緊水灘電站2號(hào)機(jī)組定子鐵芯改造安裝

潘曉豪

摘 要：該文主要介紹了緊水灘電站2號(hào)機(jī)組定子改造鐵芯安裝工藝，對(duì)老機(jī)座的處理和加固的措施，發(fā)電機(jī)中心的測(cè)量確定，定位筋的檢查、安裝工藝和質(zhì)量控制方法以及定子鐵芯疊片高度的控制。通過(guò)對(duì)機(jī)組定子鐵芯的改造，全面提升了機(jī)組的性能，定子的溫升也實(shí)現(xiàn)了較好的控制，對(duì)同類(lèi)型機(jī)組定子升級(jí)改造具有較好的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)座處理 定位筋安裝 鐵芯疊片 工藝 質(zhì)量控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TV69 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）10（a）-0042-02

1 概述

1.1 電站概況

緊水灘電站位于浙江省云和縣境內(nèi)甌江上游。電站以發(fā)電為主，兼航運(yùn)防洪等。電站裝設(shè)6臺(tái)50 MW立軸混流水輪發(fā)電機(jī)組，總?cè)萘?0萬(wàn)kW，以220 kV線路輸出。電站機(jī)組運(yùn)行已近30年，多次出現(xiàn)鐵芯底部硅鋼片滑出割破線棒現(xiàn)象。此次改造后機(jī)組容量提升為55 MW。

1.2 發(fā)電機(jī)參數(shù)

發(fā)電機(jī)型號(hào)為SF-K50-30/6 400；定子鐵芯外徑6 400 mm；定子鐵芯內(nèi)徑5 760 mm；定子鐵芯高度1 500 mm；矽鋼片型號(hào)50W270冷軋硅鋼片。

2 定子鐵芯部件的拆除及機(jī)座處理

定子鐵芯部件拆除工作在機(jī)坑內(nèi)進(jìn)行，拆除前在定子下側(cè)將機(jī)坑用檢修平臺(tái)進(jìn)行封閉。用割槍割去定子下部拉緊螺桿，逐一吊出上壓板，用人工拆除矽鋼片，制作專(zhuān)用吊籃用橋機(jī)配合吊到裝配間的運(yùn)輸車(chē)輛上，并分批運(yùn)至廠外。托板用碳弧氣刨割除，并將環(huán)板打磨平整，對(duì)局部凹陷位置進(jìn)行補(bǔ)焊處理。根據(jù)圖紙安裝機(jī)座下環(huán)板的加強(qiáng)板，增加下環(huán)板強(qiáng)度。

3 發(fā)電機(jī)中心確定

返測(cè)機(jī)組中心時(shí)，需在定子機(jī)座上方架橫梁安裝求心器并掛油錘進(jìn)行測(cè)量，在座環(huán)上鏜口測(cè)量找出水輪機(jī)固定部分中心，然后在機(jī)座第三層環(huán)板立面4個(gè)位置打磨后測(cè)量到鋼琴線的距離，標(biāo)定中心，撤去求心器。吊回下機(jī)架和下側(cè)平臺(tái)，安裝測(cè)圓架中心柱部件，以定子機(jī)座上的標(biāo)定點(diǎn)為基準(zhǔn)調(diào)整中心柱，將中心柱固定在下機(jī)架支墩上。中心柱的調(diào)整要求同軸度≤0.05 mm，垂直度≤0.02 mm/m，經(jīng)測(cè)量符合廠家和規(guī)范的要求。安裝測(cè)圓架轉(zhuǎn)臂和附件，調(diào)試測(cè)圓架，配重檢查水平度合格。中心柱垂直度數(shù)據(jù)：X方向上部2.88 mm、下部2.86 mm；Y方向上部2.67 mm、下部2.67 mm，符合規(guī)范要求。中心柱同軸度測(cè)量數(shù)據(jù)如下。

（1）在四環(huán)位置，中心柱尺寸為-X10.39、+X9.37、-Y10.47、+Y9.50；座環(huán)數(shù)據(jù)為-X1.12、+X1.11、-Y0.89、+Y0.87。

（2）在二環(huán)位置，中心柱尺寸為-X10.65、+X9.37、-Y10.25、+Y10.27；座環(huán)數(shù)據(jù)為-X1.14、+X1.12、-Y0.91、+Y0.89。

