水輪發(fā)電機(jī)安裝技術(shù)的思考

靳濤

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速的發(fā)展，社會的快速的進(jìn)步，我國的水電事業(yè)也在迅猛的發(fā)展著，多個大型的水力發(fā)電站已經(jīng)成為我國水利發(fā)電的典型，比如二灘和三峽發(fā)電站的建成和投入使用，大型水力發(fā)電站的水輪發(fā)電機(jī)的安裝技術(shù)是水力發(fā)電站一大重點和難題，尤其是水輪發(fā)電機(jī)的金屬蝸殼和定子鐵芯的安裝是很重要的，本文簡單的分析了水輪發(fā)電機(jī)金屬蝸殼和定子鐵芯的安裝技術(shù)。

關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機(jī)；金屬蝸殼；定子鐵芯；安裝技術(shù)

我國的水輪發(fā)電機(jī)的安裝技術(shù)在日益成熟，也取得了很大的成就，但是仍然存在一定的不足，需要進(jìn)行嚴(yán)格改進(jìn)，本文對水輪發(fā)電機(jī)安裝的分析分為兩個部分，第一是水輪發(fā)電機(jī)的金屬渦流的安裝技術(shù)，第二是水輪發(fā)電機(jī)的定子鐵芯的安裝技術(shù)。筆者以三峽水力發(fā)電站為例進(jìn)行了介紹和分析。

1 水輪發(fā)電機(jī)金屬蝸殼的安裝

分析了我國現(xiàn)有的發(fā)電站的水輪發(fā)電機(jī)后，比如二灘、三峽和小浪底發(fā)電站，我們可以發(fā)現(xiàn)，大型的水輪發(fā)電機(jī)都是采用金屬蝸殼，因為大型的水利發(fā)電站流量很大，水頭很高。幾個發(fā)電站的蝸殼都具有以下特點：結(jié)構(gòu)大，重量重，鋼板厚，焊接工作量大，安裝要求高難度大。

1.1 蝸殼管節(jié)的安裝

蝸殼管節(jié)安裝包括定位節(jié)和湊合節(jié)等的安裝，蝸殼安裝的順序一般是首先安裝定位節(jié)，然后依據(jù)定位節(jié)和湊合節(jié)的配合程度和位置進(jìn)行以定位節(jié)為基礎(chǔ)的其他節(jié)的安裝，一般是單方向和雙方向的安裝其他管節(jié)，最后是進(jìn)行湊合節(jié)的配割。在整個蝸殼管節(jié)的安裝過程中要遵循一個原則，就是安裝要對稱，進(jìn)行平衡掛裝。在安裝過程中要防止底座偏離重心，要進(jìn)行相關(guān)平衡度和穩(wěn)定度的監(jiān)測。

1.1.1 定位節(jié)的安裝。定位節(jié)的安裝難度很大，在進(jìn)行吊裝之前，要進(jìn)行嚴(yán)格測量和進(jìn)行定位節(jié)截面的標(biāo)記，然后進(jìn)行搭接板的焊接，搭接板的焊接一般在蝸殼的管節(jié)的開口處進(jìn)行。管節(jié)被吊入機(jī)坑后，依靠搭接板把管節(jié)掛在渡板上，然后就是利用拉緊器或者其他設(shè)備進(jìn)行截面的中心，角度和中心、半徑的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)好后進(jìn)行渡板和搭接板的焊接，固定好蝸殼支撐，然后就是固定工作。

1.1.2 湊合節(jié)的安裝。湊合節(jié)是最后進(jìn)行安裝的，在定位節(jié)和其他管節(jié)安裝好后進(jìn)行的。首先是底部瓦塊的安裝，然后是上部的瓦塊，最后是中間的瓦塊。每一個部分的瓦塊安裝好后都要進(jìn)行壓縫。采用磁力切割機(jī)進(jìn)行湊合節(jié)的切割，順序是由內(nèi)而外沿著切割線進(jìn)行切割。切割線的確定很重要，化切割線應(yīng)該考慮間隙要求還有熱影響。

