丰满电站重建工程水轮发电机转组装工艺
摘要：转子是水轮发电机组的核心部件，其安装质量直接关系机组的安全稳定运行。转子主要由转子支架、转子磁轭、转子磁极、转子引线、制动环板等组成，本文介绍了丰满水电站全面治理（重建）工程发电机转子结构，阐述了转子组装重点工序的工艺及质量控制要点。 关键词：转子；组装；质量控制；热打垫
1.引言
丰满水电站全面治理（重建）工程位于吉林省境内第二松花江干流上的丰满峡谷口，上游建有白山、红石等梯级电站，下游建有永庆反调节水库，坝址距离上游白山电站210km，距吉林市16km，正常蓄水位263.5m，总库容约110亿m3。工程在不改变原库区水文特征的情况在，在原大坝下游120m处新建一座大坝及发电厂房，工程为I等大（1）型工程，开创了国际上水电站大型水坝重建的先河，新建电站安装6台单机容易20万千瓦水轮发电机组，利用三期2台单机容量140MW的机组，总装机容量1480MW，多年平均发电量17.09亿kWh。发电机采用立轴、半伞式密闭自循环空气冷却方式、三相凸级结构，转子主要技术参数如下表1。
表1 丰满重建工程转子主要技术参数
名称 | 单位 | 参数 |
转子外径 | mm | 13320 |
小型变速箱磁轭外径 | 智能点菜系统 mm | 12658 |
磁轭高度 | mm | 1840 |
磁轭片厚度 | mm | 4 |
| 个 | 16 |
磁轭单边紧量 | mm | 3.26 |
磁极数量 | 个 | 64 |
空气间隙 | mm | 23 |
转子总重量 | t | 686 |
| | |
2 转子结构的特点
加热片（1）转子支架。转子支架为圆盘式焊接结构，由一个中心体和4个扇形外环组件组成，共 有16个主立筋，在工地组焊成整体；转子中心体上、下端面精加工法兰面与顶轴和发电机主轴相 连。在转子中心体的侧向开有一进人门，方便人员从转子支臂进到中心体内部，用以停 机检查联轴螺栓和螺母的情况。 转子支架中心体与磁轭之间采用斜支臂连接，当转子磁轭受热径向膨胀时，斜支臂 受均匀拉力作用，使磁轭相对中心体产生一个偏角，能改善定、转子之间气隙均匀度。
（2）磁轭。磁轭由磁轭冲片、上下磁轭压板及拉紧螺杆、螺母等组成。磁轭冲片 用4 mm厚的冷轧钢板HD650C冲制而成。磁轭冲片每片4个极，每层2片，层间相错一个极距并正反向叠片。磁轭用拉紧螺杆沿轴向拉紧，以形成一个整体。磁轭与转子支架采用径向、切向复合键连接结构，径向键为凸键，用垫片调节热打键紧量。切向键为两个小健，它可以补偿支架立筋键槽与磁轭之间的公差。发电机采用无风扇结构；为保证磁轭的风路，在磁轭叠片时沿圆周方向每层留有径向通风间隙，通风间隙沿整个磁轭表面分布。
（3）转子磁极。主要包括磁极铁心，磁极线圈、阻尼绕组。磁极通过两个T尾 与磁轭上相应的键槽挂接。每个磁极都在工厂称重并在磁极上标出，便于安装时进行转 子配重，以使转子获得良好的平衡性。
3 转子组装的重点工序
3.1 转子副立筋配刨安装
（1）副立筋尺寸测量
转子支架焊接完成后，重新调整转子中心体法兰水平度不大于0.02mm/m，将+Y方向标记为1号筋并作为调整基准筋，在1号筋安装测量工具，调整测量工具水平小于0.03mm/m，测量工具扭斜小于0.05mm，径向半径偏差±0.05mm，各立筋测量工具弦距偏差±0.20mm。
