水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子大立筋安裝技術(shù)探討

余斌

【摘 要】轉(zhuǎn)子大立筋為水輪發(fā)電機(jī)組安裝管理重要內(nèi)容，決定了整個(gè)轉(zhuǎn)子圓度與同心度，需要嚴(yán)格按照專業(yè)規(guī)范來進(jìn)行，保證每個(gè)細(xì)節(jié)實(shí)施的專業(yè)性，排除各類質(zhì)量隱患的存在。水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子磁軛需要承受非常大的離心力，尤其是現(xiàn)在機(jī)組容量不斷增加，受巨大的離心力影響，將會(huì)造成磁軛疊片產(chǎn)生嚴(yán)重變形，磁軛與轉(zhuǎn)子支架之間的間隙增大。為保證水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子各部件具有足夠的強(qiáng)度與平衡性，必須要重點(diǎn)做好轉(zhuǎn)子大立筋安裝控制，本文對(duì)安裝技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。

【關(guān)鍵詞】水輪發(fā)電機(jī)組；轉(zhuǎn)子大立筋；安裝技術(shù)

轉(zhuǎn)子作為水輪發(fā)電機(jī)組核心部件，在進(jìn)行安裝時(shí)需要針對(duì)磁軛運(yùn)行要求進(jìn)行分析，避免受過大離心力影響，導(dǎo)致磁軛疊片發(fā)生變形。應(yīng)總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)，確定機(jī)組轉(zhuǎn)子大立筋安裝要求與要點(diǎn)，嚴(yán)格按照專業(yè)規(guī)范做好安裝工藝要點(diǎn)控制，確保細(xì)節(jié)實(shí)施的規(guī)范性。尤其是要控制好現(xiàn)場(chǎng)組裝與焊接技術(shù)，通過細(xì)節(jié)管理來排除各項(xiàng)影響因素。

1 水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子大立筋安裝分析

為滿足社會(huì)發(fā)展要求，水輪發(fā)電機(jī)組的容量不斷增加，為保證其維持在最佳運(yùn)行狀態(tài)，必須要做好前期安裝作業(yè)的管理。因?yàn)闄C(jī)組在運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子磁軛受離心力影響非常大，尤其是大型機(jī)組，很容易造成磁軛疊片變形，加大磁軛和轉(zhuǎn)子之間的縫隙，并且隨著轉(zhuǎn)子直徑的增加，產(chǎn)生的間隙越大。因此，為保證機(jī)組磁軛安裝的穩(wěn)定性與平衡性，必須要在以往經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，提高對(duì)轉(zhuǎn)子安裝工藝的重視，重點(diǎn)做好大立筋安裝技術(shù)控制，嚴(yán)格按照要求完成磁軛熱打鍵各項(xiàng)操作[1]。其中，轉(zhuǎn)子熱打鍵的目的是維持機(jī)組運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，促使磁軛和轉(zhuǎn)子中心能夠緊密結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)兩者的可靠配合。同時(shí)向磁軛與支臂之間施加一定機(jī)械壓緊量，一般可通過熱加墊或熱打鍵的方式實(shí)現(xiàn)，即將冷打鍵作為基礎(chǔ)，對(duì)磁軛進(jìn)行加熱處理，使其膨脹后加大磁軛與中心體間隙，并將鍵打入到規(guī)定深度，等到磁軛冷卻后，便可以保證磁軛和中心體之間的有效配合，可以將機(jī)組運(yùn)行中產(chǎn)生的向心力抵消掉，維持機(jī)組的可靠運(yùn)行。

2 轉(zhuǎn)子大立筋安裝工藝

2.1 組裝大立筋

一般在完成轉(zhuǎn)子支架焊接作業(yè)后，變可進(jìn)行大立筋的組裝和調(diào)整，保證組裝過程中對(duì)稱原則的落實(shí)，且為避免外部因素對(duì)安裝效果的影響，需要在實(shí)際安裝與調(diào)整中對(duì)磁軛重量進(jìn)行分析，適當(dāng)提高掛鉤面高程。正式對(duì)大立筋吊裝前，要再次檢查轉(zhuǎn)子半徑與垂直度，在確認(rèn)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，采取對(duì)稱組裝的方式完成大立筋安裝工藝。其中，為提高大立筋安裝安全性，需要分為上、中、下三個(gè)位置來設(shè)置可調(diào)鋼支撐，控制好設(shè)置位置，垂直度與專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)誤差不得超過0.15mm，半徑偏差需要控制在-0.2～0mm范圍內(nèi)，弦距偏差應(yīng)控制在0.15mm以內(nèi)。另外，還要對(duì)大立筋掛鉤面高程進(jìn)行調(diào)整，控制其與中心體下法蘭相對(duì)高程偏差在2mm以內(nèi)，相鄰大立筋之間高程差在1mm以內(nèi)。最后還需要在大立筋與轉(zhuǎn)子支架之間焊縫位置，填塞墊片來滿足安裝要求。按照專業(yè)規(guī)范對(duì)各項(xiàng)尺寸進(jìn)行調(diào)整后，利用臨時(shí)固定裝置和頂絲對(duì)大立筋進(jìn)行頂死處理，避免其在安裝磁軛疊片時(shí)出現(xiàn)位移。在完成大立筋全部安裝工藝后，便可進(jìn)行轉(zhuǎn)子磁軛疊裝作業(yè)，全程均要利用水準(zhǔn)儀對(duì)大立筋掛鉤面和中心體下法蘭面間距進(jìn)行控制，并配合塞尺對(duì)磁軛和大立筋兩側(cè)間隙進(jìn)行調(diào)整，提高最終安裝結(jié)果[2]。

