李 季 關(guān) 威

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司 長(zhǎng)沙市 410007）

1 概述

沐若水電站地處馬來(lái)西亞?wèn)|馬的沙撈越州，壩址位于拉讓（Rajang）河流域源頭沐若河上。馬來(lái)西亞沐若電站為引水式廠房，由兩條引水隧洞經(jīng)岔管分別向4 臺(tái)機(jī)組供水；機(jī)組單機(jī)容量為236 MW，總裝機(jī)容量944 MW，機(jī)組額定轉(zhuǎn)速為300 rpm。水輪機(jī)為混流式，額定水頭300.0 m，飛逸轉(zhuǎn)速485 rpm，轉(zhuǎn)輪直徑3 950 mm。發(fā)電機(jī)為懸吊型，額定電壓15.75 kV，由哈爾濱電機(jī)責(zé)任有限公司制造供貨。

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子中心體支架、磁軛和磁極等部件組成。轉(zhuǎn)子支架整體到貨，支架布置有10個(gè)立筋，凈重131 414 kg；轉(zhuǎn)子磁軛單片厚3 mm，磁軛高度3 430 mm，每層磁軛疊片計(jì)劃15 張，磁軛裝配凈重為281 723 kg；轉(zhuǎn)子磁極20個(gè)，單個(gè)磁極重7 420kg，磁極為三“T”尾結(jié)構(gòu)，磁極掛裝前需校核重量并通過(guò)耐壓試驗(yàn)。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子組裝后半徑（磁極外圓）3 198 mm，總重563 927.6 kg。

2 主要參數(shù)

（1）轉(zhuǎn)子立筋外圓半徑R=2 001 mm。

（2）轉(zhuǎn)子磁軛外圓半徑R=2 766±0.5 mm。

（3）轉(zhuǎn)子磁極外圓半徑R=3 198±0.5 mm。

（4）轉(zhuǎn)子支架水平0.03 mm/m。

（5）轉(zhuǎn)子、定子空氣間隙δ=42 mm。

（6）磁軛疊片總高3 430±2 mm。

（7）轉(zhuǎn)子磁軛外圓，各半徑與設(shè)計(jì)半徑的偏差不超過(guò)設(shè)計(jì)空氣間隙的±3.5%。

（8）磁極掛裝后其外圓半徑與設(shè)計(jì)半徑的偏差不超過(guò)設(shè)計(jì)空氣間隙的±4%。

3 轉(zhuǎn)子組裝工藝流程

工藝流程見(jiàn)圖1。

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）清理轉(zhuǎn)子組裝坑內(nèi)雜物，預(yù)埋轉(zhuǎn)子組裝用基礎(chǔ)板；

（2）將支墩吊裝就位，并在支墩表面分別對(duì)應(yīng)配置楔子板組，采用電子水準(zhǔn)儀和千分尺調(diào)整楔子板頂部平面度，平面度控制在0.3 mm以內(nèi)。

（3）清理轉(zhuǎn)子支架立筋鍵槽毛刺、油漆及鐵銹。

圖1 轉(zhuǎn)子組裝流程圖

（4）在車間對(duì)轉(zhuǎn)子磁軛沖片進(jìn)行清理，去除磁軛沖片上的銹蝕、毛刺、油污等。檢查磁軛沖片平整情況，發(fā)現(xiàn)變形磁軛沖片應(yīng)進(jìn)行校正。

（5）對(duì)每箱磁軛沖片抽查10 張，進(jìn)行稱重及厚度測(cè)量，并進(jìn)行分類、標(biāo)示，按照廠家提供的磁軛裝配圖編制疊片配重圖。

（6）清洗磁軛鍵、副鍵，去除毛刺，配對(duì)后，對(duì)磁軛鍵進(jìn)行研配校直。

3.2 設(shè)備驗(yàn)收

設(shè)備到貨檢查驗(yàn)收，按交貨明細(xì)表上的數(shù)量以及圖紙表明的數(shù)量和尺寸核對(duì)到貨設(shè)備、工器具。設(shè)備應(yīng)按照制造廠說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行保存。

3.3 中心體清掃、調(diào)整和測(cè)圓架安裝

（1）轉(zhuǎn)子支架運(yùn)達(dá)安裝間后，拆除大軸包裝并認(rèn)真的清理，用汽油、煤油和銅絲刷等清掃立筋和大軸上的防護(hù)漆、污垢和銹蝕。用銼刀、油石修去表面高點(diǎn)和毛刺。測(cè)量主要尺寸并作詳細(xì)記錄。

