800MW 級巨型全空冷水輪發(fā)電機(jī)定子安裝技術(shù)

趙曉東， 汪永東， 王宇， 于久清

（哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150040）

1 引 言

我公司研制開發(fā)的向家壩800MW 級巨型全空冷水輪發(fā)電機(jī)是目前世界容量最大、外型尺寸最大的巨型全空冷發(fā)電機(jī)，也是目前世界上設(shè)計(jì)、制造和安裝技術(shù)難度最大的巨型全空冷水輪發(fā)電機(jī)。

向家壩800MW 級巨型全空冷水輪發(fā)電機(jī)定子安裝技術(shù)工藝攻關(guān)圓滿完成，完善、優(yōu)化了我公司800MW 級巨型全空冷水輪發(fā)電機(jī)安裝新工藝、新技術(shù)及新工裝，使其達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和裝配工藝

2.1 定子測圓架結(jié)構(gòu)優(yōu)化提高測量精度

定子測圓架測量半徑9～10m，高度垂直行程5m，它的使用穩(wěn)定性及重復(fù)測量精度直接影響鐵心安裝質(zhì)量，因此在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)，使用操作測量更穩(wěn)定可靠，測量圓周的水平高度測量誤差＜0.5mm，徑向測量誤差在0.02～0.05mm 之間，見圖1。

2.2 內(nèi)徑千分尺大尺寸測量及現(xiàn)場激光跟蹤儀校尺新技術(shù)

圖1 測圓架1.配重塊 2.螺釘 3.鎖緊塊 4.支柱螺釘 5.過渡法蘭 6.接長臂 7.中心體 8.立柱 9.平衡臂 10.滑桿 11.測量螺栓12.定位銷 13.中心柱 14.調(diào)整支柱 15.吊攀

定位筋及鐵心半徑是用特殊制造的專用大內(nèi)徑千分尺測量，其測量范圍9.5～10.5m，具有測量絕對值誤差小、重復(fù)測量精度高的特點(diǎn)。

為防止因運(yùn)輸變形、環(huán)境溫度變化及測量支點(diǎn)變化等不確定因素影響大內(nèi)徑千分尺工地現(xiàn)場測量精度，在工地現(xiàn)場用特殊制造的專用校尺裝置進(jìn)行現(xiàn)場校尺。

2.3 雙鴿尾定位筋裝焊工藝優(yōu)化

圖2 定位筋安裝調(diào)整1.機(jī)座 2.托塊C 型夾 3.定位筋 4.托塊頂住 5.小鋼楔6. 托塊頂住 7. 定位筋C 型夾 8.托塊 9.工藝墊片

定子鐵心結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是托塊與機(jī)座環(huán)板焊接只有徑向焊縫，沒有周向焊縫。徑向焊縫焊接熱收縮變形相對周向焊縫焊接對定位筋半徑公差的影響相對較小。徑向焊縫焊接方向是由機(jī)座內(nèi)圓方向向外圓方向焊接，焊接變形方向整體趨勢是半徑方向變大，因此，需要綜合考慮定子鐵心半徑設(shè)計(jì)公差、定位筋焊接變形經(jīng)驗(yàn)公差、定子沖片與定位筋疊片徑向調(diào)整間隙及CO2混合氣體保護(hù)焊焊接熱變形較小等因素。

2.3.1 雙鴿尾定位筋大跨距等分搭焊

定位筋搭焊采用大跨距等分安裝工藝。先6 等分大跨距搭焊，再12 等分大跨距搭焊，將定位筋弦距調(diào)整累積誤差平分在各大跨距內(nèi)，減少定位筋弦距調(diào)整誤差值周向累積。在12 等分大跨距內(nèi)共有12 根定位筋，定位筋弦距調(diào)整量相對減少很多，反復(fù)精調(diào)后定位筋弦距周向累積誤差值較小。

2.3.2 托塊與機(jī)座環(huán)板滿焊

托塊與機(jī)座環(huán)板按專用焊接工藝焊接控制，用CO2混合氣體保護(hù)焊焊接，減少焊接熱變形?？刂坪附与娏饕詼p少托塊和機(jī)座環(huán)板焊接熱變形影響定位筋半徑及弦距公差。在機(jī)座同一環(huán)板上托塊焊接采用沿同一方向順序焊，全部托塊同一側(cè)焊縫焊完后再焊另一側(cè)焊縫，整體控制定位筋弦距焊接變形方向。各機(jī)座環(huán)板間托塊焊接采用跳越焊，從中間環(huán)板向兩端環(huán)板方向焊接，減少定位筋徑向彎曲焊接變形。托塊焊縫分4 次焊接完成，根據(jù)每層焊縫焊接后實(shí)際測量數(shù)據(jù)并采取相應(yīng)反變形調(diào)整，保證托塊滿焊后定位筋半徑公差。

