浮動環形磁軛結構轉子組裝工藝淺談

郭 嘉

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業部，云南 昆明650032）

1 引言

廣東清遠抽水蓄能電站廠內安裝4臺立式單級混流可逆式水泵水輪機—發電電動機機組，單機容量（發電工況）320 MW，總裝機容量1 280 MW。水泵水輪機額定出力326.5 MW，額定凈水頭470 m，額定轉速428.6 r/min，飛逸轉速≤690 r/min。發電電動機采用三相、豎軸、半傘式、空氣可逆式同步發電電動機，額定容量（發電）356 MVA，額定容量（抽水）≥331 MW，額定電壓15.75 kV。發電機轉子由轉子中心體、磁軛、磁極及附屬部件等組裝而成。磁軛由九段環形鋼板組合而成，磁軛由7對周向鍵固定。共14個磁極，磁極采用鴿尾鍵固定在磁軛上。轉子采用平衡梁套軸起吊。

2 轉子組裝工藝

2.1 施工準備

（1）設備開箱檢查

設備到達現場后，及時通知業主代表、監理代表和廠方代表，各代表到場后，對到貨設備外觀進行檢查，檢查包裝箱有無破損，裸裝件外觀是否完好，核對設備包裝上的標識是否與到貨提供的信息相符合，清點核對數量等。

（2）轉子工位基礎法蘭的清洗

清洗安裝間轉子工位的基礎法蘭，磨光機去除法蘭面的銹跡、氧化層。基礎法蘭徹底清洗后，檢查表面應無毛刺、高點、凸面等。

（3）轉子組裝平臺準備

中心體較高，需要準備好作業使用的工作平臺，工作平臺的內徑可在轉子磁軛和磁極的范圍內可變化調整。

2.2 組裝程序（見圖 1）

圖1 組裝程序框圖

2.3 轉子中心體安裝

（1）轉子安裝間基礎板埋設、清理

在安裝間轉子工位埋設轉子中心體固定基礎。要求基礎上平面水平符合要求，混凝土澆筑密實。外圓磁軛支撐基礎的位置應周向均勻分布，要求混凝土澆筑密實。混凝土養護期到后，清掃基礎上平面，無高點和銹蝕后檢查基礎上平面的水平。在基礎上平面均勻涂抹防銹劑如凡士林。

（2）轉子中心體就位調整

轉子中心體運入安裝間后進行認真的打磨清理，尤其是下部法蘭面；測量中心體的主要外形尺寸及配合尺寸并記錄，如中心體兩法蘭間距離、止口高度、外徑等。利用橋機將轉子中心體豎立。

按正確安裝方位把中心體吊放在清掃干凈的基礎上，將中心體固定在基礎上。扭緊固定螺栓后測量、調整中心體的水平、垂直度。垂直度達不到要求可在法蘭處加墊片進行調整，垂直度和水平必須在0.02 mm/m內。測量轉子中心體掛鉤至轉子下法蘭面的距離并作記錄，將掛鉤上平面的實際高程引至轉子外側作為磁極掛裝的高差控制基準點。

2.4 轉子磁軛裝配

清遠抽水蓄能電站采用浮動環形磁軛，磁軛內徑2 600 mm，外徑4 363 mm，高3 570 mm。磁軛共分為九段環形鋼板組成。此結構相對于扇形疊片結構好處：①該結構整體剛度較好，能夠承擔更大的磁極離心力，提高轉子的穩定性。②磁軛無需熱套，靜止時磁軛對支架沒有徑向箍緊力，轉子支架受力情況簡單。③環形磁軛分段制成，現場只需逐段掛裝無需現場疊片，大大減少了工作量。

（1）轉子磁軛環清洗及吊裝

對轉子環形磁軛的內徑側，磁軛之間的結合面，磁軛鍵槽等進行打掃、檢查及養護，轉子磁軛上印有對準標記，所以應從對準標記的NO.1開始按順序搬運組裝（最后一段NO.9）。

另外，轉子磁軛最下面的3段，由于受到行車吊裝高度的限制，過程中需要更換懸掛鋼絲繩。清遠電站采用長、短繩替換方法吊裝磁軛段（見圖2）。

1）插入轉子磁軛之前在轉子支架立筋的掛鉤處涂抹二硫化鉬。

2）插入最下面一段的轉子磁軛，在與轉子支架掛鉤處接觸之前，在T形鍵兩側輕輕插入臨時打入鍵（長1 000 mm），配合好后吊入轉子磁軛，請確認掛鉤處無間隙。

（第一段轉子磁軛的內徑與轉子中心體的間隙非常小只有0.10～0.15 mm，所以吊入轉子磁軛的水平度要確保到位。）

圖2

3）從轉子轉軸處通過千斤頂等頂轉子磁軛，調整磁軛與轉軸之間的間隙，確定磁軛和轉子轉軸中心。間隙相對差要調到0.04 mm以內。并且，轉子轉軸上的千斤頂，在第九段轉子磁軛吊入前請勿拆除。

