福建周寧抽水蓄能電站電動發電機定子鐵芯安裝淺析

鐘宇桐

（華電福新周寧抽水蓄能有限公司，福建 寧德 352000）

1 前言

華電福新周寧抽水蓄能電站位于福建省寧德市周寧縣七步鎮境內，距周寧縣城公路的里程約19km，而距福安、寧德、福州三個市的公路里程分別為39km、96km和185km。抽水蓄能電站主要由上庫大壩水庫、輸水系統、地下廠房系統、500KV地面開關站及下庫大壩水庫等大型建筑物組成。抽蓄的地下廠房內配備了4臺單機容量為300MW的混流可逆式水泵水輪電動發電機組，總的裝機容量為1200MW。此項目工程定子鐵心采用高導磁、低耗、優質硅鋼片疊壓而成，總高度為3200mm，全圓由25.5張沖片疊成，每層疊片搭1/2疊片，設計內徑為Ф5450mm。為減少附加損耗，鐵心兩端疊成階梯形，每層階梯片需現場黏結成整體。定子鐵心下端由下環板和分塊式下齒壓板支撐，上端由分塊式上齒壓板壓緊，鐵心由102根穿心螺桿與碟簧進行壓緊，上、下兩端設計有絕緣帽，并通過51根雙鴿尾可移動式定位筋固定在定子機座上，定位筋安裝半徑3303.5mm。鐵心由80小段組成，中間有79層通風槽片，其中兩端分別有1段35.5mm高的黏膠片加4段35.5mm高的扇形片，中間為70段高度為35mm的小段。單張硅鋼片厚0.5mm，單張通風槽片高度5mm。

2 定位筋安裝調整

2.1 定位筋位置確定

（1）1#機定位筋位置確定。穿心螺桿孔檢查符合要求后以螺桿孔為基準，預先疊裝20層～40層的定子沖片，利用整形棒和穿芯螺桿孔來定位整形棒將沖片槽形及穿心螺桿孔調整形狀至合格。

利用中心柱調圓每張定子沖片測量兩點，沖片內徑應滿足毫米，圓度≤0.8mm。

以預疊沖片為基準，用記號筆標記每個定位筋的位置，并按圖紙選+Y偏+X約6°位置定位筋作為基準定位筋。

（2）2#～4#機定位筋位置確定。將+Y軸基準點引至底部第二層環板立面上，并以此環板上基準點向+X側量取弦長326mm，或從底部第二層環板-X側分瓣面向上游側量取弦長4993mm，并做標記（此點與+Y偏約6°）作為基準定位筋安裝位置。

由基準定位筋標記點開始，以415mm弦長分別在環板上做標記，標識出每根定位筋的安裝位置。

2.2 基準定位筋安裝調整

（1）使用定位筋的平直度檢測平臺挑選其中一根直線度和扭曲程度較好的定位筋作為基準定位筋，修除定位筋鴿尾部分的毛刺，劃出鴿尾中心線。

（2）將基準定位筋吊入安裝位置，套入所有托塊放置在各層環板處。

圖1 定位筋臨時固定示意圖

①在基準筋背部與定位筋托塊間裝入定位筋調整斜楔，將定位筋與托塊楔緊，初步調整基準筋托塊的徑向與周向位置。②用中心測圓架以及懸掛鋼琴線的方法反復測量并調整基準定位筋徑向和周向垂直偏差。③基準定位筋調整至合格后，利用設備專用工具將基準定位筋的托塊固定在定子機座的環板上。④將基準定位筋上每層定子機座托塊點焊到環板上。⑤等待點焊完成，檢測基準定位筋的徑向扭斜度、徑向及周向垂直度、絕對半徑偏差的值。

2.3 安裝大跨距不等分定位筋

（1）基準定位筋經檢查合格了后，開始選取5根直線度平面度比較好的定位筋作為大跨距定位筋。（2）以1#號基準定位筋的基準為基準，將定位筋分為6個跨距（6個跨距不等分），即編號為1#、10#、18#、27#、35#、44#號的定位筋作為大跨距不等分定位筋。（3）依次將大跨距不等分點上的其余5根定位筋按編號就位，用與基準定位筋同樣的方法將大跨距不等分定位筋和托塊固定在機座環板上。（4）經反復調整，使全部大跨距定位筋調整測量合格后，將全部托塊點焊在機座環板上，點焊方法同基準定位筋。

2.4 大跨距不等分區間內定位筋安裝

（1）以6根基準定位筋為基準，用定位筋搭焊樣板及固定工具，逐跨將其余各定位筋及托塊固定在定子機座上。利用測圓架、弦距檢查樣板、內徑千分尺等精調各跨內定位筋每一環的尺寸。（2）調整合格后，將全部托塊搭焊在機座環板上。

3 穿心螺桿孔加工

在定子機座下環板上預疊20～30mm臨時墊板及20～40層定子沖片，定子沖片堆疊按正常的堆疊要求進行，使用整形棒和穿芯螺桿孔來定位整形棒將沖片槽形及穿芯螺桿孔整形合格。

