鄒偉侃

（中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明650032）

1 概述

苗尾水電站裝有4臺(tái)結(jié)構(gòu)相同350 MW的水輪發(fā)電機(jī)組。其發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子主要結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子支臂、磁軛、磁極、引線。由于直徑過大，轉(zhuǎn)子支臂為斜立筋圓盤式焊接結(jié)構(gòu)，包括1個(gè)中心體和4個(gè)外環(huán)支臂組件，配有16組主立筋和副立筋；磁軛沖片用3 mm厚的WDER600鋼板沖制而成，整圓14片，每1張沖片為一層搭疊，層間相錯(cuò)一個(gè)極距并俯視正向4層反向4層循環(huán)疊片，磁軛用拉緊螺桿沿軸向拉緊，以形成一個(gè)整體；轉(zhuǎn)子有56個(gè)磁極，每個(gè)磁極設(shè)2個(gè)T尾，磁極通過T尾與磁軛上相應(yīng)的T尾槽掛裝；轉(zhuǎn)子引線為銅板型母線。組裝完成后轉(zhuǎn)子最大外形徑向尺寸為13 002 mm，軸向尺寸為2 900 mm，總重936.445 t。其主要參數(shù)如表1：

表1

2 轉(zhuǎn)子組裝工藝流程

轉(zhuǎn)子組裝主要工藝流程為：設(shè)備到貨清點(diǎn)及支墩水平調(diào)整→中心體及轉(zhuǎn)子支臂組裝、測(cè)圓架安裝調(diào)整→轉(zhuǎn)子支臂焊接及打磨探傷→副立筋測(cè)量配刨，磁軛片處理，制動(dòng)環(huán)板安裝→副立筋安裝焊接→下壓板安裝調(diào)整→磁軛疊裝、壓緊、加熱→磁極掛裝及調(diào)整→磁極阻尼環(huán)及其余附件安裝，引線安裝→轉(zhuǎn)子整體電氣試驗(yàn)及轉(zhuǎn)子吊裝。

2.1 設(shè)備到貨清點(diǎn)及支墩水平調(diào)整

（1）清點(diǎn)已經(jīng)到貨的設(shè)備，建立臺(tái)賬。檢查是否漏發(fā)、錯(cuò)發(fā)設(shè)備或材料，并合理安排堆放點(diǎn)。同時(shí)準(zhǔn)備25～600 mm內(nèi)徑千分尺2把、50～7 000 mm內(nèi)徑千分尺（另配有1把1 000 mm測(cè)桿）1把，百分表4個(gè)，框式水平儀1個(gè)，水準(zhǔn)儀等測(cè)量工器具[1]。

（2）將支墩吊裝至轉(zhuǎn)子工位并與基礎(chǔ)板點(diǎn)焊在一起，在支墩上設(shè)置24對(duì)廠家提供的楔子板并調(diào)平，楔子板頂面距地面1 030～1 040 mm，方便以后施工。

2.2 中心體及轉(zhuǎn)子支臂組裝、測(cè)圓架安裝調(diào)整

（1）中心體吊裝前清掃干凈。中心體吊起后檢查下法蘭面無(wú)高點(diǎn)涂黃油后吊至支墩楔子板上，通過調(diào)整楔子板來(lái)調(diào)整中心體水平。然后將楔子板點(diǎn)焊在一起復(fù)測(cè)中心體水平無(wú)變化。

（2）將分瓣的支臂和中心體用把合螺栓通過合縫塊初步把合在一起。施工中注意每次吊裝支臂均要保證支臂支撐完全承重。支臂掛裝后用支撐調(diào)節(jié)支臂水平，使制動(dòng)環(huán)板安裝面水平在2 mm內(nèi)，主立筋垂直度不大于0.25 mm/m。

（3）檢查中心體上法蘭面平面度小于0.02 mm/m，用徑向和軸向頂絲調(diào)節(jié)測(cè)圓架與中心體同心度及測(cè)圓架本身水平度，采用極限法，不斷縮小徑向和軸向偏差至同心度不大于0.04 mm，水平度不大于0.02 mm/m。

（4）安裝調(diào)整測(cè)圓架后在合縫塊間加墊，調(diào)整支臂半徑及合縫位置相鄰兩支臂弦距，讓弦距偏差在±3 mm內(nèi)，擰緊把合螺栓。在所有焊縫位置焊接臨時(shí)加強(qiáng)板，復(fù)測(cè)半徑及弦距無(wú)變化。