圖3 定位筋大跨距弦距測量

圖4 托塊與機(jī)座環(huán)板焊接順序

2.4 鐵心疊片工藝

定子沖片按層間搭接1/3 方式及0.96 疊壓系數(shù)疊片。每張沖片各放3 個(gè)槽樣棒和槽楔槽樣棒定位，槽樣棒正對定位筋。槽樣棒、槽楔槽樣棒高出已疊沖片100mm。隨鐵心疊片高度提高，相應(yīng)調(diào)整槽樣棒、槽楔槽樣棒高度，保證新疊沖片必須有槽樣棒、槽楔槽樣周向和徑向定位。每疊完一單段鐵心以后，在定位筋根部沖片上放置絕緣墊塊，沿定位筋方向用銅錘向下垂直敲打墊塊，防止定子沖片鴿尾部分壓緊發(fā)卡。用整形棒逐槽整理槽形，從沖片內(nèi)圓向外圓方向整形，使沖片盡量靠在定位筋筋面上。用單段鐵心測量工具測單段鐵心高度，圓周每張沖片上測量一點(diǎn)，并在相應(yīng)鐵心段通風(fēng)槽片上放入絕緣套管。詳細(xì)記錄分析每單段鐵心實(shí)際疊沖片片數(shù)及高度，作為下一單段鐵心疊片增片或減片及鐵心疊壓系數(shù)計(jì)算依據(jù)。

液壓拉伸器泵組壓緊鐵心優(yōu)點(diǎn)是用油泵壓力控制壓緊力，均勻多次逐步拉伸壓緊鐵心，保證每個(gè)穿心螺桿預(yù)緊力均勻一致，防止鐵心局部產(chǎn)生波浪度及鐵心長期運(yùn)行產(chǎn)生松動。液壓拉伸器泵組共有6 個(gè)拉伸器，通過高壓油管并聯(lián)在分配器上，分配器與電動油泵連接。鐵心上穿心螺桿分成6 個(gè)等分區(qū)，在6 個(gè)等分區(qū)內(nèi)按順時(shí)針分別將穿心螺桿編號為1?！?0＃號。液壓拉伸器泵組上6 個(gè)拉伸器均布放置在8 個(gè)等分區(qū)內(nèi)相同序號穿心螺桿上拉伸壓緊鐵心,拉伸力從小到大，按間隔等份拉伸螺桿順序，同步分多次逐步拉伸壓緊鐵心，防止鐵心壓緊過程中產(chǎn)生局部波浪度。

鐵心分段預(yù)壓能保證鐵心疊片完成后壓緊度，檢查修正補(bǔ)償鐵心齒部與軛部高度偏差，有效控制鐵心疊片完成后壓緊軸向高度。鐵心疊片共預(yù)壓6 次。用預(yù)壓墊板、預(yù)壓套管、預(yù)壓螺桿、預(yù)壓螺母及液壓拉伸器等工具分段預(yù)壓鐵心。2 個(gè)預(yù)壓套管與2 種長度規(guī)格預(yù)壓螺桿分別組合聯(lián)用6 次分段預(yù)壓鐵心。

鐵心每次分段預(yù)壓壓緊后全面檢查壓緊質(zhì)量。用緊量刀片檢查鐵心齒部緊度，單手用力推入深度<3mm。在圓周每張沖片上測量1 點(diǎn)內(nèi)、外圓及相應(yīng)槽底高度尺寸及鐵心半徑R±0.75mm。全面檢查槽形，通槽棒能順利通過槽形。根據(jù)檢查記錄詳細(xì)分析鐵心預(yù)壓高度與相應(yīng)設(shè)計(jì)圖紙鐵心名義高度的偏差，綜合分析在下一段或幾段預(yù)壓鐵心高度內(nèi)，鐵心疊片增片或減片進(jìn)行軸向高度補(bǔ)償。對于鐵心齒部、軛部高度的偏差，綜合分析在下一段或幾段預(yù)壓鐵心高度內(nèi)，鐵心疊徑向補(bǔ)償片進(jìn)行徑向補(bǔ)償。

3 結(jié) 論

通過對向家壩800MW 級巨型全空冷水輪發(fā)電機(jī)定子安裝技術(shù)攻關(guān)，完善優(yōu)化了我公司800MW 巨型全空冷水輪發(fā)電機(jī)定子安裝新工藝、新技術(shù)及新工裝，為我公司打造向家壩巨型全空冷品牌機(jī)組提供了有力的技術(shù)保障, 也為將來開發(fā)1000MW 烏東德、白鶴灘水電百萬機(jī)組安裝積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。