a）-0000-00

1.概況

糯扎渡水電站機(jī)電設(shè)備安裝工程后6臺(tái)（1#～6#）機(jī)的轉(zhuǎn)子（東方電機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)），轉(zhuǎn)子主要由中心體、斜支臂、磁軛和磁極組成，轉(zhuǎn)子中心體上部通過螺栓與上端軸相連，轉(zhuǎn)子中心體下部通過螺栓與發(fā)電機(jī)軸及推力頭相連。轉(zhuǎn)子支架由1個(gè)中心體和4瓣斜支臂在工地組焊成整體，支臂下部設(shè)有48塊制動(dòng)環(huán)板。磁軛由6mm厚的高強(qiáng)度沖片在現(xiàn)場(chǎng)疊裝而成，并用磁軛鍵和扭矩鍵進(jìn)行固定。磁軛分上、下兩段，每段高1672mm，段間用96個(gè)間隔塊隔開，采用磁軛連接鍵將兩段連成整體，磁軛總高度為3410mm。48個(gè)磁極用磁極鍵固定在磁軛的外側(cè)。

2.磁軛疊裝

磁軛由6mm厚的高強(qiáng)度沖片疊裝而成，用拉緊螺桿、磁軛鍵和扭矩鍵固定，單張沖片重109.14Kg。磁軛的內(nèi)外高差和波浪度采用加補(bǔ)償片的方法調(diào)整，磁軛采用力矩扳手壓緊，拉緊螺桿最終壓緊的力矩為2200N.m。在整個(gè)磁軛安裝過程中必須不斷檢查中心體下法蘭水平、磁軛底部的波浪度、徑向傾斜及測(cè)圓架的水平，隨時(shí)用千斤頂進(jìn)行調(diào)整。

2.1.第一段磁軛疊裝

1）.下磁軛壓板的安裝及加固

將轉(zhuǎn)子下磁軛壓板吊放至磁軛疊片用支墩上并拼裝成整圓，調(diào)整其半徑與水平。安裝下磁軛壓板時(shí)，注意“V”型坡口的一面向下，利用楔子板、花籃螺栓調(diào)整轉(zhuǎn)子下磁軛壓板高程、水平及周向波浪度，檢查、處理下磁軛壓板與轉(zhuǎn)子立筋掛鉤間隙，最大不超過0.5mm。

2）.預(yù)疊5層

1.先疊五層沖片，每兩張沖片為一層，層間相錯(cuò)一個(gè)極距，沖片每疊四層再反向旋轉(zhuǎn)堆疊四層，依此類推。調(diào)整壓板，使壓板上拉緊螺桿孔與沖片上拉緊螺桿孔對(duì)齊，中心偏差不大于1mm。

2.在磁軛沖片拉緊螺桿孔處均布96根疊片銷釘（自備），底部用頂桿支撐。使用疊片銷釘將沖片拉緊螺桿孔對(duì)齊。

3.利用角尺檢查磁軛沖片，使其與立筋鍵槽中心線與劃好的立筋中心線周向分布偏差均勻，要求調(diào)整兩中心線偏差的最大值可調(diào)整量在1mm以內(nèi)。

3）.按磁軛疊片繼續(xù)疊片至約250mm高。

（1）.疊片

按磁軛疊片繼續(xù)疊片至約250mm高。疊片時(shí)需注意以下事項(xiàng)：

1.在磁軛疊裝過程中，其磁軛鐵片正反面應(yīng)一致，并邊疊片邊用銅錘整形。

2.每次鐵芯壓緊前、后對(duì)測(cè)圓架進(jìn)行校核，利用測(cè)圓架進(jìn)行一次轉(zhuǎn)子磁軛半徑檢查和調(diào)整；

3.根據(jù)磁軛鐵片堆積表，按照要求疊片程序進(jìn)行疊片，并且按規(guī)定定位銷長度，每疊一小段，用轉(zhuǎn)子測(cè)圓架檢查、調(diào)整所疊鐵片的外徑。調(diào)整合格后，按要求插入轉(zhuǎn)子磁軛疊片圓柱銷。注意相鄰兩根定位銷插入的方式，定位銷接合面應(yīng)交錯(cuò)布置。