1.2 蝸殼的焊接

蝸殼管節(jié)的合縫都是采用不對稱X形的焊接坡口，較大的坡口在上方，蝸殼管節(jié)的焊接一般采用一邊安裝一邊焊接的方式，在焊接前和焊接中，都要嚴(yán)格的按照管節(jié)的焊接要求和工藝進(jìn)行焊接，在焊接過程中要遵循設(shè)計的要求和保證功能的完善。焊接管節(jié)的焊工必須經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練和持有合格的上崗證書進(jìn)行上崗作業(yè)。

1.2.1 焊接的材料和方法。由于施工環(huán)境和現(xiàn)場的條件的限制，管節(jié)的焊接一般都是采用手工的電弧焊，電焊設(shè)備一般采用接線式逆變焊接機(jī)，采用正接直流的方式。焊接的材料要進(jìn)行嚴(yán)格的控制刪選和監(jiān)督，在進(jìn)行工藝評定。材料要進(jìn)行嚴(yán)格烘烤和保溫，在焊接的整個過程中，使用的焊接材料都要保存在保溫桶內(nèi)，隨用隨取。

1.2.2 焊接的預(yù)熱。在大型水輪機(jī)的焊接中都需要預(yù)熱，金屬板厚度大于30毫米在焊接前都必須進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度根據(jù)焊接的工藝評定進(jìn)行確定，一般是70℃到120℃。預(yù)熱的部位大多是焊縫的兩側(cè)，溫度的要求必須嚴(yán)格遵守，溫度要均勻。焊縫預(yù)熱一般都是采用紅外線履帶式加熱的，位置布置在焊縫的較大的坡口處，然后進(jìn)行磁力固定，要用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行溫度的控制，利用紅外線測溫儀等精密儀器進(jìn)行預(yù)熱溫度的監(jiān)測。在焊接過程中，要保持板層溫度在150攝氏度左右。在焊接過程中要進(jìn)行嚴(yán)格保溫，焊接中斷后或者焊接完成后要進(jìn)行處理，一般是后熱和去氫處理，后熱保持兩個小時，然后進(jìn)行嚴(yán)格覆蓋，一般用石棉被進(jìn)行覆蓋，直到板降至室溫才能暴露。

1.2.3 打磨和檢驗。焊接前的焊縫一般都是由鐵銹的，而且有油污，需要進(jìn)行鐵銹的打磨和油污的清理，讓焊縫有金屬光澤。焊接完成后，要進(jìn)行打磨焊縫到余高小于1.5毫米，為了減少阻力，蝸殼內(nèi)的焊縫必須打磨至于內(nèi)表面相持平。焊接完成后，要進(jìn)行嚴(yán)格焊縫監(jiān)測和檢查，不合格的要進(jìn)行重焊或者補(bǔ)修。

1.3 蝸殼安裝質(zhì)量控制

蝸殼的安裝要嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量的控制，這關(guān)系到蝸殼的使用壽命和發(fā)電機(jī)組的正常運作。在安裝前的準(zhǔn)備和施工組織等方面要嚴(yán)格控制質(zhì)量。

1.3.1 安裝前的準(zhǔn)備。在安裝之前，要仔細(xì)閱讀設(shè)計圖紙和制造商的技術(shù)數(shù)據(jù)，要建立編制實施方案，要和施工人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底。在安裝之前，仔細(xì)的對設(shè)備的數(shù)量和設(shè)備外觀質(zhì)量和尺寸的測量等。