同軸度均≤0.05 mm。

用測(cè)圓架裝百分表檢查下環(huán)板水平度，發(fā)現(xiàn)下環(huán)板水平度最大偏差近4 mm，且靠近機(jī)組中心側(cè)低，外側(cè)高。為了保證下壓指安裝后上平面的水平度以及控制定子鐵芯疊裝波浪度的要求，經(jīng)與電廠和廠家共同商議決定按照測(cè)量偏差加工壓指來(lái)保證壓指安裝后的水平度不大于2 mm。

4 定位筋安裝

定位筋預(yù)裝前先在校筋平臺(tái)上檢查其徑向和切向的平直度，不大于0.1 mm。

4.1 定位筋預(yù)裝

定子共有4圈環(huán)板，每圈環(huán)板上安裝有54塊托塊。安裝前檢查托塊表面質(zhì)量，用銼刀進(jìn)行毛刺處理，并打磨。用測(cè)圓架和掛鋼琴線調(diào)整定位筋周向和徑向位置，放置托塊用雙頭頂柱和c型夾固定好。用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊對(duì)托板和筋進(jìn)行點(diǎn)焊，然后進(jìn)行編號(hào)，按+Y方向順時(shí)針第一根定位筋為1#筋進(jìn)行編號(hào)。點(diǎn)焊后取下在指定位置進(jìn)行滿(mǎn)焊，托塊和定位筋的滿(mǎn)焊嚴(yán)格按照廠家焊接工藝進(jìn)行。氣體保護(hù)焊焊絲牌號(hào)為ER50-6，直徑為φ1.2 mm，安排兩臺(tái)氣體保護(hù)焊機(jī)進(jìn)行焊接。

4.2 定位筋的安裝

定位筋作為定子鐵芯疊片的基準(zhǔn)，其安裝質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到定子最終的安裝質(zhì)量，必須嚴(yán)格保證其安裝精度。第一根基準(zhǔn)定位筋的安裝，用雙頭頂柱、C型夾及小鋼楔等工具臨時(shí)將定位筋固定在機(jī)座環(huán)板上。用掛鋼琴線調(diào)整徑向、切向傾<0.05 mm/m，保證定位筋搭焊后內(nèi)徑φ6 380（-0.2/-0.3）mm，徑向扭斜<0.1 mm。

用以上方法安裝，以第一根定位筋為基準(zhǔn)將定位筋大跨距內(nèi)6等分。測(cè)量弦C=3 180，各跨距允差<0.30 mm，在同一跨距內(nèi)上下弦距允差應(yīng)<0.15 mm。

大跨距內(nèi)定位筋的安裝，以6根基準(zhǔn)定位筋為基準(zhǔn)，用定位筋樣板架安裝其他定位筋。用雙頭支撐千斤頂、小鋼楔及定位筋弦距檢查樣板等調(diào)整檢查工具，錯(cuò)開(kāi)調(diào)整定位筋各環(huán)弦距和內(nèi)徑，先調(diào)整1環(huán)、3環(huán)，再調(diào)整2環(huán)、4環(huán)，合格后將托塊搭焊于機(jī)座環(huán)板上。定位筋搭焊檢查合格，內(nèi)徑為φ6 380（-0.2/-0.3）mm，同一高度相鄰兩筋半徑差<0.1 mm，弦距偏差為±0.15 mm。

定位筋托塊滿(mǎn)焊，嚴(yán)格按照廠家工藝進(jìn)行焊接。定位筋滿(mǎn)后焊檢查內(nèi)徑φ6 380（+0.8/-0.1）mm以?xún)?nèi)，同高度相鄰兩筋半徑差<0.3 mm，相鄰定位筋弦距差<0.3 mm，有個(gè)別點(diǎn)超差值小于公差的10%，采用砂輪修磨。

用壓指樣板架裝焊下壓指，采用壓指下加墊片來(lái)調(diào)整上平面水平，確保齒壓條內(nèi)側(cè)（機(jī)組中心側(cè)）比外側(cè)高0.5 mm以上。焊后用定子扇形片檢查錯(cuò)牙情況合格。對(duì)整個(gè)定子機(jī)座進(jìn)行全面清掃，對(duì)整個(gè)機(jī)座內(nèi)側(cè)進(jìn)行噴漆。

