阿海电站水轮发电机转子现场安装工艺研究

李兴平

(哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150040)

0 引言

阿海水电站位于云南省丽江市玉龙县与宁蒗县交界处的金沙江中游河段，是金沙江中游河段一库8级的第4级电站。电站装机5台，单机容量400 MW，总容量2000 MW，电站建成后将成为云南电网的骨干电源之一。

转子装配总重1156.23 t;转子外径为15290 mm，磁轭高2720 mm;额定转速为88.2 r/min，飞逸转速为170 r/min。发电机转子支架为斜立筋圆盘式焊接结构，由中心体和6个外环组件组成，在现场安装间组焊成整体，通过配刨副立筋来消除由支架焊接变形造成的弦距和半径偏差，现场叠片和挂装磁极。

转子装配流程见图1。

1 转子支架组装

1.1 转子支架组合

清理转子支架工地焊接坡口，焊接区域打磨出金属光泽。

将转子中心体支墩放于安装间转子安装基础上，转子支架中心体吊放在支墩上，通过楔子板调整中心体上法兰面水平≤0.03 mm。按厂内所打标记吊装转子各支臂与中心体对应把合，并调整支臂水平不大于2 mm，调整主立筋至中心尺寸及相邻主立筋弦距。焊前调整尺寸应比图纸设计尺寸放大3～5 mm，以便消除因焊接收缩引起的尺寸变化。

1.2 转子支架焊接

转子支架调整符合要求后，在每条焊缝处装焊临时加固板，进行定位焊，并做好焊接变形监测。转子支架焊接采用气体保护焊，以减小焊接变形。

焊接前对坡口及附近局部预热，预热温度不低于80℃。焊接时先焊立焊缝，采用多层、多道焊，焊接过程中除了底层和表层焊缝外，其余各层焊缝均应进行锤击，减少焊缝残余应力。焊接过程中应全程监测结构尺寸，随时调整焊接顺序，纠正焊接变形。立焊缝焊接后按图纸进行探伤检查，合格后按立焊缝的焊接方法进行径向焊缝的焊接。焊后按设计图纸的技术要求探伤检查，并按图纸检查几何尺寸，特别要注意转子支架焊接后支臂的半径、弦距及主立筋挂钩的高程尺寸。

1.3 副立筋配刨

调整中心体上圆盘水平≤0.02 mm/m，合格后固定转子支架支墩。以中心体下法兰下平面为基准，用经纬仪分别确定各主立筋挂钩上平面标高，超差者应现场处理。安装转子支架测量柱及主立筋测量块，利用内径千分尺，测量主立筋上部径向尺寸，重复两次取平均值，用吊钢丝法测出主立筋下部径向尺寸，做记录。用内径千分尺测量主立筋上、下部弦距尺寸，同时用吊钢丝法测量出主立筋周、径向倾斜值，并做记录。

图1 转子安装流程图

选择一个径向尺寸和弦距都最接近其平均值的筋作为1号筋，以1号筋为基准俯视顺时针确定2号至17号筋。利用内径千分尺和划规杆、划规头等工具划出1号筋配筋测量工具把合孔线，并打样冲眼。以1号筋上工具把合螺孔中心线为起点，分别划出其余各筋上工具把合螺孔线，并打样冲眼。利用可移式万能钻或磁力钻，钻攻螺孔。

将配筋测量工具固定在1号筋上，精调后固定。以各主立筋挂钩上平面标高为基准向上引出副立筋上平面在主立筋上端外侧面上的水平位置线，此线即为副立筋在主立筋上的上位置线。以副立筋在主立筋上的上位置线为基准，向下引出副立筋下端在主立筋外侧面位置水平横线，此线即为副立筋在主立筋上的下位置线，此上、下水平横线即为吊钢丝时上、下测量位置线。

从1号筋开始，把钢丝挂在配筋测量工具的固定柱上，分别以左侧两条钢丝所在平面及右侧两条钢丝所在平面与相对应的主立筋外侧面的两条交线，确定副立筋在主立筋上的周向位置线，并在主立筋外侧面分别划出周向位置线。用千分尺分别测量1号筋的4个脚点尺寸，做记录。用同样的工艺方法，测量其余各副立筋尺寸，做记录。在主立筋外侧面分划出各副立筋在主立筋上的周向位置线。

选用精度好的龙门刨床，平面度≤0.05 mm/全长。调整刨胎上平面平面度≤0.05 mm。将副立筋装夹在刨胎上，根据配刨尺寸调整刨胎斜度，粗、精刨副立筋至尺寸及粗糙度，保证副立筋厚度尺寸(δ±0.10)mm，平面度≤0.10 mm。

在副立筋没有槽的平面上，划出把合孔中心线，再根据主立筋上第一个螺纹孔的位置划出副立筋上端第一个孔水平中心线。按把合孔中心线及副立筋上端第一个孔水平中心线找正压牢钻模，钻副立筋把合孔。

装副立筋测量工具，调整好副立筋，按图纸及工艺文件焊接副立筋。焊接前后均应保证副立筋的弦距和径向及切向垂直度。

2 磁轭叠装

清洗磁轭冲片。冲片按每级0.2 kg重量差进行等分，并测量记录各部位厚度，按图纸编制叠片表。检查通风槽片的导风带与衬口环的高度和位置，清理磁轭键。

重新调整转子支架水平，按图纸安装磁轭下压板，调整压板径向水平≤0.5 mm，周向水平≤2 mm。沿磁轭下压板圆周均布调整支撑工具。用磁轭冲片检查磁辘下压板螺孔位置，合格后将下压板与立筋点焊固定。装入磁轭凸键，按磁轭装配图和磁轭叠片表叠片，叠片时利用定位销定位，边叠片边整形。每叠600 mm高预压1次。磁轭预压合格后，在压紧状态下在磁轭内外圆搭焊圆钢拉筋，用以拉紧磁轭，待下次压紧时铲掉。拉紧磁轭时由中、内、外圆依次把紧磁轭。每次预压时均应检查磁轭外径、圆度及同心度。磁轭叠装完成后按标准进行检查，磁轭外圆与磁极配合面应平直，个别高点要磨去。

磁轭加热前测量键槽宽度，根据要求计算出要垫垫片厚度值。加热磁轭，吊出磁轭凸键，将垫片搭焊在磁轭凸键下端，随凸键一起装入副立筋键槽与磁轭铁心键槽之间。待磁轭自然冷却至室温。打入切向键直至发出清脆声，装入卡键后焊牢护板。检查合格后按图纸要求安装卡键、护板等。

挂装调整制动环。

3 磁极挂装

磁极挂装前应单独做耐压试验，现场按磁极配重表挂装磁极，连接磁极引线及阻尼环。检查时应着重检查各种紧固件的锁定情况，力矩应符合图纸要求。磁极干燥后按标准要求做整体耐压试验。

4 结语

转子是发电机最重要的部件之一，也是发电机中重量最大的部件。受运输条件限制，大部分转子自中心体与支臂焊接开始的所有工作都在现场进行，所以现场转子安装质量控制也是整个发电机安装过程控制的重中之重。通过阿海电站转子的现场安装过程中关键点的控制，并借鉴类似结构的转子安装经验，保证了阿海电站转子安装质量，为机组安全运行创造了有利条件。