4 定子鐵心疊裝

4.1 裝焊下齒壓片

（1）利用下齒壓片焊胎，將下齒壓片裝配成整體，按預裝編號分別對應安放在下環板上，以定位筋為基準，將下齒壓片安裝就位準備焊接。先將下齒壓片分別點焊在下環板上。（2）檢查用定子扇形片下齒壓片的安裝位置正確有效后按圖紙要求進行分段焊接。

4.2 裝焊測溫引線圓鋼

將定子測溫引線圓鋼焊在對應槽號附近定子機座上。

4.3 安裝下端壓指溫度計

4.4 定子疊片

（1）下部端片安裝：①按圖紙疊裝下部階梯片，將每層階梯片粘接成整體。②階梯片刷膠疊裝后需進行加壓固化，并按定子鐵心預壓要求進行預壓。上部端片疊裝時，同樣需按此要求執行。③當鐵芯疊片疊至高度30mm左右時，每張沖片要放置三個槽樣棒和三個槽楔槽樣棒，槽樣棒正對定位筋。槽樣棒、槽楔槽樣棒高出已疊好的鐵芯沖片100mm。隨著鐵芯疊片的高度提高，相應調整槽樣棒、槽楔槽樣棒高度，保證新疊定子鐵芯沖片必須有槽樣棒、槽楔槽樣的定位。④第一部分鐵心疊裝完畢后，按圖紙要求安裝絕緣銷。

（2）定子鐵心基本片疊裝：按《SFD300-14/6630定子鐵心裝配》有關要求，進行定子心疊片。

（3）上部端片疊裝。根據最后一次預壓測量鐵心高度，將定子鐵心基本片疊裝至設計安裝高度，然后按圖紙要求疊裝上部階梯片。

階梯片疊裝檢查合格后疊入端部基本片約3.5mm。疊裝過程使用整形棒進行定子鐵心整形，并用通槽棒進行檢查。應注意鐵心槽底的錯牙情況。

定子鐵芯疊裝完成后，根據圖紙安裝好齒壓板、穿心螺桿、碟形彈簧、導筒、墊圈、絕緣套管、絕緣墊圈、圓螺母、調整螺釘及薄螺母等產品零件。

絕緣套管安裝時應注意區分上、中、下絕緣管，要嚴格按照順序進行安裝。

（4）預壓定子鐵芯。鐵芯的疊片工作至500mm、1000mm、1500mm、2000mm、2500mm和3000mm左右的時候分別進行一次預壓緊，共計預壓6次。

定子鐵心在每次預壓前，必須將鐵芯全部整形一編后，再將鐵芯上部的槽樣棒放入槽底。等待分段壓緊鐵芯的工作結束后，再將槽樣棒重新調整好放在正確的疊片位置。

鐵芯每次預壓工作的前、后，均應測量、記錄鐵芯的圓度、波浪度和高度，以此確定定子鐵芯下一次的預壓高度值。

第一次預壓工作結束再次進行鐵芯沖片疊裝時，應該根據之前的測量記錄，進行定子鐵芯的波浪度調整工作，以便確保定子鐵心最終壓緊后的高度和波浪度。

將鐵心上102個穿心螺桿分成6個等分區，每個等分區內穿心螺桿用記號筆依次編號為1#～17#，使用液壓拉伸器泵組合上六個拉伸器并聯均勻分布在穿芯螺桿的六個等分區內，同步分好幾次逐步拉伸穿芯螺桿。六個分區內相同油壓下同步拉伸把緊螺桿的順序如下。

定子鐵芯每次分段預壓時,應該詳細記錄鐵芯疊片的高度、液壓拉伸器泵組的實際分步拉伸次數、液壓泵實際的油壓值，作為下一段定子鐵芯預壓及后一臺機組安裝時的預壓參考。根據記錄，修正補償片疊入層數。

（5）鐵心最終壓緊。當鐵心堆疊滿足設計要求后進行最終壓緊，壓緊方法同中間壓緊一樣。壓緊時根據測量高度，有意識地先壓高的部位，最后壓低的部位。

鐵心進行最終壓緊前應用整形棒沿鐵芯槽的全長逐槽整形一遍，用通槽棒逐槽檢查槽形時，應能順利地通過槽形。等整形檢查完成后，將槽樣棒放入槽底，槽樣棒、槽楔槽樣棒高出沖片50mm。

5 結語

華電福新周寧抽水蓄能電站作為華電集團首臺抽水蓄能機組，在工程設計和實際施工時都較為嚴謹，充分體現出定子鐵芯安裝工藝和常規水電站機組的不同之處，在定位筋安裝過程中，由于分量數眾多，測量數據較多，測量數據受環境溫度濕度影響明顯，加大了均分難度，周寧抽蓄首臺機組電動發電機定子鐵芯的成功疊裝給后續類似工程提供了一定程度的寶貴經驗。