緊水灘電站2號機組定子鐵芯改造安裝

潘曉豪

摘 要：該文主要介紹了緊水灘電站2號機組定子改造鐵芯安裝工藝，對老機座的處理和加固的措施，發電機中心的測量確定，定位筋的檢查、安裝工藝和質量控制方法以及定子鐵芯疊片高度的控制。通過對機組定子鐵芯的改造，全面提升了機組的性能，定子的溫升也實現了較好的控制，對同類型機組定子升級改造具有較好的借鑒作用。

關鍵詞：機座處理 定位筋安裝 鐵芯疊片 工藝 質量控制

中圖分類號：TV69 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（a）-0042-02

1 概述

1.1 電站概況

緊水灘電站位于浙江省云和縣境內甌江上游。電站以發電為主，兼航運防洪等。電站裝設6臺50 MW立軸混流水輪發電機組，總容量30萬kW，以220 kV線路輸出。電站機組運行已近30年，多次出現鐵芯底部硅鋼片滑出割破線棒現象。此次改造后機組容量提升為55 MW。

1.2 發電機參數

發電機型號為SF-K50-30/6 400；定子鐵芯外徑6 400 mm；定子鐵芯內徑5 760 mm；定子鐵芯高度1 500 mm；矽鋼片型號50W270冷軋硅鋼片。

2 定子鐵芯部件的拆除及機座處理

定子鐵芯部件拆除工作在機坑內進行，拆除前在定子下側將機坑用檢修平臺進行封閉。用割槍割去定子下部拉緊螺桿，逐一吊出上壓板，用人工拆除矽鋼片，制作專用吊籃用橋機配合吊到裝配間的運輸車輛上，并分批運至廠外。托板用碳弧氣刨割除，并將環板打磨平整，對局部凹陷位置進行補焊處理。根據圖紙安裝機座下環板的加強板，增加下環板強度。

3 發電機中心確定

返測機組中心時，需在定子機座上方架橫梁安裝求心器并掛油錘進行測量，在座環上鏜口測量找出水輪機固定部分中心，然后在機座第三層環板立面4個位置打磨后測量到鋼琴線的距離，標定中心，撤去求心器。吊回下機架和下側平臺，安裝測圓架中心柱部件，以定子機座上的標定點為基準調整中心柱，將中心柱固定在下機架支墩上。中心柱的調整要求同軸度≤0.05 mm，垂直度≤0.02 mm/m，經測量符合廠家和規范的要求。安裝測圓架轉臂和附件，調試測圓架，配重檢查水平度合格。中心柱垂直度數據：X方向上部2.88 mm、下部2.86 mm；Y方向上部2.67 mm、下部2.67 mm，符合規范要求。中心柱同軸度測量數據如下。

（1）在四環位置，中心柱尺寸為-X10.39、+X9.37、-Y10.47、+Y9.50；座環數據為-X1.12、+X1.11、-Y0.89、+Y0.87。

（2）在二環位置，中心柱尺寸為-X10.65、+X9.37、-Y10.25、+Y10.27；座環數據為-X1.14、+X1.12、-Y0.91、+Y0.89。

同軸度均≤0.05 mm。

用測圓架裝百分表檢查下環板水平度，發現下環板水平度最大偏差近4 mm，且靠近機組中心側低，外側高。為了保證下壓指安裝后上平面的水平度以及控制定子鐵芯疊裝波浪度的要求，經與電廠和廠家共同商議決定按照測量偏差加工壓指來保證壓指安裝后的水平度不大于2 mm。

4 定位筋安裝

定位筋預裝前先在校筋平臺上檢查其徑向和切向的平直度，不大于0.1 mm。

4.1 定位筋預裝

定子共有4圈環板，每圈環板上安裝有54塊托塊。安裝前檢查托塊表面質量，用銼刀進行毛刺處理，并打磨。用測圓架和掛鋼琴線調整定位筋周向和徑向位置，放置托塊用雙頭頂柱和c型夾固定好。用二氧化碳氣體保護焊對托板和筋進行點焊，然后進行編號，按+Y方向順時針第一根定位筋為1#筋進行編號。點焊后取下在指定位置進行滿焊，托塊和定位筋的滿焊嚴格按照廠家焊接工藝進行。氣體保護焊焊絲牌號為ER50-6，直徑為φ1.2 mm，安排兩臺氣體保護焊機進行焊接。

4.2 定位筋的安裝

定位筋作為定子鐵芯疊片的基準，其安裝質量的好壞直接關系到定子最終的安裝質量，必須嚴格保證其安裝精度。第一根基準定位筋的安裝，用雙頭頂柱、C型夾及小鋼楔等工具臨時將定位筋固定在機座環板上。用掛鋼琴線調整徑向、切向傾<0.05 mm/m，保證定位筋搭焊后內徑φ6 380（-0.2/-0.3）mm，徑向扭斜<0.1 mm。