（2）將轉(zhuǎn)子中心吊裝到轉(zhuǎn)子組裝工位。采用框式水準(zhǔn)儀檢查大軸下法蘭面水平度，若水平偏差大于0.02 mm/m，采用50 t 千斤頂調(diào)整對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子支架支臂，直到大軸下法蘭面水平滿足要求，打緊支墩楔子板和轉(zhuǎn)子支架下法蘭部位的楔子板，去除支撐千斤頂，再次檢查大軸下法蘭面水平度。

（3）安裝轉(zhuǎn)子測(cè)圓架，調(diào)整測(cè)圓架中心、垂直度，使其測(cè)量偏差不大于0.02 mm；測(cè)圓架安裝按廠家圖紙進(jìn)行，測(cè)圓架每天使用前需檢查其測(cè)量精度

3.4 磁軛疊裝

（1）按要求安裝磁軛下壓板，沿轉(zhuǎn)子磁軛下壓板圓周均勻布置磁軛支墩，調(diào)整磁軛支墩高程，將下壓板吊裝到磁軛支墩上，調(diào)整第一塊下壓板，水平采用電子水準(zhǔn)儀測(cè)量，采用測(cè)圓架調(diào)整下壓板外圓圓度，下壓板徑向水平不大于0.5 mm，周向水平不大于1 mm，外圓半徑不大于0.5 mm。其它下壓板依次調(diào)整。

（2）下壓板安裝調(diào)整完成后，疊裝一層磁軛沖片，檢查下壓板螺孔位置，符合要求后，將下壓板與立筋點(diǎn)焊一體，壓板合縫位置采用鋼筋搭焊固定。

（3）調(diào)整固定磁軛凸鍵，凸鍵在外徑R2001 mm圓周上10 等分安裝。

（4）在下壓板上安裝定位銷，準(zhǔn)備疊片。

（5）起始段第一層轉(zhuǎn)子疊片起始位置為+Y 方位對(duì)應(yīng)鐵片上右側(cè)第2個(gè)磁極掛裝中心位置，順時(shí)針?lè)较虔B片，每3 層開(kāi)始錯(cuò)位，錯(cuò)位量為一個(gè)磁極位，第15 層疊裝完成后，第16 層開(kāi)始逆時(shí)鐘疊裝，第28層開(kāi)始順時(shí)針疊裝，第40 層開(kāi)始逆時(shí)鐘疊裝，如此每隔12 層進(jìn)行反方向疊裝。

（6）疊片時(shí)利用磁軛鍵與長(zhǎng)短定位銷定位，每張沖片安裝2 長(zhǎng)2 短定位銷，隨著沖片堆積增高，長(zhǎng)銷不動(dòng)，短銷向上串動(dòng)，邊疊片邊用T 尾工具整形，疊片時(shí)沖片剪口方保持一致。

（7）每疊裝完成一段，用測(cè)圓架測(cè)量磁軛外圓尺寸（R2 766 mm）、磁軛圓度、垂直度，測(cè)量調(diào)整磁軛下壓板水平。

（8）沖片疊裝到600 mm，1 200 mm，1 800 mm，2 400 mm，3 000 mm，3 390 mm 時(shí)各壓緊一次，共預(yù)壓緊6 次，預(yù)壓采用風(fēng)動(dòng)扳手由中向分別向內(nèi)圈、外圈對(duì)稱壓緊；然后檢查磁軛外徑，波浪度，中圈、內(nèi)圈、外圈鐵芯厚度，若厚度與波浪度超出設(shè)計(jì)值，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的加減補(bǔ)償片。每次壓緊后測(cè)量立筋槽底與凸鍵間隙值并做記錄。

（9）通風(fēng)槽片的疊裝位置設(shè)在第182 層，第299 層，第415 層，第532 層，第649 層，第765 層，第882 層。

（10）磁軛第6 次預(yù)壓緊前，安裝磁軛壓板，再進(jìn)行預(yù)壓緊工作，壓緊完成后，測(cè)量磁軛圓度、垂直度、鐵芯厚度、波浪度等，各檢測(cè)數(shù)據(jù)符合設(shè)計(jì)要求后，拆除預(yù)壓工具，更換安裝壓緊螺桿，螺桿更換順序是先由內(nèi)向外依次對(duì)稱更換。在更換螺桿時(shí)，若發(fā)生螺桿無(wú)法穿過(guò)的情況，可以采用廠家供貨的磁軛圓拉刀銑鐵芯螺孔。螺桿更換完成后進(jìn)行磁軛最后壓緊。

