喀麥隆曼維萊水電站發電機定子組裝淺析

湯明春

(中國水利水電第十六工程局有限公司,福建 福州 350000)

1 發電機主要參數

具體如表1所示。

表1 發電機主要參數表

2 九等分導向鍵弦距

定子整圓包含72根導向鍵,導向鍵僅作為鐵芯疊裝時導向用,鐵芯疊片完成后所有導向鍵都將被抽出。導向鍵的半徑、垂直度直接決定了鐵芯的半徑與垂直度,弦距的好壞則決定了扇形沖片能否順利地疊裝。而九等分弦距為后續等分弦距、疊片進度奠定基礎[1]。

基準鍵固定完成后,插入其它8根導向鍵將定子整圓九等分。取一根DN12鍍鋅鋼管,自制九等分弦長測桿。測桿一端焊接一塊圓形墊片,墊片適當的位置開一卡槽,測桿另一端裝一塊百分表。測量九等分弦長時,將測桿墊片端卡在基準鍵的一條棱上,測桿另一端的百分表測頭頂在被調整導向鍵的一個面上作上下移動。讀取百分表數值,并作相應記錄。每一根導向鍵從上到下測量4個點位,分別對應4個定子環板位置。定子整圓測量完成后,根據測量的數據求取九等分弦長的平均值。

按弦長平均值調整弦長至質量合格。

3 鐵芯高度的控制

為了精確控制鐵芯高度,必須以實測疊壓系數計算出每段鐵芯的疊片層數。并在疊片過程中及時測量每一段鐵芯的段高,根據前一段鐵芯的段高來調整后一段鐵芯的疊片層數。

一般來講,第1段和第35段是包括有齒部開槽的特殊沖片段,第2段到第34段是普通片段。普通片段30mm的高度范圍內包括有1層0.7mm厚度的端板,1層0.7mm厚度的通風槽底板,1層0.2mm厚度的絕緣片。可以計算出每一段普通片的理論高度是30-(0.7+0.7+0.2)=28.4mm。因此理論上每一段鐵芯的普通片層數是28.4÷0.5=56.8(層),實際中由于疊壓系數的存在,每段鐵芯的普通片層數必定小于56.8層。

第1段鐵芯可直接按設計高度疊片并測量其段高,根據測得段高相應地增減普通片層數,使鐵芯高度達到30mm。從第2段至第34段,已經預算出每段普通片層數小于56.8層。第2段鐵芯可暫疊55層普通片,然后測量第2段鐵芯高度。定子整圓均布18個測點,求取段高平均值。實測平均段高29.1mm,因為第2段的第一層沖片是0.7mm厚端板,所以55層普通片實測高度為29.1-0.7=28.4mm,而55層普通片的理論高度為0.5×55=27.5mm,求得疊壓系數為27.5÷28.4=0.9683。

以理論層數和疊壓系數求得每段鐵芯的普通片層數當是56.8×0.9683=55層。第2段到第34段鐵芯都以55層為疊片基數。每疊完一段鐵芯,就求取該段鐵芯的段高平均值,將段高平均值與28.4mm的設計高度相比較,求取二者差值A。經過多段鐵芯疊裝后,求累計值∑B=A1+A2+A3…。一旦∑B=-0.5mm或+0.5mm時,在下一段的疊裝過程中就相應地增加或減少一層0.5mm厚度的普通片,用以抵消累計誤差值∑B。

4 拉緊螺栓的預緊步驟方法

發電機定子機座結構型式為底部大齒壓板,上部小齒壓板[2]。固定鐵芯的零部件包括大、小齒壓板,拉緊螺栓、蝶形彈簧等。拉緊螺栓將預緊力施加到鐵芯兩端的齒壓板上,籍齒壓板壓指再加到鐵芯上,固定定子鐵芯。M42拉緊螺栓共計144根,其中72根帶鴿尾拉緊螺栓又作為定位筋使用,并通過拉塊固定在機座環板上。

預裝上齒壓板及碟簧、M42螺母、M36調整螺栓。以65mm敲擊扳手,以相同的的力量逐個逐圈地預緊M42螺母,直至單個人的力量不能扳動螺母為止。此時齒壓板壓指基本與鐵芯水平壓緊,順時針旋轉M36調整螺栓輕輕頂住機座上環板。以拉塊兩側與鐵芯背部的間隙相等為準,調整鴿尾拉緊螺栓到正確位置,楔緊拉塊。搭焊上環板處的拉塊(防止拉緊螺栓在受到扭矩時“跟轉”,偏離正確安裝位置。若搭焊中、下環板上的拉塊,則被焊拉塊以上到M42螺母的整段螺栓在鐵芯壓緊完成后都處于受扭預緊應力的狀態,對螺栓產生不利影響)。將M42拉緊螺栓底部的螺帽全部搭焊在定子機座上。

鐵芯整圓共計36塊上齒壓板。每塊齒壓板上預緊4根M42拉緊螺栓,齒部預緊6根M16臨時拉緊螺栓。M42拉緊螺栓分三次預緊,第一次預緊扭矩400 N·M,第二次預緊扭矩1000 N·M,第三次預緊力矩1500 N·M。M16螺栓每次預緊扭矩70 N·M。每次先預緊M16螺栓,再預緊M42螺栓。以對稱原則預緊螺栓。

預緊工作完成后,讓鐵芯靜置24小時釋放其內部應力,再次以最終扭矩擰緊所有拉緊螺栓。測量鐵芯高度、半徑。當鐵芯波浪度超過3mm時可在高度較小的位置插入調整沖片,補償高差。

靠近上齒壓板的3至5段鐵芯局部區域會因預緊力的作用而使半徑變化。對局部半徑變化,可采取“松開拉緊螺栓——轉動M36調整螺栓——擰緊拉緊螺栓”的方式調整半徑至合格狀態。

最后,拆除M16預緊螺栓,測量同一半徑方向上鐵芯的齒部高度和背部高度,鐵芯齒部高度宜小于背部高度2～3mm。

5 結語

經過曼維萊水電站4臺發電機定子的組裝,個人學習、累積了一些經驗方法。限于水平,多為淺見,在此分享出來,希望對后續同類型的機組安裝工作具有一定的借鑒意義。