淺述托口電站發(fā)電機轉(zhuǎn)子現(xiàn)場安裝工藝

孟凡輝，李永獻，查啟文

(1葛洲壩集團機電建設(shè)有限公司，四川成都610091；2杭州三和電控設(shè)備有限公司，浙江杭州311256)

淺述托口電站發(fā)電機轉(zhuǎn)子現(xiàn)場安裝工藝

孟凡輝1，李永獻2，查啟文2

(1葛洲壩集團機電建設(shè)有限公司，四川成都610091；2杭州三和電控設(shè)備有限公司，浙江杭州311256)

發(fā)電機轉(zhuǎn)子是水輪發(fā)電機組的核心部件之一，隨著水輪發(fā)電機組的設(shè)計、制造向大型化發(fā)展，發(fā)電機轉(zhuǎn)子已由過去的在工廠車間生產(chǎn)轉(zhuǎn)至在工地現(xiàn)場裝配。轉(zhuǎn)子裝配質(zhì)量的優(yōu)劣，對機組的安全、穩(wěn)定運行至關(guān)重要，發(fā)電機轉(zhuǎn)子現(xiàn)場裝配工序繁瑣、工藝復(fù)雜，裝配方式隨著轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同而采取不同的工藝措施有所差異。通過重點敘述在托口電站發(fā)電機轉(zhuǎn)子現(xiàn)場安裝的部分工藝特點，為同類大型轉(zhuǎn)子的現(xiàn)場提供參考、借鑒和經(jīng)驗交流。

轉(zhuǎn)子；副立筋；磁軛；疊片

0 引言

托口電站總裝機容量800MW，裝機4臺，單機容量200MW。托口發(fā)電機屬于大型混流發(fā)電機組，由我公司安裝及調(diào)試。

發(fā)電機轉(zhuǎn)子是機組重要核心部件之一，由中心體﹑圓盤支架、磁軛和磁極等部件組裝而成。中心體通過立筋與圓盤支架(6瓣斜支臂結(jié)構(gòu))組焊成整體，圓盤支架半徑為φ12.65m；磁軛由數(shù)萬多張的沖片疊裝而成，高度1.995m、直徑φ13.885m、總重量333.255t；磁極總數(shù)為68個，單個磁極重2.5t；組裝后的轉(zhuǎn)子是機組單件最重的部件。

1 轉(zhuǎn)子現(xiàn)場安裝工藝特點

托口轉(zhuǎn)子安裝存在兩個難點。

(1)轉(zhuǎn)子支架的結(jié)構(gòu)為在工地配刨副立筋，這種結(jié)構(gòu)特點為廠內(nèi)制造成本低，但是現(xiàn)場安裝難度較大，需要借助工具工裝設(shè)備才能保證施工工期和安裝質(zhì)量，為了降低工具工裝成本，取消了配刨副立筋中心柱，因此確定中心成為現(xiàn)場安裝的最大難點。

(2)轉(zhuǎn)子疊片每張沖片三個銷子，呈三角形布置，17張沖片共需要疊片銷102件；當堆積高度200mm時，安裝“T”尾整形工具，為后續(xù)疊片定位；磁軛升高到500mm時繼續(xù)穿入短疊片銷定位，長疊片銷留到基礎(chǔ)部分生根，“T”尾整形工具隨疊片高度升高。然而現(xiàn)場項目僅51件疊片銷，故磁軛升高過程中缺少定位工具，疊片能否順利進行失去保障。同時，疊片過程中發(fā)現(xiàn)通風槽片“T”尾槽尺寸小于普通沖片的“T”尾尺寸約0.15mm(見圖1)，“T”尾整形工具的整形定位作用也由此原因大大降低。

圖1 通風槽片與沖片“T”尾尺寸誤差

為解決上述安裝難點，現(xiàn)場我們采用了如下工藝措施。

1.1 配刨副立筋配刨副立筋主要工藝過程：復(fù)測轉(zhuǎn)子支架相關(guān)尺寸、確立基準主立筋 →劃出測量工具把合定位孔→測量工具大等分跨距半徑、弦距、扭斜調(diào)整合格 →小等分跨距調(diào)整 →吊鋼絲測量配刨厚度數(shù)據(jù)→配刨數(shù)據(jù)計算及修正 →配刨及鉆孔→安裝、復(fù)測、調(diào)整 →焊接、復(fù)測、探傷。其配刨工藝措施如下。