（2）.穿入磁軛拉緊螺桿

1.將磁軛導(dǎo)向鍵放入轉(zhuǎn)子支架立筋處的磁軛鍵槽內(nèi)，調(diào)整導(dǎo)向鍵中心線與磁軛鍵槽中心線偏心量不大于1mm。用“C”形夾等對(duì)導(dǎo)向鍵進(jìn)行臨時(shí)固定。

2.在拉緊螺桿表面抹二硫化鉬并穿入所有的拉緊螺桿，底部用頂桿進(jìn)行臨時(shí)支撐，注意螺桿短螺紋端在上部，注意將支撐磁軛的千斤頂或支墩調(diào)整至不影響磁軛拉緊螺桿穿入的位置。檢查并利用支撐檢查并調(diào)整下磁軛壓板底部的波浪度在2mm以內(nèi)，徑向傾斜控制在1mm以內(nèi)，壓板與掛鉤之間沒有間隙。

（3）.工裝安裝

在磁軛周圍安裝疊片平臺(tái)、沖片承重平臺(tái)、沖片疊裝時(shí)吊裝用的懸臂吊。

（4）.裝焊下扭矩鍵

1.安裝所有的下扭矩鍵，安裝時(shí)主鍵應(yīng)緊貼磁軛，打緊副鍵。注意：每一個(gè)扭矩塊正對(duì)應(yīng)一個(gè)磁極鴿尾；為裝焊方便，靠近扭矩鍵的兩根磁軛拉緊螺桿可在焊接下扭矩鍵后再安裝。安裝搭塊，檢查搭塊與轉(zhuǎn)子支架之間的間隙應(yīng)不大于0.5mm。

2.焊接搭塊與轉(zhuǎn)子支架以及搭塊與扭矩鍵，并按照涂漆規(guī)范DB1338系統(tǒng)H對(duì)焊接部位進(jìn)行刷漆。

（6） 疊片至第一段磁軛一半高度位置時(shí)檢查、預(yù)壓緊、磁軛片固定

1.疊片

按磁軛疊片繼續(xù)疊片至第一段磁軛一半高度位置處（約836mm）。

2. 預(yù)壓緊

安裝磁軛預(yù)壓緊工具。用四組扳手分三次壓緊磁軛，第一次壓緊力矩為設(shè)計(jì)力矩的50%（1100N-m），壓緊的次序見下圖。第二次為設(shè)計(jì)力矩的75%（1650N-m），壓緊的順序同第一次相反。第三次為設(shè)計(jì)力矩（2200N-m），壓緊順序與第一次一致。

圖 1 磁軛壓緊次序示意圖

3.磁軛片固定

在磁軛外圓處沿圓周均勻布置48根拉筋，一端點(diǎn)焊于磁軛下沿，另一端點(diǎn)焊于磁軛上沿，以固定第一小段磁軛，防止磁軛半徑、同心度等發(fā)生較大變化。拆除磁軛壓緊工具。

2.2第二段磁軛疊裝

1）.疊片至150mm高度后穿入拉緊螺桿螺栓、檢查、預(yù)壓

1.以磁軛連接鍵和磁軛導(dǎo)向鍵定位進(jìn)行第二段磁軛疊片，疊片至150mm高度，必要時(shí)應(yīng)使用疊片銷。

2.穿入所有的拉緊螺桿，底部進(jìn)行臨時(shí)支撐，注意螺桿短螺紋端在下部。

3.按第一段磁軛壓緊要求壓緊第二段磁軛。檢查磁軛的高度，計(jì)算磁軛的徑向高差和周向波浪度。檢查預(yù)壓時(shí)拉緊螺桿力矩值，第一次為1100N-m、第二次為1650N-m、第三次為2200N-m。

2）.疊片至第二段磁軛一半高度位置（約836mm）時(shí)檢查、預(yù)壓緊、磁軛片固定

注意：測(cè)量時(shí)應(yīng)一同測(cè)量第一大段磁軛的相關(guān)數(shù)據(jù)，保證第一大段磁軛和第二大段磁軛能夠保持同心。

3）.疊片至第二段磁軛完成并預(yù)壓、螺母焊接、磁軛片就位等

（1）.疊片

注意：按第一大段磁軛的相關(guān)數(shù)據(jù)，保證第一大段磁軛和第二大段磁軛能夠保持同心。

（2）.安裝上扭矩鍵

（3）.焊接螺母

（4）.第二段就位

1.每隔一個(gè)磁極的“T”尾下方放置一個(gè)千斤頂，千斤頂上放置一根頂桿和一塊鋼板支撐在第二大段磁軛“T”尾處。在每個(gè)千斤頂?shù)幕钊蠘?biāo)出行程，以便于磁軛下放。

