CCS水電站沖擊式轉子組裝質量控制

張軍國

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝分公司，云南昆明650032）

CCS水電站沖擊式轉子組裝質量控制

張軍國

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝分公司，云南昆明650032）

轉子是發電機的重要組成部分，組裝及安裝質量的好壞直接影響到機組的長期性、穩定性和安全性。所以轉子安裝質量尤為重要。本文闡述了CCS水電站水輪發電機轉子現場裝配工藝過程和質量控制,以及施工裝配中遇到的實際問題和采取的處理措施,確保了轉子裝配的質量和施工進度,可供大型發電機轉子現場裝配時參考。

CCS水電站；轉子；裝配；質量控制

1　概述

CCS水電站地下廠房安裝了8臺水輪發電機組，轉子裝配由轉軸裝配、磁軛裝配、磁極裝配、集電環裝配、轉子引線裝配等組成，轉軸裝配為轉子中心體及支臂整體到貨，轉子裝配總重約344.6 t。

轉子直徑（磁極外圓直徑）Φ5 883 mm、磁軛直徑Φ5 253 mm、磁軛高度Φ5 253 mm。

磁極通過沖片上T尾槽掛裝在磁軛相對應的鍵盤槽上。全圓共24個磁極，磁極裝配重約101 t。

現對轉子組裝各工序質量控制做重點分析。

2　轉子支架立軸垂直及水平調整

圓周均布轉子支墩于轉子安裝間基礎板上，起吊轉軸（包括轉子支架），轉子支臂落放于支墩上，轉軸法蘭端落入安裝間基礎地坑后臨時固定，用內鏡千分尺測量上下導滑轉子，調整轉軸垂直0.02mm/m，即上下之差不大于0.08 mm。用水平儀檢查轉軸法蘭水平誤差不超過0.02 mm/m。調整合格后搭焊支臂支墩于基礎板。在此調整過程中，注意檢查要使支墩螺栓受力，避免以后磁軛疊裝后下沉轉子水平超差。

3　測圓架裝配

安裝轉子測圓架，在上滑轉子處軸向和徑向架設百分表，調整檢查測圓架中心、垂直度，使其測量誤差≤0.02 mm。每次測量前應復測測圓架測量精度。

4　磁軛裝配

4.1磁軛下壓板安裝

安裝前檢查立筋板的掛鉤高程偏差不大于1.5mm，但相鄰兩掛鉤高程差不大于1 mm，然后將6塊下磁軛壓板按裝配標記吊放在支架立筋掛鉤及鋼支墩上并拼成整圓，利用楔塊配合千斤頂以及拉緊器調整其水平和波浪度，波浪度≤1 mm，徑向水平偏差≤0.5 mm。

調平第一塊下壓板后通過測圓架和水準儀，將所有其它下壓板調平，控制下磁軛壓板徑向水平偏差≤0.5 mm，通過測圓架檢查磁軛壓板外圓半徑差≤0.5 mm。檢查壓板與掛鉤間隙應無間隙，局部位置不應大于0.5 mm，如間隙過大，則對其他立筋掛鉤位置進行打磨處理或使用拉緊器消除壓板與掛鉤間隙，再次檢查下壓板各項尺寸是否符合設計要求。

4.2磁軛鍵安裝

在轉子磁軛疊片前先測量8根主立筋的鍵槽尺寸，并對應主立筋測量位置測量凸鍵的寬度，并根據測量數據確定磁軛副鍵的尺寸是否滿足要求。如不滿足要求，打磨凸鍵側面反復測量直至滿足要求為止。把凸鍵和副鍵安裝就位，利用測圓架控制凸鍵的外徑和垂直度，調整其尺寸滿足設計要求后，把凸鍵兩側副鍵冷打緊，在打緊時要用測圓架控制凸鍵的垂直度、外側半徑、相鄰凸鍵弦長值。

4.3磁軛片清洗

磁軛洗片及分類：將到貨的磁軛沖片按級差重量為0.2 kg重量差進行分類并做好詳細記錄（張數），同時對每一張沖片進行清掃：去除毛刺、油污、銹斑等。

在每類沖片中抽出20片沖片，測量其實際厚度，取平均值作為該類沖片的計算厚度，根據各類磁軛沖片重量、厚度及轉子裝配圖，計算列出磁軛堆積配重表（通風槽片亦參加配重）。配重原則：磁軛兩端為輕片，中部為重片。