（11）螺桿最終壓緊采用廠家提供的拉伸器對(duì)稱拉緊，順序是按照對(duì)稱拉緊中、內(nèi)、外圈。螺桿的拉伸量為（5.2～5.8）mm。拉緊預(yù)緊力為（430～480）kN。驗(yàn)收時(shí)抽查10%螺桿的緊固情況，若出現(xiàn)未緊固情況，則加大拉伸器壓力再次對(duì)稱緊固螺桿，直到全部螺桿完全緊固。

3.5 轉(zhuǎn)子軛鍵加墊（熱打鍵）

（1）轉(zhuǎn)子磁軛熱打鍵單邊緊量為1.37 mm，經(jīng)計(jì)算得轉(zhuǎn)子磁軛與支架加溫溫差為62.7℃，轉(zhuǎn)子加溫功率約350 kW，加溫時(shí)間約10 h。

（2）根據(jù)壓緊后現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的立筋槽底與凸鍵間隙值，凸鍵與鐵芯鍵槽槽底間及磁軛熱打鍵單邊緊量的要求，同時(shí)兼顧磁軛外圓尺寸，取頂、中、底部間隙測(cè)量平均值，計(jì)算出對(duì)應(yīng)每個(gè)凸鍵的墊片厚度，按照對(duì)應(yīng)墊片厚度，準(zhǔn)備對(duì)應(yīng)厚度的墊片。

（3）拆除磁軛支墩，在轉(zhuǎn)子底部布置加熱片，采用石棉墊和防火布整體覆蓋轉(zhuǎn)子磁軛鐵芯，給加溫板通電，將鐵芯溫度均勻加到規(guī)定溫度，每隔30 min測(cè)量一次鐵芯溫度，同步檢查加墊位置間隙脹情況，若發(fā)現(xiàn)支臂溫度與鐵芯溫度偏差不大的情況下，需要采取措施對(duì)支臂進(jìn)行降溫處理（水冷或風(fēng)冷），直到立筋槽底與磁軛鍵間隙大于對(duì)應(yīng)墊片厚度1 mm時(shí)為止。

（4）吊出磁軛凸鍵，將對(duì)應(yīng)墊片點(diǎn)焊到凸鍵下端，隨凸鍵一起裝入立筋鍵槽與磁軛鐵芯鍵槽之間。磁軛凸鍵、磁軛副鍵安裝時(shí)涂二硫化鉬潤(rùn)滑劑。

（5）打緊磁軛副鍵，加墊完成，將溫度緩慢降低至室溫，磁軛冷卻后，測(cè)量磁軛圓度，半徑、垂直度、高度尺寸，下壓板的水平。

（6）焊接磁軛上下壓板，割除搭筋并打磨光滑。按照?qǐng)D紙要求焊接拉緊螺桿與螺母，螺母與壓板。按照?qǐng)D紙要求割除副鍵突出主立筋部分，按照?qǐng)D紙要求焊接卡鍵，裝焊護(hù)板。

（7）將轉(zhuǎn)子磁軛鐵芯清理干凈。

3.6 制動(dòng)環(huán)安裝

轉(zhuǎn)子制動(dòng)環(huán)安裝，按照機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)方向，制動(dòng)塊摩擦面后塊不得高于前塊，整體波浪度不大于1.5 mm。制動(dòng)板上平面與調(diào)整墊圈接觸部位涂抹潤(rùn)滑劑。制動(dòng)環(huán)工作面采用刀口尺檢查并去除高點(diǎn)毛刺。磁軛拉緊螺桿下端不能露出制動(dòng)環(huán)下工作面。

3.7 磁極掛裝

（1）為了保證轉(zhuǎn)子組裝工作順利進(jìn)行，磁極檢查工作可提前在設(shè)備庫(kù)進(jìn)行，檢查磁極絕緣電阻，找好磁極中心并打上標(biāo)記，檢查磁極重量標(biāo)識(shí)，并作好磁極重量記錄，為磁極配重掛裝提供數(shù)據(jù)依據(jù)。磁極掛裝前應(yīng)清掃干凈，每個(gè)磁極的絕緣電阻不得小于5 MΩ。