5 定子鐵芯疊片

鐵芯疊片前，抽查5～10箱硅鋼片，每箱抽查5～10張，每張測(cè)量厚度6個(gè)點(diǎn)并做好記錄，以此作為控制每層硅鋼片厚度的計(jì)算基數(shù)。

疊片按定子鐵芯裝配圖進(jìn)行，鐵芯疊裝按1/2鐵片交錯(cuò)搭接疊裝。每個(gè)定位筋對(duì)應(yīng)1個(gè)槽樣棒和1個(gè)槽楔槽樣棒。疊片順序是端片、普通片、端片。每疊完一段以后，在定位筋根部放置墊塊，用銅錘打墊塊，使沖片靠緊，用整形棒整形，測(cè)量鐵芯內(nèi)徑，每疊完一段放置一層通風(fēng)槽片。槽樣棒應(yīng)隨著鐵芯疊裝的升高而不斷升高，并在疊裝過(guò)程中不斷地使用整形樣棒進(jìn)行整形，以保證鐵芯槽齒的幾何尺寸。此次疊片一共疊42段，每段根據(jù)片厚不同調(diào)整當(dāng)段疊片層數(shù)。每疊完一段用單段鐵芯測(cè)量工具測(cè)單段鐵芯長(zhǎng)度，公差不超過(guò)（30±0.5）mm。詳細(xì)記錄每單段鐵芯實(shí)際疊片層數(shù)。

當(dāng)疊至500 mm時(shí)進(jìn)行第一次壓緊，壓緊前在鐵芯上放置二層廢鐵片，再吊裝壓胎、傳力柱、壓緊螺桿。采用兩套風(fēng)動(dòng)扳手對(duì)稱(chēng)進(jìn)行壓緊。壓緊后使用緊量刀測(cè)量。第二次壓緊位于1 000 mm時(shí)進(jìn)行。第三次壓緊在全部疊裝完成后進(jìn)行。波浪度的控制采用測(cè)量鐵芯斷面內(nèi)外（12個(gè)點(diǎn)）的高度，用風(fēng)扳機(jī)打緊順序來(lái)調(diào)整。壓緊后鐵芯內(nèi)徑為Φ5760（+1/-0.5）mm。鐵芯高度為1500+5mm，疊壓高度按正偏差控制，鐵芯波浪度<10 mm。用液壓扳手進(jìn)行拉緊螺桿緊固，記錄螺桿伸長(zhǎng)值。各鐵芯線槽通槽棒能順利通過(guò)。齒壓片與齒中心偏差<1 mm。徹底清理定子鐵芯，鐵芯內(nèi)部不允許存在任何雜物。

進(jìn)行定子鐵芯整體驗(yàn)收，測(cè)量半徑、圓度、高度、波浪度合格。鐵損試驗(yàn)后再次緊固拉緊螺桿。

壓緊后鐵芯半徑最大為2 880.47 mm，最小半徑為2 880.07 mm；鐵心長(zhǎng)度最大1 503 mm，最小為1 501 mm。

鐵心波浪度為2 mm；各鐵心線槽通槽棒能順利通過(guò)；齒壓片與齒中心偏差<1 mm。鐵損試驗(yàn)后用11 MPa的力矩扳手打緊螺帽一遍，鐵芯高度無(wú)變化。

6 結(jié)語(yǔ)

緊水灘電廠2號(hào)機(jī)組定子鐵芯改造安裝由于廠家硅鋼片烤漆工藝的改進(jìn)，熱疊壓的取消，均加快了施工進(jìn)度；鐵芯改造過(guò)程中使用的設(shè)備均采用進(jìn)口設(shè)備，也大大提高了施工效率；通過(guò)施工工程中對(duì)各個(gè)細(xì)節(jié)的良好把控，使所有技術(shù)參數(shù)全部達(dá)到了要求，機(jī)組安裝投產(chǎn)后至今運(yùn)行工況良好。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝進(jìn)成.水電機(jī)組檢修方式的探討[C]//南方十三?。▍^(qū)、市）水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)聯(lián)絡(luò)會(huì)暨學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集.2009.

[2] 劉海鵬.大中型水電站設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估體系研究[D].重慶大學(xué)，2010.