4.4磁軛疊片

磁軛共12段，總高度2 860 mm（含上、下端壓板厚度，壓板厚度各20 mm），首尾兩段每段高度290 mm，中部每段高180 mm，通風溝高40 mm。在下壓板上安裝疊片銷，按磁軛裝配圖及磁軛堆積配重表進行沖片疊裝。疊片時利用磁軛鍵和長短定位銷定位，每張片安裝兩長兩短定位銷，隨著疊片高度增加，長定位銷不動，短定位銷向上串動，邊疊片邊用T尾工具整形，疊片時沖片剪口方向應一致，注意沖片與立筋間隙均勻。

每疊完一段，鋪放一層通風槽片，利用測圓架測量、調整磁軛的半徑及垂直度，嚴格控制磁軛的同心度，并通過磁軛外尺寸檢測磁軛與轉子支架、軸線的同心度；測量并調整磁軛下壓板水平。如圖1所示。

圖1　磁軛圓度和垂直度測量示意圖

每段磁軛疊裝時應檢查轉子中心體水平≤0.02mm/m，測圓架中心偏差≤0.03 mm，用水準儀和帶百分表的測圓架檢查下環板水平度，用千分尺檢查磁軛半徑偏差≤±0.5 mm，用測圓架檢查磁軛的同心度，磁軛所有測點百分表讀數與平均讀數差值≤0.2 mm。

4.5磁軛壓緊

疊片至預壓緊高度600mm、1200mm、1800mm、2 400 mm及2 860 mm時各預壓一次，共預壓5次。

疊片前根據抽測的磁軛沖片、通風槽片的平均厚度和壓緊系數計算出疊片堆放表，在疊片過程中適時測量疊片高度并與計算的理論高度進行比較，同時在第一次壓緊完成后，測量壓緊前后疊片高度的變化和壓緊后的高度與理論高度的差值，根據上述數據確定下一段補償片疊片方案。

首次預壓均采用4個MI-5500GS風扳機按對稱方向同時進行，拉緊螺栓擰緊順序為中圈→內圈→外圈，同時測量磁軛沖片內、中、外高度，根據測量數據在后面4次調整壓緊順序。

壓緊后用測圓架和內徑千分尺測量磁軛外徑（設計半徑2 626.5 mm）、波浪度，中、內、外圈高度尺寸和立筋槽底與磁軛凸鍵間隙值、磁軛凸鍵與磁軛鐵芯鍵槽槽底間隙值，并做好詳細記錄。

磁軛沖片全部疊完后，裝上上磁軛壓板，做最后壓緊。測量磁軛圓度、垂直度、半徑、高度，各部均達到設計要求后進行更換螺桿工作。螺桿的更換為逐步更換，更換中，每拆一個磁軛預壓螺桿即穿入螺桿，把緊螺母，必要時用磁軛圓拉刀銑磁軛拉緊螺桿孔，直到最后銑完全部磁軛拉緊螺桿孔。注意更換時應該由內向外對稱進行。待全部穿入螺桿后，用液壓拉伸器逐步對稱加壓擰緊螺桿，由中、內、外圓依次把緊磁軛，使其螺桿的伸長量（3.84～4.08 mm）符合圖紙要求，記錄此時液壓拉伸器的壓力。抽查10%螺桿的伸長量，如果沒達到要求則加大壓力再次擰緊所有的螺桿。檢查磁軛外徑、磁軛鐵心長度、磁軛鐵心波浪度、磁軛疊壓系數、磁軛把緊力、磁軛T尾槽形狀，磁軛下壓板與立筋掛鉤之間的間隙等應符合圖紙要求。

磁軛疊壓系數≥99%，根據疊壓情況調整下段的堆疊高度及層數，保證磁軛總高度與設計高度的偏差在0～+4 mm范圍內。

磁軛最終壓緊應達到如下要求：

1）螺栓伸長值滿足3.84～4.08 mm；

2）轉子中心體上法蘭水平度≤0.02 mm/m；3）測圓架中心偏差≤0.05 mm；

4）磁軛半徑R2626.5±1.16mm（空氣間隙的3.5%）5）磁軛內外圈高度2860（0～+4）mm；

6）下壓板徑向水平≤0.5 mm，整圓水平≤1 mm；7）磁軛疊壓系數≥0.99。

4.6磁軛熱打鍵

在磁軛固定的設計制造上，設置了磁軛鍵、切向鍵。為了滿足轉子即使在過速時也不產生有害變形的要求，在磁軛固定的工藝上采用了使磁軛和轉子支架間給單邊1.4 mm的緊量來滿足機組安全運行要求。為達此目的，在技術上采用熱打鍵來達到。