2.3 轉(zhuǎn)子支臂焊接及打磨探傷

轉(zhuǎn)子支臂與中心體焊接前先架設(shè)監(jiān)測(cè)用百分表，焊接采用分段退步的焊接工藝。焊接過程中采用錘擊消應(yīng)的施工方法，同時(shí)根據(jù)焊接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，隨時(shí)調(diào)整焊接順序確保焊接變形量。焊接完成經(jīng)無(wú)損檢測(cè)合格噴漆。分段焊接順序如圖1所示。

圖1 分段焊接順序

2.4 副立筋測(cè)量配刨，磁軛片處理，制動(dòng)環(huán)板安裝

（1）安裝配筋工具并調(diào)平，測(cè)量調(diào)整配筋工具的扭斜、半徑、弦距及主立筋垂直度、外徑尺寸，在主立筋上畫出副立筋安裝基準(zhǔn)線及螺孔中心位置線，根據(jù)主立筋尺寸配刨副立筋，并進(jìn)行螺孔加工。施工過程中可以在測(cè)圓架上架設(shè)2塊百分表，1塊用來(lái)調(diào)整扭斜，另1塊調(diào)整半徑。因?yàn)榘霃綄?duì)副立筋的周向位置無(wú)影響。測(cè)量弦距時(shí)盡可能靠近測(cè)量柱底部，因?yàn)樵娇拷敳孔冃慰赡軙?huì)越大。副立筋配刨量測(cè)量如圖2所示。

（2）在副立筋測(cè)量配刨過程中，可以同時(shí)進(jìn)行磁軛沖片的清洗稱重工作，之后以0.2 kg重量等級(jí)分類存放，抽樣檢查計(jì)算每類沖片平均厚度。磁軛片除清洗表面油污、雜物時(shí)，為保持清洗不被二次污染，清洗場(chǎng)地需要有必要的預(yù)防沙塵的舉措，并且在存放磁軛沖片的箱子底部墊干凈塑料布。

圖2 副立筋配刨量測(cè)量

（3）制動(dòng)環(huán)板按出廠編號(hào)安裝在制動(dòng)環(huán)板安裝平面，制動(dòng)環(huán)板接頭位置高差不大于2 mm，整圓波浪度小于2 mm。調(diào)整時(shí)可添加薄墊片，并最終保證制動(dòng)環(huán)板到轉(zhuǎn)子中心體下法蘭面高差為310 mm。

2.5 副立筋安裝焊接

副立筋根據(jù)基準(zhǔn)線預(yù)裝調(diào)整后，采取手工電弧焊焊接，焊接順序?yàn)椋合确侄螌?duì)稱跳焊主立筋結(jié)合面立縫，再?gòu)闹虚g向兩端上下交替封堵固定螺栓孔。焊接后測(cè)量記錄副立筋凹槽處半徑。

2.6 下壓板安裝調(diào)整

在基礎(chǔ)板上沿磁軛下壓板圓周均布支撐工具，通過調(diào)整支撐工具的頂絲調(diào)平下壓板徑向水平小于0.5 mm，周向波浪度小于2 mm。用磁軛沖片檢查下壓板螺孔位置，合格后將下壓板與基礎(chǔ)板通過臨時(shí)支撐螺桿焊接在一起。

2.7 磁軛疊裝、壓緊、加熱

根據(jù)磁軛片重量、厚度及轉(zhuǎn)子裝配圖計(jì)算列出磁軛片堆積配重表（通風(fēng)槽片也計(jì)入配重表），配重原則為上下兩端堆放重量較輕的磁軛片，中部堆放較重的磁軛片。凸鍵校正平直后和磁軛副鍵一并與副立筋兩兩相應(yīng)配對(duì)。

按照磁軛裝配圖和磁軛堆積表按每1張沖片為一層搭疊，層間相錯(cuò)一個(gè)極疊片，當(dāng)疊片高度120 mm時(shí)放入T尾工具。T尾工具安裝如圖3所示。

圖3 T尾工具安裝示意圖

疊片時(shí)需在每張沖片孔中插入定位銷，銷子成對(duì)角排列，疊片至760 mm、1 360 mm、1 960 mm、2 560 mm左右高度時(shí)根據(jù)中圈、內(nèi)圈、外圈各預(yù)壓一次，定位銷隨疊片高度增加向上移動(dòng)。