1.3.2 施工組織。在施工組織設(shè)計中要體現(xiàn)施工規(guī)范化的工藝以及制度化的管理施工和程序化的施工措施。技術(shù)人員要進(jìn)行嚴(yán)格對工藝形式的遵守，要按照嚴(yán)格安裝順序進(jìn)行安裝，按照步驟進(jìn)行編制施工的措施，而且每一個施工必須具有詳細(xì)的內(nèi)容和方法以及所需的施工器具，還必須有檢查的項目和控制的標(biāo)準(zhǔn)等。要讓施工進(jìn)行終有實際的操作性。施工人員必須嚴(yán)格按照設(shè)計的圖紙和廠家提供的資料還有相關(guān)的施工的工藝文件以及相關(guān)的工藝流程，在施工時要進(jìn)行詳細(xì)的記錄和真實的監(jiān)督。施工單位要根據(jù)自身制定一系列的嚴(yán)格規(guī)章制度，做到有章可依，違章必究。

1.3.3 過程控制。按照質(zhì)量技術(shù)要求盡快建立檢查記錄表。相應(yīng)的落實質(zhì)量控制責(zé)任人，每個施工人員的工作內(nèi)容和施工場所都要有詳細(xì)記錄。首先要進(jìn)行班組的自我檢查、然后進(jìn)行作業(yè)隊的復(fù)檢，最終進(jìn)行項目部的最終檢查，這是日常的三檢制度。這種制度是很關(guān)鍵的，有助于檢查制度走走形式。對于那些容易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的程序，我們要選擇質(zhì)量控制點。比如嚴(yán)格控制安裝尺寸和嚴(yán)格控制定位部位。同時不能放松的截面尺寸控制；焊接應(yīng)根據(jù)保溫要求進(jìn)行正式的預(yù)熱。在管節(jié)吊裝完成后進(jìn)行焊接的時候，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)序卡的填寫，內(nèi)容必須包括轉(zhuǎn)序工程的名稱和狀態(tài)好友注意事項。在焊接完成后必須讓檢查人員進(jìn)行嚴(yán)格檢查，驗收進(jìn)行后才能進(jìn)行轉(zhuǎn)序。焊接之前必須進(jìn)行預(yù)熱溫度的檢查和焊縫清掃。

2 水輪發(fā)電機(jī)定子鐵芯的安裝

水輪發(fā)電機(jī)定子安裝的技術(shù)在我國較為成熟，這里簡單的介紹定位筋。三峽發(fā)電站的水輪發(fā)電機(jī)的定位筋為雙鴿定位筋，沒根必須由多個托板進(jìn)行嚴(yán)格固定，還要進(jìn)行機(jī)座和托板的焊接。在定位筋進(jìn)行調(diào)節(jié)時，首先調(diào)整第一根定位筋，第一根定位筋調(diào)整好后，然后以調(diào)整好的定位筋為基準(zhǔn)進(jìn)行其他定位筋的調(diào)整。按照圖紙的要求進(jìn)行位置布局，還要測量其半徑和徑向垂直度。用掛鋼琴線的一種方法進(jìn)行測量軸向的垂直度，在進(jìn)行對此尺寸和位置檢測的合格后才能進(jìn)行托板的電焊。還是用第一根定位筋進(jìn)行基準(zhǔn)然后進(jìn)行安裝和調(diào)整，用千分尺方法進(jìn)行測量弦距，尺寸合格后進(jìn)行電焊，在大跨度的定位筋之間要按照其余的定位筋。定位筋的焊接時很重要的，定位筋的焊接采用二氧化碳焊接進(jìn)行保護(hù)焊接，多名焊工同時進(jìn)行跳躍式焊接，側(cè)面的焊接進(jìn)行三次完成，一定要嚴(yán)格安裝圖紙和設(shè)計要求進(jìn)行焊接。

3 結(jié)束語

我國的水輪發(fā)電機(jī)的安裝技術(shù)在日益成熟，同時也取得了很大的成就，但是仍然存在一定的不足，需要進(jìn)行改進(jìn)，水輪發(fā)電機(jī)的金屬渦流的安裝技術(shù)中要進(jìn)行嚴(yán)格操作，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，水輪發(fā)電機(jī)的定子鐵芯的安裝技術(shù)要嚴(yán)格進(jìn)行焊接，焊接工藝要不斷完善，這樣水力發(fā)電站才能進(jìn)行更好更快的發(fā)展。

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