2.所有千斤頂同時(shí)用力將第二大段磁軛向上頂起，使第二大段磁軛與工字鋼之間有均勻的1mm左右間隙，將工字鋼取出，對(duì)兩段磁軛之間進(jìn)行徹底清掃。

3.所有千斤頂活塞同時(shí)降落，每落下5mm應(yīng)暫停，在確定所有千斤頂活塞均已降落5mm后，才能再次下落，直至第二大段磁軛落至間隔塊上為止。

3.磁軛冷打鍵

1.安裝磁軛加強(qiáng)鍵和加強(qiáng)鍵，打緊主鍵。待磁軛熱打鍵完成后，將副鍵與磁軛焊接成整體，然后再次打緊加強(qiáng)鍵主鍵，再將主鍵與磁軛焊接成整體。割去超過磁軛壓板部分的鍵。然后在根據(jù)圖紙要求安裝磁軛鍵。

2. 用18磅大錘對(duì)磁軛鍵進(jìn)行冷態(tài)打緊，打緊過程中應(yīng)進(jìn)一步調(diào)整磁軛半徑、垂直度以及同心度。安裝并打緊磁軛鍵，隔8小時(shí)，再次打緊磁軛鍵一次，共需打緊磁軛鍵2次。

4.磁軛熱打鍵

1.轉(zhuǎn)子磁軛加熱，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選用合適的加熱方法加熱磁軛。

2.當(dāng)轉(zhuǎn)子磁軛及支架立筋間的溫差達(dá)到要求后，應(yīng)進(jìn)行保溫，并檢測(cè)轉(zhuǎn)子支架與磁軛之間的間隙。

3.當(dāng)間隙符合要求后，即可停止加熱，并按照轉(zhuǎn)子磁軛熱打鍵標(biāo)記，對(duì)稱均勻地打緊磁軛鍵。

4.熱打鍵完成以后，在轉(zhuǎn)子磁軛冷卻過程中，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)谋卮胧勾跑棌南孪蛏系捻樞蚶鋮s，以防止磁軛上串，同時(shí)，應(yīng)有效控制磁軛冷卻速度，以免磁軛溫度驟然降低而使轉(zhuǎn)子中心體變形，待磁軛冷卻到室溫40℃以下時(shí)，方可揭開保溫蓬布。

5.轉(zhuǎn)子磁軛冷卻后，按要求用扭矩扳手全面核查磁軛壓緊螺桿扭矩值，合格后，按要求點(diǎn)焊所有磁軛壓緊螺桿螺母，磁軛鍵與磁軛。

5.切向主鍵安裝

1.對(duì)所有的扭矩鍵進(jìn)行配鍵，要求鍵的各接觸面之間用0.05mm塞尺檢查，每側(cè)接觸面積在70%以上。配鍵完成驗(yàn)收合格后將副鍵打緊，注意在鍵上涂抹二硫化鉬。將副鍵搭焊在磁軛上。

2.焊接上下磁軛壓板。焊接前應(yīng)將焊縫坡口附近的油漆及油污清理干凈，焊接過程中應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行錘擊消應(yīng)力。對(duì)焊縫進(jìn)行打磨并刷漆。

6.制動(dòng)環(huán)安裝

1.在轉(zhuǎn)子支臂合縫處左右各預(yù)裝一塊環(huán)板，將跨接過徑向焊縫的制動(dòng)環(huán)板頂放在正確位置處，調(diào)整其與左右相鄰環(huán)板間的間隙為6.0 ±3.0mm。在轉(zhuǎn)子支架制動(dòng)環(huán)板把合面處標(biāo)記出螺孔的位置，放下制動(dòng)環(huán)板，在標(biāo)記處鉆攻M30螺孔并清掃。