2.2 大立筋調(diào)整

將+Y方向大立筋看作為基準(zhǔn)筋，利用內(nèi)徑千分尺對(duì)半徑進(jìn)行測(cè)量與調(diào)整，確保其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，兼顧掛鋼琴線來對(duì)大立筋周向、徑向垂直度進(jìn)行測(cè)量，并按照要求進(jìn)行調(diào)整，保證將最終偏差控制在0.15mm以內(nèi)。對(duì)于大立筋的調(diào)整，需要磁軛疊裝尺寸作為依據(jù)，完成大立筋安裝后，根據(jù)磁軛疊片圖與磁軛堆積表進(jìn)行磁軛預(yù)疊裝，可確定預(yù)疊裝高度為100mm。將+Y方向看作為起始點(diǎn)，順時(shí)針開始作業(yè)，利用測(cè)圓架與內(nèi)徑千分尺完成預(yù)堆磁軛半徑與圓度測(cè)量工作，并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確認(rèn)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。另外，將均勻涂抹二硫化鉬的導(dǎo)向銷釘插入到已經(jīng)調(diào)整好的磁軛內(nèi)，可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝和管理更為方便。通過對(duì)各項(xiàng)尺寸參數(shù)的反復(fù)測(cè)量與調(diào)整，應(yīng)用基準(zhǔn)筋來對(duì)基準(zhǔn)筋半徑、高程、垂直度進(jìn)行檢查確定，在確定合格后，可以通過旋轉(zhuǎn)大立筋底部設(shè)置的支撐螺桿，對(duì)大立筋和轉(zhuǎn)子中心體下法蘭高度差進(jìn)行調(diào)整。

3 轉(zhuǎn)子大立筋安裝控制要點(diǎn)

3.1 焊接技術(shù)

3.1.1 前期準(zhǔn)備

對(duì)磁軛終壓前需要對(duì)大立筋進(jìn)行再次調(diào)整，將百分表安裝在測(cè)圓架臂的上中下三個(gè)位置，旋轉(zhuǎn)測(cè)臂于大立筋位置，在大立筋和轉(zhuǎn)子之間焊縫內(nèi)填塞楔子，確保大立筋筋面與磁軛相互貼緊，然后安裝在磁軛外緣的監(jiān)測(cè)百分表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)即可。從頂部位置來對(duì)大立筋和磁軛之間間隙進(jìn)行檢測(cè)，確定是否滿足安裝要求。在磁軛終壓完成后，將大立筋設(shè)置的臨時(shí)規(guī)定裝置全部拆除，并安裝永久定位筋板，進(jìn)行焊接規(guī)定。對(duì)于大立筋與轉(zhuǎn)子支架上下環(huán)板間隙，需要向其中填塞小鋼楔并打緊，避免在焊接過程中出現(xiàn)變形問題[3]。另外，所有負(fù)責(zé)焊接作業(yè)的人員，必須要具有專業(yè)資格證，嚴(yán)格遵循持證上崗要求，并且具有一定實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)，可以嚴(yán)格按照專業(yè)要求，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成所有焊接作業(yè)。

3.1.2 正式焊接

（1）焊接參數(shù)

一般可選擇應(yīng)用手工電弧焊方法，保證所選焊條質(zhì)量達(dá)標(biāo)。在正式焊接作業(yè)前，需要按照要求進(jìn)行烘焙處理，控制烘焙溫度在300～350℃左右，持續(xù)烘焙1h，待溫度降低到150℃后，放入到100～200℃的保溫箱內(nèi)保存，并且每次焊接剩余的焊條均需要保持干燥狀態(tài)進(jìn)行再次烘焙處理后使用[5]。

（2）筋板焊接

對(duì)筋板進(jìn)行焊接作業(yè)前，需要對(duì)其打磨處理，保證筋板和大立筋之間的接觸面積能夠達(dá)到80%以上，待檢查達(dá)到要求后，利用C型夾板進(jìn)行固定處理。正式進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，可以分為先后2次完成，即先完成外側(cè)點(diǎn)焊與焊接，然后在大立筋全部焊接作業(yè)完成后，進(jìn)行外側(cè)滿焊以及其余部位的點(diǎn)焊和焊接。第一步：在對(duì)筋板進(jìn)行點(diǎn)焊處理時(shí)，可控制點(diǎn)焊長度為50mm、厚度5mm，選取中間部位開始逐漸向兩端焊接，為提高作業(yè)效率，可由兩名作業(yè)人員針對(duì)一根大立筋兩側(cè)進(jìn)行對(duì)稱點(diǎn)焊。而對(duì)筋板焊接時(shí)，可以只對(duì)外側(cè)焊縫進(jìn)行焊接，保持與點(diǎn)焊作業(yè)相同順序施工，一般可先完成50%的焊接。第二步：待完成大立筋全部焊接作業(yè)后，再次進(jìn)行筋板焊接。先進(jìn)行內(nèi)測(cè)焊縫焊接，緊接著第一步焊接進(jìn)行補(bǔ)焊到20mm。endprint