測量鍵槽上下間隙，并記錄。用外徑千分尺測量凸鍵厚度尺寸并記錄，根據設計要求凸鍵加墊單邊緊量1.4 mm，結合磁軛最終壓緊后同心度及半徑增加補償量，計算需加墊最終厚度。加墊完成后測量凸鍵總厚度，檢查是否滿足打鍵要求。

移走轉子磁軛的支墩，在磁軛下方布置履帶式加熱器，接好電源線，用苫布罩好，將磁軛加熱到規定溫度保溫，加熱溫度要均勻，每30 min記錄一次溫度。隨磁軛溫度的上升，磁軛不斷膨脹，當鍵槽間隙大于加墊后的凸鍵尺寸0.5～1 mm左右，斷開電源，保持溫度，確保工作人員的安全，將凸鍵對稱、快速打入鍵槽內。熱打鍵完成后應有保溫措施，使磁軛緩慢冷卻至室溫。配磨副鍵使之接觸面均勻，其緊量以18磅大錘打緊。

測量并記錄磁軛的圓度、垂直度、半徑尺寸和高度尺寸，用精密水準儀和帶百分表的測圓架檢測并記錄下壓板的水平度。

5　制動環裝配

制動環安裝完成后檢查各項尺寸應達到如下要求：

（1）按轉子旋轉方向，制動環下平面后一塊不得高出前一塊；

（2）接縫處間隙符合圖要求6 mm；

（3）制動環表面波浪度＜2 mm；

（4）裝配完畢后，將螺母用鎖定塊鎖定并點焊，螺栓頭不得露出制動環表面。

6　磁極掛裝

以轉軸下法蘭面為基準（下法蘭面到磁極中心線設計距離4 000 mm），推算出磁極鐵芯中心尺寸，并參照定子鐵芯實際高程及上機架撓度，使轉子磁極中心比定子鐵芯平均中心線低1～2 mm為宜，將高程點標記在磁軛外圓上。

按制造廠編號對稱掛裝磁極，特別注意轉子引線位置，在磁極上畫出中心線高程并打上洋沖，各磁極掛裝高程與平均高程之差±1 mm。

用測圓架測量磁極上、中、下三個圓弧面半徑以此檢查磁極掛裝后的圓度，各半徑與平均半徑之差應符合規范要求；實際半徑與設計半徑之差不應大于設計空氣間隙值的±4%（33×4%=1.32 mm）。同時根據測量的半徑數值計算裝配后的整體轉子偏心值不大于0.15 mm。

在磁極全部連接完成及引出線安裝完成后：

（1）測量單個磁極的直流電阻，差別不超過2%；

（2）逐個進行交流阻抗測量，相互間應無顯著區別；

（3）測量轉子絕緣電阻，絕緣電阻≥0.5 MΩ；

（4）進行轉子耐壓試驗，線圈額定勵磁電壓為10倍Un=204.3 V（GB-8564廠家使用標準）。

掛裝完成后檢查尺寸應達到如下要求：

（1）轉子半徑：R2941.5±1.32 mm（空氣間隙的4%）；

（2）轉子整體偏心值：0.15 mm；

（3）磁極掛裝中心偏差：±1 mm。

CCS水電站轉子的安裝，使我們認識到良好的工藝、合格的測量工具對于裝好機組的重要性，而對于工作中出現的問題，更應有精益求精、實事求是的科學態度，只有這樣，才能保證機組裝配質量達到優良性能。希望通過對CCS水電站技術分析、情況介紹、安裝技術及質量控制的論述，對其他同類型電站安裝有所借鑒。

TK730.6

B

1672-5387（2016）09-0040-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.09.014

2016-04-15

張軍國（1986-），男，助理工程師，從事水利水電設備安裝及技術管理工作。