所有副立筋测量工具调整完成后，在工具左右吊2根钢线，采用挂钢琴线投影法在主立筋表面挂线，该线条为副立筋安装定位线；采用电测法，测量钢琴线至主立筋表面最小距离H左下、H左上、H右下、H右下，该距离为副立筋的厚度，按照同样方法计算其余副立筋的尺寸并记录。
（2）副立筋配刨
根据测量的副立筋H左下、H左上、H右下、H右下4个端点测尺寸，先确定左右两边的斜度，在计算上下斜度；先以最厚点+0.20mm为基准粗加工，然后小吃量进尺加工，直到符合要求。
（3）副立筋焊接
将副立筋按照编号将其与主立筋把合，测量调整副立筋的弦距、半径、垂直度符合设计要求。副立筋的焊接，先定位焊后正式焊接，采用气体保护焊，两侧焊缝同时、同速施焊，焊接完成后拆除把合螺栓并赛焊螺孔，焊接完成后复测副立筋半径、弦距、垂直度满足设计要求。
3.2 转子磁轭热加垫
转子磁轭热加垫是转子组装的重要工序，是保证转子圆度及安全运行的重要手段；本工程转子磁轭设计单边紧量3.26mm，采用智能化温控技转子磁轭加热工艺，由温控系统、多晶硅加热板、履带式加热片组成，多晶硅加热板安装在转子磁轭叠装形成的通风槽内，履带式加热片布置在磁轭底部。
转子加热片、温控系统安装检查合格后，搭设转子磁轭加热保温设施。首先在转子磁轭四周使用盘扣式脚手架搭设排架，立面覆盖防火苫布，启防风的作用。使用ø16的圆钢在磁轭上压板上制作支撑架，在转子磁轭外侧与内侧采用阻燃耐高温防火布进行覆盖，外侧防火布与磁轭距离约100mm，形成保温罩，降低、减少转子磁轭与外部热传递，减少热能损失。
磁轭加垫量计算。转子磁轭设计预紧量为3.26mm，根据热加垫紧量要求计算每根凸键的加垫厚度，计算过程应考虑凸键与磁轭的间隙、磁轭圆度等，计算公式如下：横幅制作
H=δ+A-B；
其中H为应加垫厚度，δ为设计预紧量；
A--实测磁轭凸键与键槽、磁轭的径向间隙，分别测量磁轭的下端与上端；
视频压缩卡
B--转子实测半径与平均半径之差。
根据测量的间隙值及图纸设计热打键的要求，同时兼顾磁轭外圆尺寸，根据上、下部间隙
自动打铃器测量的平均值，计算应加垫的厚度；根据加垫厚度选择垫片，垫片厚度偏差应在±0.05mm以内，垫片表面应无毛刺、高点、油污、漆膜等，清洁干净的垫片分组摆放好，待凸键与转子副立筋的间隙满足要求时，将垫片放入凸键与转子副立筋之间并固定住。
转子磁轭加热。试投入加热电源，检查加热设备应无断线、断路、冒烟等异常现象，各控制柜电流、电压、温度等显示正常。在夜间正式进行转子磁轭加热，每30分钟记录磁轭膨胀量，整个加热过程控制整体温升10℃/h，磁轭整体温差不大于5℃。当磁轭温度达到预计温度时，开始恒温加热，当磁轭凸键与副立筋间隙值4mm时，切断加热片电源，安装磁轭键垫片并将其固定。转子磁轭通过自然冷却方式到常温，保留控制柜电源对磁轭冷却过程中的温度监控，72小时后拆除磁轭保温布和加热装置。
4 结束语
丰满水电站6台机组转子圆度最大值0.53mm，最大偏心值0.09mm，各项指标均达到优良标准，机组投入运行后满负荷最大摆度小于0.08mm。总而言之，实现水轮发电机转子的准确安装，对机组的稳定运行具有重要作用。最后，希望通过本文的研究，为水轮发电机组转子现场组装工艺的发展作出贡献。
参考文献
[1]许丽; 王延洪.浅谈可逆式水泵水轮发电机组转子组装工艺[J].水电与新能源. 2012(06)
[2]周晓升.轴流转桨式水轮发电机组转轮组装工艺分析[J].科技资讯. 2022,20(15)
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