在施工過程中，可以用銅錘整形磁軛片，控制磁軛圓度。每次預(yù)壓前，測(cè)量磁軛水平波浪度及圓度，并用千斤頂、木方等材料及工器具調(diào)整圓度至6 143±0.60 mm要求。疊片過程中根據(jù)水平度、波浪度、磁軛片徑向高差等控制指標(biāo)，添加補(bǔ)償片。測(cè)量圓度過程可以再測(cè)圓架上架設(shè)3塊百分表，同時(shí)測(cè)量磁軛圓度，但必須保證百分表在同一位置校零。

疊片完成后，根據(jù)中圈、內(nèi)圈、外圈對(duì)稱更換拉緊螺桿為永久螺桿，并調(diào)整永久螺桿下部預(yù)留量相同，記錄螺桿拉伸至3.81～3.95 mm時(shí)的壓力值。檢查10%伸長(zhǎng)量，沒有達(dá)到的繼續(xù)加大液壓拉伸器壓力，再次拉緊所有螺栓。

根據(jù)磁軛與轉(zhuǎn)子副立筋凹槽之間的距離計(jì)算熱打鍵厚度，搭設(shè)防風(fēng)棚，用加電加熱塊給轉(zhuǎn)子加熱，保溫被保溫，同時(shí)每30 min監(jiān)測(cè)磁軛溫度，根據(jù)溫差退投加熱塊，最終使磁軛溫升平衡，在磁軛脹開后安裝已經(jīng)配對(duì)墊片，停止加熱，并緩慢均勻冷卻。

2.8 磁極掛裝

徹底清掃轉(zhuǎn)子，檢查磁極外觀，記錄磁極重量，計(jì)算磁極配重，進(jìn)行個(gè)體、整體耐壓試驗(yàn)。在計(jì)算磁極配重時(shí)，將對(duì)稱最大不平衡重量放在和引線徑向位置，減少最大不平衡重量。

檢查并處理T型槽位置、磁極T尾。根據(jù)磁軛外徑、磁極鍵確定磁軛外加墊及磁極墊條厚度，用手工氬弧焊焊接，再根據(jù)計(jì)算所得磁極掛裝表對(duì)稱掛裝磁極，并調(diào)整磁極中心高程與磁軛中心高程高差在1.5 mm內(nèi)，圓度不大于設(shè)計(jì)空氣間隙的3%。

2.9 磁極阻尼環(huán)及其余附件安裝，引線安裝

（1）安裝磁極阻尼環(huán)及其余附件。阻尼環(huán)、連接片配鉆后處理毛刺，安裝在極間相應(yīng)位置。在安裝附件過程中，將鎖片預(yù)先彎起，待螺母擰緊后，可用大力鉗直接鎖上鎖片，再用小錘敲緊。

（2）根據(jù)安裝部位配鉆引線板，擺正墊塊并焊接在轉(zhuǎn)子支臂上。引線連接處作絕緣處理，用云母帶、玻璃絲帶纏繞并刷環(huán)氧漆。

2.10 轉(zhuǎn)子整體電氣試驗(yàn)及吊裝

（1）對(duì)安裝完成的轉(zhuǎn)子做直流電阻測(cè)試、轉(zhuǎn)子繞組總絕緣電阻測(cè)試、交流阻抗測(cè)試以及耐壓測(cè)試。轉(zhuǎn)子繞組總絕緣電阻不小于0.5 MΩ，交流耐壓試驗(yàn)4 100 V下1 min一次性通過。

（2）用2臺(tái)550 T橋機(jī)并車后吊起轉(zhuǎn)子，監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子起吊前后撓度變化不超過0.50 mm，之后吊入機(jī)坑。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)轉(zhuǎn)子現(xiàn)場(chǎng)組裝過程中裝配工藝及流程作了詳細(xì)的說(shuō)明，并對(duì)先進(jìn)的施工經(jīng)驗(yàn)作了總結(jié)。苗尾4臺(tái)機(jī)組轉(zhuǎn)子運(yùn)行穩(wěn)定，現(xiàn)就苗尾電站轉(zhuǎn)子組裝工藝質(zhì)量控制成果與各位分享，以期對(duì)類似大型水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子的組裝提供參考借鑒。