（3）臨時(shí)加強(qiáng)焊

為避免在焊接過程中出現(xiàn)變形問題，需要針對(duì)每條立向焊縫來設(shè)置3塊鏈?zhǔn)郊訌?qiáng)板作業(yè)，一般可選擇規(guī)格為40mm×250mm×300mm的加強(qiáng)板作業(yè)。控制20mm的腳高度，由多名焊接人員同步進(jìn)行對(duì)稱焊接施工。

（4）大立筋焊接

待完成大立筋的組裝作業(yè)后，均需要對(duì)所有尺寸的焊縫進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，待確定無任何隱患后，便可進(jìn)行坡口的堆焊、定位焊以及正式焊接處理。其中，定位焊時(shí)需要提前進(jìn)行預(yù)熱達(dá)到80～100℃，并將坡口間隙焊縫堆焊到3mm以內(nèi)，最終控制焊接長度在60～80mm內(nèi)，以對(duì)稱和同步要求進(jìn)行作業(yè)。完成定位焊后，將大立筋底部支墩松開，確保大立筋恢復(fù)到自由狀態(tài)，并對(duì)轉(zhuǎn)子中心體水平度進(jìn)行檢測(cè)，確定在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，確認(rèn)所有尺寸合格后才可進(jìn)行正式焊接。

3.2 磁軛熱加墊

磁軛熱加墊技術(shù)操作是否得當(dāng)，對(duì)大立筋最終安裝效果有著重要影響，決定著磁軛加熱后能夠與轉(zhuǎn)子大立筋產(chǎn)生足夠溫差。常見的加熱方法如鐵損法、銅損法、電熱法等，相互之間存在較大差異，需要根據(jù)實(shí)際需求來進(jìn)行選擇。其中，鐵損法即在未安裝磁極前，磁軛繞以勵(lì)磁繞組，經(jīng)過工頻交流電作用來促使磁軛產(chǎn)生鐵損發(fā)熱。銅損法即對(duì)已經(jīng)掛裝好的磁極繞組進(jìn)行串聯(lián)，并向其通入直流電流，促使導(dǎo)線發(fā)熱對(duì)磁軛進(jìn)行加熱處理，但是僅僅適用于計(jì)算溫差小的磁軛。

3.3 控制安裝尺寸

在進(jìn)行大立筋安裝調(diào)整時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意加強(qiáng)安裝尺寸控制，以確保安裝穩(wěn)定性。在完成基準(zhǔn)大立筋調(diào)整后，需要對(duì)其他大立筋進(jìn)行調(diào)整，但由于弦距和徑向垂直度進(jìn)行調(diào)整時(shí)會(huì)出現(xiàn)相互影響的情況，因此，應(yīng)當(dāng)注意確保大立筋的弦距和徑向垂直度調(diào)整應(yīng)當(dāng)保持同步。對(duì)于大立筋的控制尺寸，應(yīng)當(dāng)根據(jù)磁軛尺寸進(jìn)行調(diào)整和控制。對(duì)此，在完成大立筋的安裝和調(diào)整后，可以在確保磁軛圓度的前提下對(duì)大立筋進(jìn)行調(diào)整，并加強(qiáng)檢查，確保其能夠滿足完全垂直的要求。磁軛與大立筋之間，應(yīng)當(dāng)確保不存在徑向的間隙，每次對(duì)磁軛進(jìn)行壓緊處理，都要對(duì)磁軛的控制尺寸進(jìn)行檢查，并檢查整體的大立筋尺寸是否符合要求。此外，大進(jìn)行大立筋焊接的過程中，也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)焊接尺寸控制，對(duì)焊接情況進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)控，如果出現(xiàn)變形，要根據(jù)變形情況對(duì)焊接過程進(jìn)行控制，以避免后續(xù)的變形，例如對(duì)于大立筋的焊接，為了減少變形情況的發(fā)生，可以采用3.2焊條焊接，焊接過程中可以按照先兩邊、后中間的順序進(jìn)行焊接，從而提高焊接質(zhì)量，并保證焊接后的尺寸仍舊符合大立筋的安裝要求。

4 結(jié)束語

水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子大立筋安裝效果如何，在很大程度上決定了最終機(jī)組的運(yùn)行效率，需要提高對(duì)此方面的重視，確定安裝技術(shù)要點(diǎn)與要求，嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行操作，保證每個(gè)細(xì)節(jié)實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)性。

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