4）最下面一段的轉子磁軛中心確定后，在轉子磁軛底部布置支撐轉子磁軛的支墩。此時要注意避免轉子磁軛水平度發生變化以及轉子磁軛高出轉子支架掛鉤的情況出現。

5）最下面一段磁軛調整結束后，依次吊入第二段及之后的轉子磁軛，第二段后的轉子磁軛在磁極的鴿尾部4處打入2個一組的楔子板，以第一段轉子磁軛為基準進行中心定位。

6）第八段轉子磁軛插入后，需安裝轉子磁軛止浮塊。另外，用墊片按圖紙要求來調整止浮塊與轉子支架上槽的間隙大小（上側間隙0.7 mm，下側間隙 0.3 mm）。

7）第九段轉子磁軛插入后，再次確認與轉子支架的間隙（相對差0.04 mm以內）。

（2）磁軛鍵安裝

1）打入鍵的打入，應避免改變轉子磁軛與磁軛間的間隙尺寸。

2）在打入鍵上涂上一層很薄的紅丹粉，對準裝配記號插入鍵槽輕輕的打入，然后拔出確認磁軛鍵的匹配情況。必要時進行精加工，接著再次進行同樣操作，確認磁軛鍵的接觸情況（整體的70%以上）。

3）確認打入鍵的接觸情況后，考慮打入余量后再打入鍵上劃線，將多余的長度切斷。（切除打入鍵的兩端）

4）邊相互比較打入量邊打入，使各個磁軛鍵基本相等。另外，使用7.5 kg左右的錘子，盡量打緊。

5）磁軛鍵的最終打緊應同1人操作，并確認磁軛鍵全部都被均勻的打緊。

6）磁軛鍵充分打緊后，應對突出立筋上表面的部分進行切斷并用砂輪機打磨。

7）在立筋的兩端安裝防止鍵拔出的磁軛鍵壓板，應使用矩形止動片對安裝鍵壓板的螺栓進行可靠止動。

8）轉子磁軛裝好后，對圓面及內周面的漆膜剝落處進行補漆。

2.5 磁極掛裝及附件安裝

磁軛相關數據測量完成合格后，清掃整個磁軛和中心體。檢查磁軛鴿尾槽平直度和環與環間錯牙情況。磁極擺放位置清掃干凈并單獨隔離，準備好磁極擺放用的木方與吊具。磁極開箱清掃后按常規進行絕緣電阻、交流阻抗、直流電阻的測量和線圈耐壓工作，核對磁極編號與重量。將試驗合格的磁極按靜配重編號對稱掛裝，注意磁軛的引出線與極性方向。磁極掛裝完后的中心高程偏差、同心度、半徑及圓度符合規范與設計要求。

磁極掛裝完成且調整磁極高程符合設計要求后，將磁極鍵打入磁極鍵槽內（磁極鍵打鍵方法與磁軛鍵打鍵方法相同），安裝磁極鍵壓板。復核轉子相關尺寸，合格后進行磁極引線、磁極與磁極間連線、阻尼環、磁極線圈支撐塊、磁極間擋風板等附件安裝。要求每個固定螺栓必須進行力矩檢查。嚴格按照核心部件安裝要求進行檢查驗收。

安裝制動環：磁極附件安裝完成后，清掃、檢查制動環板。用手推叉車和自制工具進行安裝，應保證制動環與磁軛在軸向和離心力方向無間隙。

圖3

2.6 轉子耐壓試驗

測量轉子繞組整體絕緣電阻和交流阻抗后，進行轉子整體耐壓試驗。所有工作全部完成，并聯合檢查合格后，才能進行試驗。待試驗完成且合格后，對轉子進行全面清掃、檢查、噴漆。

3 結語

清遠抽水蓄能電站浮動環形磁軛結構轉子均已成功完成各項試驗，并已投入商業運行，現運行情況良好。由于浮動環形磁軛與扇形疊片磁軛在設計、制造、安裝上有很大區別，本文通過對清遠浮動環形磁軛結構轉子的組裝工藝介紹，可以給同類型結構機組提供一定借鑒。