2.按廠內(nèi)制動(dòng)閘板編號(hào)安裝制動(dòng)環(huán)板。

3.把緊制動(dòng)環(huán)板螺栓。檢查相鄰制動(dòng)環(huán)板的錯(cuò)牙不大于0.08mm，相互之間間隙在6.0 ±3.0mm，且按旋轉(zhuǎn)方向后一塊不能高于前一塊閘板；檢查制動(dòng)環(huán)板水平應(yīng)不大于2mm，制動(dòng)環(huán)板與中心體下法蘭的高差為450 mm。

4.逐個(gè)拆下制動(dòng)環(huán)板與轉(zhuǎn)子支架的把合螺栓，按照制動(dòng)環(huán)裝配技術(shù)要求，在螺紋配合處涂刷樂泰243螺紋鎖固膠，把緊螺栓，然后將螺栓與制動(dòng)環(huán)點(diǎn)焊牢。

7.磁極安裝

用2500V搖表對(duì)磁極進(jìn)行絕緣電阻檢查；對(duì)磁極進(jìn)行直流電阻檢查，要求通入電流不超過額定電流的20%，磁極之間相互比較不超過2%；對(duì)磁極進(jìn)行交流阻抗檢查，磁極之間相互比較不超過15%；徹底清掃磁極表面。對(duì)磁極進(jìn)行6300V，60秒交流耐壓檢查；耐壓后再次用2500V搖表對(duì)磁極進(jìn)行絕緣電阻檢查。

標(biāo)出每個(gè)磁極的中心線。根據(jù)磁極編號(hào)，用磁極掛裝工具吊裝磁極，磁極掛裝時(shí)應(yīng)采用對(duì)稱掛法，以免將磁極都掛在一邊后出現(xiàn)危險(xiǎn)。

焊接磁極擋塊，松開支撐磁極的千斤頂，再次測(cè)量磁極的高程應(yīng)符合要求。安裝并打緊磁極鍵，每隔24小時(shí)，打緊磁極鍵一次，共需打緊磁極鍵3次。

用2500V搖表對(duì)磁極進(jìn)行絕緣電阻檢查，單個(gè)磁極絕緣電阻應(yīng)不小于5M；對(duì)磁極進(jìn)行交流阻抗檢查。對(duì)磁極進(jìn)行5800V，60秒交流耐壓檢查；耐壓后用2500V搖表再次對(duì)磁極進(jìn)行絕緣電阻檢查。

根據(jù)磁極阻尼環(huán)上Φ14孔，在阻尼環(huán)連接片上配鉆配鉆Φ14螺孔，安裝阻尼環(huán)連接片。穿入螺紋部位涂樂泰272螺紋鎖固膠的M12螺栓，把緊螺母并鎖定墊圈。用0.05mm塞尺檢查接觸面的間隙情況，塞入深度不應(yīng)超過5mm。

用大力鉗將極間連接線固定在磁極線圈接頭上并用石棉布保護(hù)好磁極。配鉆連接螺孔螺孔配鉆完后。穿入螺紋部位涂樂泰272螺紋鎖固膠的M12螺栓，擰緊螺母并鎖定墊圈。檢查螺栓伸出螺母的長度；檢查螺栓的把緊力矩；用0.05mm塞尺檢查接觸面的間隙情況，塞入深度不應(yīng)超過5mm。

用2500V搖表對(duì)整體磁極進(jìn)行絕緣電阻檢查，如果絕緣情況良好，對(duì)整體磁極進(jìn)行4800V，60秒交流耐壓檢查，否則應(yīng)對(duì)磁極進(jìn)行加熱干燥，絕緣電阻滿足條件后方可進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。

在轉(zhuǎn)子整體磁極內(nèi)通入10A直流電，利用指南針檢查磁極的極性。

8總結(jié)

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子組裝必須嚴(yán)格按要求控制，調(diào)整精確，盡量減少由于焊接變形而引起整體尺寸偏差，作為機(jī)組最大轉(zhuǎn)動(dòng)部件，焊接質(zhì)量要得到嚴(yán)格保證，探傷檢查存在問題部位要做到及時(shí)處理、保質(zhì)保量，避免由于機(jī)組長期運(yùn)行而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子主焊縫有裂紋等現(xiàn)象發(fā)生。綜上所述，糯扎渡電站轉(zhuǎn)子組裝工藝是值得借鑒的，在安裝質(zhì)量及施工效率方面都有了長足進(jìn)步，為機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

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[2]文有富 河南寶泉高水頭水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子組裝工藝[J] - 人民長江，2010