水电站转子的安装工艺

水电站转子的安装工艺

何庆

广东省源天工程有限公司511300

摘要：某水电站共有3台立轴冲击式水轮发电机组，总装机275MW。此工艺着重解决转子安装过程中的重点和难点，可以为同类型电站转子安装提供参考。

关键词：立轴冲击式；水轮发电机：；转子

一、工程概况

某水电站共有3台立轴冲击式水轮发电机组，单台机额定功率90MW，额定转速360rmin。该水电站转子外径4558mm，磁辘高度2020mm，主要由转子支架、磁辘装配、制动环、阻尼环、磁极装配、磁极撑块、磁极引线装配等组成。转子支架和主轴在厂内进行热套加工，完成后整体发货到安装现场。

二、转子的施工工艺

1施工准备

与土建单位安装间配合进行混凝土浇筑，平台基础板由预埋转子支撑。核实转子各部件的尺寸，清扫铁片并且分类。在转子磁辘叠片之前，使用有机溶剂逐一清洗转子磁辘冲片，清除冲片表层的锈迹、油污以及毛刺，之后使用抹布清理干净冲片表面，最后依照重量对冲片进行分类，同时应用千分尺检查并记录磁辘冲片的真实厚度。依据冲片分组、称重和厚度记录，编制出磁辘堆积配重图表，在磁辘叠片过程中依照此图表堆积配重。按照要求重铁片放中间，轻铁片放于两端。在土建单位安装间达到转子安装条件之后，清扫转子安装区域，打扫干净地面的杂物和灰尘。

2转子支架安装

安装好转子支架支撑平台。把磁辘支撑布设于支撑平台上面，合理调动磁辘支撑顶部水平和高程，使水平偏差不能超过1毫米，而高程偏差控制在-2—0毫米。把转子支架安放在指定位置。将转子支架吊在撑平台上面，调整并检查转子支架水平，不能超过0.02mmm。

3测圆架安装

此电站设计包含转子安装所需用的测圆架。第一台机依照设计标准安设测圆架，并把测圆架中全部螺栓锁牢固。由厂家进入现场进行指导，反复对此测圆架进行调试，及时发现不能达到转子叠片的圆度控制标准。

从现场施工进度上考虑，通过与厂家协商，应用支臂和测圆架中心体，运用悬挂钢琴线与千分尺配合的方式，把下导轴领上部轴的加工作为基准，在转子叠片时需要对圆度和与大轴的同心度进行控制。应用支臂和测圆架中心体，悬挂钢琴线与千分尺立筋垂直度配合，并且对圆度和同心度进行计算。

4分析转子叠片

对转子支架水平度进行复查，详细记录测量结果。依照图纸规定对磁扼卜压板进行安装，把支撑工具均匀布置在磁扼下压板圆周并合理调整支撑工具。在第一块下压板调平后，应用精密水准仪调平其它下压板。使用磁扼冲片对磁扼下压板螺孔位置进行检查，之后焊接固定磁扼下压板和立筋点。调整磁扼凸键且固定牢固，方便叠片定位。把叠片安装在下压板上，依照磁扼堆积配重表和磁扼装配图来叠片，确保冲片剪口方向相同。

应用长短定位销定位和磁扼键来叠片，在各个磁扼冲片上安装定位销（二长二短），伴随着叠片高度的上升，短定位销向上方移动，而长定位销维持不动，边叠片边使用T尾工具进行整形。并且要使立筋和冲片间的间隙保持均匀。

叠完一段后应用转子测圆架对磁扼外圆尺寸、磁扼垂直度和磁扼高度进行测量，调整并测量磁扼下压板水平。依照叠片层数和测量的磁扼高度对单张磁扼冲片压紧厚度做出计算，根据剩余的叠片层数对堆积表叠装之后的磁扼高度进行计算，并且与设计图中的磁扼高度作比较，减少或增加叠片层数，合理对磁扼叠装高度进行控制。

各段压紧前后，都需要对磁扼外圈高度差、磁扼内圈高度和磁扼轴的波浪度进行测量，依照设计图规定的偏差，确认补偿层数和补偿片位置，补偿片厚度与层数在叠装厚度计算时是不需要考虑的。

从叠片至预压一共预压三次，在预压过程中使用风扳机按照中圈、内圈、外圈顺序对称压紧。之后对磁扼外径尺寸、波浪度以及中、内、外圈尺寸和长度进行检查。在各段磁扼叠片数据与要求相符后，在磁扼外圆应用圆钢搭焊来固定，对磁扼凸键与立筋槽底间隙做好测量，同时做好磁扼铁芯键槽槽底与磁扼凸键间隙的记录。

在全部磁扼冲片叠完后，安装且压紧磁扼压板。对磁扼圆度、半径、垂直度和高度进行测量。在满足设计标准之后，从内至外将预压螺杆更换成产品螺杆，在拆完每个磁扼预压螺杆立即穿进一根产品螺杆，把螺母拧紧。