(1)定中心

采取轉(zhuǎn)子中心體中心吊鋼絲，以中心體上端內(nèi)圓為基準調(diào)中心的方法，定出中心(見圖2)。驗收合格后，鋼絲成為測尺的唯一基準。這種工藝方法雖然效率稍低，但是測尺精度高，能夠保證安裝質(zhì)量。

圖2 吊鋼絲求中心

(2)提高工作效率、保證工期

為了提高工作效率、保證工期，借鑒定子鐵心裝配中定位筋調(diào)整方法，先進行八等分大跨距調(diào)整配筋測量工具，驗收合格后進行小等分調(diào)整。這種工藝方法能夠?qū)⒗鄯e誤差分散，減少返工率，測尺精度高。既能提高工作效率，也能提高工作質(zhì)量，同時也降低了工程局的工作量。

(3)配刨數(shù)據(jù)計算

基于托口鐵心只有1.995m高，只在上下端測量4個數(shù)據(jù)即可滿足配刨需求，沒有額外增加數(shù)據(jù)，加工數(shù)據(jù)也只是按主力筋傾斜值的平均值來修正。

根據(jù)副立筋焊前、焊后各項尺寸驗收數(shù)據(jù)顯示(見表1,表2)，副立筋配刨質(zhì)量優(yōu)良，半徑數(shù)據(jù)均合格，弦距均勻，切向及徑向傾斜數(shù)據(jù)優(yōu)良，此方案適用，很好的保證了安裝質(zhì)量，為后續(xù)磁軛疊片的順利進行打下了良好的基礎(chǔ)，具備推廣價值。

表1 副立筋(部分)配刨尺寸修正后數(shù)據(jù)

表2 副立筋(全部)焊后尺寸數(shù)據(jù) 單位：mm

項次檢查項目設(shè)計值允許偏差實測值及偏差值1副立筋至中心的尺寸A6325±0.20編號A差值編號A差值1#6324.99-0.0110#6325.140.142#6324.91-0.0911#6325.190.193#6325.100.1012#6325.120.124#6325.040.0413#6325.010.015#6324.98-0.0214#6324.91-0.096#6324.98-0.0215#6325.160.167#6325.200.2016#6325.150.158#6325.010.0117#6325.150.159#6324.86-0.142相鄰兩副立筋的弦距L2324.43±0.201-2#2324.520.0910-11#2324.490.062-3#2324.430.0011-12#2324.510.083-4#2324.440.0112-13#2324.570.144-5#2324.470.0413-14#2324.480.055-6#2324.430.0014-15#2324.550.126-7#2324.580.1515-16#2324.570.147-8#2324.450.0216-17#2324.540.118-9#2324.430.0017-1#2324.440.019-10#2324.35-0.08

1.2 磁軛疊片工藝

磁軛疊片的主要工藝過程：磁軛鐵片的清掃→測圓架安裝→下磁軛壓板的安裝→凸鍵和副鍵安裝→磁軛起始200mm疊裝(用疊片銷和“T”尾整形工具定位)→檢查驗收→磁軛正式疊裝(預(yù)壓及最終壓緊)→驗收。其措施如下。

(1)疊片銷的使用

起始鐵片堆積時，每張沖片三個銷子，呈三角形布置，為起始疊片定位，磁軛升高到500mm高度后開始，將底部全部疊片銷隨鐵片堆積高度上提，直到最終高度。

(2)利用拉緊螺桿定位

磁軛堆積高度達到200mm高度時，整形合格后，穿入部分拉緊螺桿用于后續(xù)疊片定位，每張沖片三根拉緊螺桿(見圖3)，達到避免銑拉緊螺桿孔的目的，很大程度上提高了效率和降低勞動強度。

圖3 穿入拉緊螺桿定位

(3)保留使用“T”尾整形工具

雖然“T”尾整形工具受通風槽片的影響，定位效果打了折扣，但是仍然保留使用“T”尾整形工具(見圖4)，能夠起到一定的定位作用，在堆積高度200mm時安裝全部“T”尾整形工具。