用以上方法安裝，以第一根定位筋為基準將定位筋大跨距內6等分。測量弦C=3 180，各跨距允差<0.30 mm，在同一跨距內上下弦距允差應<0.15 mm。

大跨距內定位筋的安裝，以6根基準定位筋為基準，用定位筋樣板架安裝其他定位筋。用雙頭支撐千斤頂、小鋼楔及定位筋弦距檢查樣板等調整檢查工具，錯開調整定位筋各環弦距和內徑，先調整1環、3環，再調整2環、4環，合格后將托塊搭焊于機座環板上。定位筋搭焊檢查合格，內徑為φ6 380（-0.2/-0.3）mm，同一高度相鄰兩筋半徑差<0.1 mm，弦距偏差為±0.15 mm。

定位筋托塊滿焊，嚴格按照廠家工藝進行焊接。定位筋滿后焊檢查內徑φ6 380（+0.8/-0.1）mm以內，同高度相鄰兩筋半徑差<0.3 mm，相鄰定位筋弦距差<0.3 mm，有個別點超差值小于公差的10%，采用砂輪修磨。

用壓指樣板架裝焊下壓指，采用壓指下加墊片來調整上平面水平，確保齒壓條內側（機組中心側）比外側高0.5 mm以上。焊后用定子扇形片檢查錯牙情況合格。對整個定子機座進行全面清掃，對整個機座內側進行噴漆。

5 定子鐵芯疊片

鐵芯疊片前，抽查5～10箱硅鋼片，每箱抽查5～10張，每張測量厚度6個點并做好記錄，以此作為控制每層硅鋼片厚度的計算基數。

疊片按定子鐵芯裝配圖進行，鐵芯疊裝按1/2鐵片交錯搭接疊裝。每個定位筋對應1個槽樣棒和1個槽楔槽樣棒。疊片順序是端片、普通片、端片。每疊完一段以后，在定位筋根部放置墊塊，用銅錘打墊塊，使沖片靠緊，用整形棒整形，測量鐵芯內徑，每疊完一段放置一層通風槽片。槽樣棒應隨著鐵芯疊裝的升高而不斷升高，并在疊裝過程中不斷地使用整形樣棒進行整形，以保證鐵芯槽齒的幾何尺寸。此次疊片一共疊42段，每段根據片厚不同調整當段疊片層數。每疊完一段用單段鐵芯測量工具測單段鐵芯長度，公差不超過（30±0.5）mm。詳細記錄每單段鐵芯實際疊片層數。

當疊至500 mm時進行第一次壓緊，壓緊前在鐵芯上放置二層廢鐵片，再吊裝壓胎、傳力柱、壓緊螺桿。采用兩套風動扳手對稱進行壓緊。壓緊后使用緊量刀測量。第二次壓緊位于1 000 mm時進行。第三次壓緊在全部疊裝完成后進行。波浪度的控制采用測量鐵芯斷面內外（12個點）的高度，用風扳機打緊順序來調整。壓緊后鐵芯內徑為Φ5760（+1/-0.5）mm。鐵芯高度為1500+5mm，疊壓高度按正偏差控制，鐵芯波浪度<10 mm。用液壓扳手進行拉緊螺桿緊固，記錄螺桿伸長值。各鐵芯線槽通槽棒能順利通過。齒壓片與齒中心偏差<1 mm。徹底清理定子鐵芯，鐵芯內部不允許存在任何雜物。

進行定子鐵芯整體驗收，測量半徑、圓度、高度、波浪度合格。鐵損試驗后再次緊固拉緊螺桿。

壓緊后鐵芯半徑最大為2 880.47 mm，最小半徑為2 880.07 mm；鐵心長度最大1 503 mm，最小為1 501 mm。

鐵心波浪度為2 mm；各鐵心線槽通槽棒能順利通過；齒壓片與齒中心偏差<1 mm。鐵損試驗后用11 MPa的力矩扳手打緊螺帽一遍，鐵芯高度無變化。

6 結語

緊水灘電廠2號機組定子鐵芯改造安裝由于廠家硅鋼片烤漆工藝的改進，熱疊壓的取消，均加快了施工進度；鐵芯改造過程中使用的設備均采用進口設備，也大大提高了施工效率；通過施工工程中對各個細節的良好把控，使所有技術參數全部達到了要求，機組安裝投產后至今運行工況良好。

參考文獻

[1] 謝進成.水電機組檢修方式的探討[C]//南方十三省（區、市）水力發電工程學會聯絡會暨學術交流會論文集.2009.

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