全部产品螺杆更换完成后，用液压拉伸器逐步对称加压拧紧螺杆，由中、内、外圆依次把紧磁扼，使其螺栓的伸长量符合设计要求，记录此时液压拉伸器拉力。抽查10%螺杆伸长量，如果没达到要求则加大压力再次拧紧所有螺杆。检查磁扼外径、磁扼铁芯长度、磁扼铁芯波浪度、磁扼叠压系数、磁扼把紧力、磁扼T尾槽形状，磁扼下压板与磁扼立筋问的问隙等应符合图纸要求。

测量所有立筋槽底与磁扼凸键间隙，磁扼凸键与磁扼铁芯键槽槽底间隙，并作记录。根据测量的问隙值及磁扼热打键紧量的设计要求，同时兼顾磁扼外圆尺寸，取顶部、中部、底部问隙值的平均值，加上磁扼热打键单边紧量的设计值0.88到0.90mm，计算出应垫垫片的厚度值。

吊出磁扼凸键，准备垫片，按图纸将垫片搭焊在磁扼凸键的下端。移走磁扼支墩，在磁扼下方及侧边布置履带式加热器，接好电源线，用石棉被罩好，将磁扼加热到规定温度，加热温度要均匀，每30min记录一次温度。

在各个立筋处对主立筋与磁扼键之间的间隙进行检查，在检查中，假如间隙值大于垫片厚度1毫米时，把加好垫片的凸键安装在磁扼铁芯和立筋键槽之间，确保安装到位，并应用大锤或桥机大钩进行压砸。在凸键安装完成后，缓慢将温度降至室温，磁扼温度降低时间不能小于72叠。

测量磁扼的圆度、半径尺寸、垂直度及高度，并做好记录，采用精密水准仪对压板水平检测并记录。对外圆数据进行检查，在达到设计标准之后，依照图纸标准搭焊螺母和拉紧磁扼螺杆。对于压板和螺母，依照图纸标准装入护板和卡键。之后安装挡板，清理干净磁扼铁芯，并解决缺陷问题。

5分析挂装制动环

采用工装预挂装制动环，并对水平情况进行测量和记录，之后使用垫圈对制动环水平进行相应调整。根据机组转动方向，要使制动环摩擦面前块高于后块，需超过2毫米，在垫圈与制动环上平面接触位置涂好润滑剂，依照要求做好固定螺母的点焊。

6关于磁极挂装

首先做好磁极键槽的铣槽工作。在磁极挂装前，固定其撑块。在磁极耐压试验前后，对磁极的绝缘进行测量通常使用2500V兆欧表测量，每个磁极的绝缘值不少于8MΩ。对磁极做好交流3792V耐压试验，并维持1min。找出磁极的重量标示，根据重量对磁极挂装位置图进行编排，使转子各方位重量保持平衡。同时对每个磁极中心做好标记。应用磁极挂装工具与桥机配合，使挂装磁极对称，确保转子径向重量一致。

磁极挂装过程中应控制磁极高度，磁极中心与转子支架底部法兰的高差为3625mm，偏差应控制在2mm以内。磁极挂装到位后打紧磁极键。再次对磁极圆度进行测量，要求圆度在0.8mm以内（空气间隙31mm）。最后安装极间撑块。

7阻尼环及磁极引线安装

阻尼环及引线安装前，清扫安装位置，关键部位使用酒精进行清扫。按图纸要求装配阻尼环与引线。用2500V摇表测量磁极整体绝缘，结果要大于0.5M。对磁极整体进行3292V交流耐压试验。

8对转子整体进行喷漆

对转子整体进行消缺并且清扫干净，依照标准均匀的喷漆。

9转子的吊装工作

将测圆架拆除，安设转子专用吊具，并与250T桥机主钩挂装钢丝绳相配合。同时把制动器ICJ板高程调整好，检验水轮机轴上法兰高程是不是对转子带轴就位有影响。

在起降三次之后，检查桥机主钩刹车是否存在问题，确认无误后缓慢把转子吊送到机坑正上方，稍作暂停。等转子停止晃动之后，下降转子，在转子底部离定子顶部1米后，即可停止下降，应用磁力线锤，并且依照空气间隙设计值，使转子对中。在转子对中不再晃动后，在定子与磁极间做好防撞监护。慢慢下降转子，使制动板落在制动器上，松解钢丝绳，拆掉吊具。

4结束语

转子安装是水轮发电机安装中的重点和难点，对于该水电站这种大型冲击式机组来说，其安装精度和质量要求都很高。以水电站3台机组盘车中转子转动中心、圆度的情况来看，本安装工艺能够很好地保证其安装精度和质量的要求。