圖4 “T”尾整形工具

(4)基礎(chǔ)穩(wěn)固性的保障措施

磁軛起始200mm高度鐵心為整個磁軛堆積過程的基礎(chǔ)，隨著磁軛高度的增長，起始200mm高度鐵心作為基礎(chǔ)必須穩(wěn)定，半徑、圓度、垂直度都應(yīng)該穩(wěn)定沒有明顯變化，以此為前提，磁軛堆積過程才能順利有序的進行下去。

由于疊片銷和“T”尾整形工具的上移，起始鐵心無定位，為了保障起始鐵心的穩(wěn)定，在磁軛升高的過程中，隨時監(jiān)控底部鐵心的各項尺寸變化，如有異常及時調(diào)整，同時監(jiān)控下磁軛壓板的水平，穿入部分拉緊螺桿，能起到一定的輔助作用。

表3 磁軛第一次預(yù)壓數(shù)據(jù)

磁軛疊片施工過程順利，驗收磁軛半徑、圓度、垂直度數(shù)據(jù)(見表3)優(yōu)良，此方案適用，很好的保證了安裝質(zhì)量，為后續(xù)磁軛熱打鍵及磁極掛裝的順利進行打下了良好的基礎(chǔ)，為保證轉(zhuǎn)子的最終優(yōu)良圓度提供了保障，具備推廣價值。

2 結(jié)語

對于大型水輪發(fā)電機組而言，轉(zhuǎn)子是重要核心部件，轉(zhuǎn)子安裝各個技術(shù)環(huán)節(jié)都非常重要。通過此次對托口電站轉(zhuǎn)子安裝工藝的攻關(guān)工作，并結(jié)合我公司以往轉(zhuǎn)子的安裝經(jīng)驗，成功完成了機組安裝，并積累了寶貴的經(jīng)驗，也取得了業(yè)主及工程局的一致好評。通過實踐應(yīng)用，大大提高了安裝質(zhì)量、縮短了安裝周期，實現(xiàn)了工藝經(jīng)濟性，進而實現(xiàn)設(shè)計經(jīng)濟性，最終實現(xiàn)產(chǎn)品經(jīng)濟性，并為提高后續(xù)機組的安裝工藝水平打下了良好的基礎(chǔ)，對今后新機組的開發(fā)應(yīng)用有著深遠的意義，同時也為公司在大型機組市場的長遠發(fā)展奠定了更堅實的基礎(chǔ)。

[1] 吳朝霞.水輪發(fā)電機推力輛承彈性油箱的制造工藝.防爆電機，2010.3.

[2] 高金龍，付敏，李婧一.大型水輪發(fā)電機端部物理場計算的新模型.防爆電機，2011.2.

[3] 王治國，陳剛.水輪機控制環(huán)剛強度計算分析.防爆電機，2012.1.

Brief Description on Field Installation Technology of Tuokou Power Station Generator Rotor

MengFanhui,LiYongxian,andZhaQiwen

(1.Gezhouba Group Mechanical & Electrical Construction Co., Ltd, Chengdu 610091.China；2.Hangzhou Sanhe Electric Control Equipment Co., Ltd., Hangzhou 311256, China)

Generator rotor is one of the core part of hydro-generator unit. With design and manufacturing developments of large-sized hydro-generator, generator rotor has been installed in from past factory workshop to present job field. Advantage and disadvantage of rotor assembly quality are vital to safe and stable operation of the unit. The generator rotor has field installation characteristics of tedious process and complex technology. Its assembly methods are different because different rotor structures determine different processing measures. This paper chiefly describes some field assembly characteristics of generator rotor in Tuokou power station. It provides reference and experience exchange for similar large rotors installed in site.

Rotor；auxiliary vertical ribs；magnetic yoke；lamination

10.3969/J.ISSN.1008-7281.2017.01.13

TM305.1

B

1008-7281(2017)01-0043-004

孟凡輝 男 1983年生；畢業(yè)于南昌工程學院，現(xiàn)從事水輪發(fā)電機組安裝等工作.

2016-06-26