（2）磁極掛裝時(shí)除了有引出線的首尾兩個(gè)磁極鍵必須按圖紙引出線的位置進(jìn)行掛裝外，其余各磁極必須按照配重表進(jìn)行對(duì)稱掛裝，對(duì)稱方向不平衡重量不超過(guò)5 kg，配重時(shí)應(yīng)計(jì)入引線及附件重量。

（3）吊裝磁極前，先將楔鍵放入磁軛相應(yīng)的T尾槽內(nèi)，用鋼板墊板調(diào)整轉(zhuǎn)子外徑，用墊板塞緊磁極與磁軛之間的間隙，塞墊片時(shí)使用二硫化鉬潤(rùn)滑劑。

（4）在鴿尾槽底部放支墩和千斤頂，以便調(diào)整固定磁極中心高程。

（5）使用專用的吊裝工具進(jìn)行磁極的掛裝。

（6）待全部磁極掛完后，用測(cè)圓架和電子水準(zhǔn)儀復(fù)查每個(gè)磁極中心，以及上中下圓度半徑，其高程誤差不大于±2 mm，圓度相對(duì)誤差不大于設(shè)計(jì)空氣間隙的±4%，通過(guò)調(diào)整磁極底部千斤頂、磁極鍵使磁極的各安裝尺寸偏差滿足設(shè)計(jì)要求。磁極安裝、調(diào)整完成，數(shù)據(jù)檢查合格后，打緊楔鍵，按照?qǐng)D紙將墊板與磁軛點(diǎn)焊，將定位螺栓與磁軛下壓板焊牢。

（7）磁極安裝調(diào)整過(guò)程中，在允許偏差范圍內(nèi)，宜控制轉(zhuǎn)子外徑尺寸為負(fù)偏差。

3.8 磁極接頭連接

以轉(zhuǎn)子磁極上阻尼環(huán)孔為樣板，在磁極接頭連接片上劃出孔的位置，用磁力鉆在磁極接頭連接片上鉆孔；接觸面必須處理平滑，并立刻用無(wú)酸凡士林涂接觸面；安裝磁極接頭連接片，注意安裝時(shí)將連接螺栓鎖定片鎖牢；接頭絕緣包扎應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，接頭與接地導(dǎo)體之間應(yīng)有不小于10 mm 的安全距離。所有螺栓連接接頭接觸應(yīng)緊密，用0.05 mm 塞尺檢查，塞入深度不應(yīng)超過(guò)5 mm。

3.9 轉(zhuǎn)子擋風(fēng)板安裝、耐壓試驗(yàn)

（1）按照?qǐng)D紙要求安裝轉(zhuǎn)子擋風(fēng)板，所有螺栓用鎖固膠固定，焊縫做100%外觀檢測(cè)，轉(zhuǎn)子擋風(fēng)板部件待機(jī)組過(guò)速試驗(yàn)完成后再進(jìn)行安裝。

（2）將磁軛以及支架和大軸進(jìn)行徹底清掃、檢查。

（3）轉(zhuǎn)子絕緣耐壓試驗(yàn)按設(shè)備廠家的發(fā)電機(jī)安裝說(shuō)明書(shū)要求進(jìn)行，轉(zhuǎn)子額定勵(lì)磁電壓為313.6 V。

3.10 轉(zhuǎn)子清掃、檢查、試驗(yàn)、噴漆

轉(zhuǎn)子全面清掃、檢查；做絕緣檢查、做交流耐壓試驗(yàn)；對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行全面噴漆。

4 結(jié)語(yǔ)

沐若電站水輪發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速達(dá)到300 rpm，轉(zhuǎn)子高度達(dá)到3 430 mm。為了能夠高質(zhì)量地完成好轉(zhuǎn)子的組裝，我們特制定了超高轉(zhuǎn)子組裝工藝和質(zhì)量控制措施、標(biāo)準(zhǔn)，沐若電站4 臺(tái)機(jī)組轉(zhuǎn)子現(xiàn)已順利組裝完成，其質(zhì)量完全滿足設(shè)計(jì)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，證明我們制定的組裝工藝和質(zhì)量控制措施是可行性，為以后高水頭、高轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)子水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的組裝提供了經(jīng)驗(yàn)。