苗尾水電站發(fā)電機(jī)安裝施工工藝要點(diǎn)總結(jié)

劉彥壽

（中國水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明650032）

1 機(jī)組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

苗尾水電站為引水式地面廠房，裝機(jī)容量為4×350 MW，機(jī)組為立軸半傘式水輪發(fā)電機(jī)組。發(fā)電機(jī)部分，由哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司制造，型號SF350-56/14000。發(fā)電機(jī)采用3段軸結(jié)構(gòu)，即頂軸、轉(zhuǎn)子中心體、發(fā)電機(jī)軸。上導(dǎo)軸承有14塊巴氏合金導(dǎo)瓦；推力軸承布置在轉(zhuǎn)子下部，為3波紋彈性支撐油箱，共計(jì)16塊氟塑料瓦，下導(dǎo)軸承共計(jì)12塊巴氏合金導(dǎo)瓦。水機(jī)部分由東方電機(jī)股份有限公司制造，型號HLD399B-LJ-680，水導(dǎo)軸承共計(jì)20塊巴氏合金導(dǎo)瓦。機(jī)組額定轉(zhuǎn)速107.1 r/min，額定水頭93 m。

2 定子組裝

苗尾水電站定子機(jī)座分5瓣運(yùn)輸至現(xiàn)場并進(jìn)行整體組裝焊接。其結(jié)構(gòu)采用斜向筋結(jié)構(gòu)，斜向筋數(shù)為14個。包括下環(huán)板在內(nèi)，共由7層環(huán)板構(gòu)成。定子鐵心內(nèi)徑為13 060 mm，鐵心高度為2 380 mm，鐵心總重284.756 t。由53段高34 mm、4段高38 mm、2段高39 mm及58段高6 mm的通風(fēng)溝構(gòu)成。定子沖片采用為0.5 mm厚硅鋼片，每張沖片有3個鴿尾槽，雙面涂F級絕緣漆。鐵心整圓504槽，單圈42張鐵心片，錯開1/3疊片，沖片通過126根雙鴿尾筋、托塊與定子機(jī)座相連接。采用252顆穿心螺桿與上下齒壓板、蝶簧、壓力擋圈、絕緣墊圈、圓螺母對鐵心進(jìn)行壓緊，可有效防止發(fā)電機(jī)長時間運(yùn)行后鐵心松動。

苗尾水電站4臺機(jī)定子均在機(jī)坑內(nèi)進(jìn)行疊片，確保了定子圓度（相對定子在安裝間組裝后吊入機(jī)坑而言）。定子采用的是一次定中心的施工工法，即使用鋼琴線、求心器、千分尺，將座環(huán)中心返至定子機(jī)坑內(nèi)8個測量柱上。同時將固定導(dǎo)葉中心高程返至定子機(jī)坑外圍墻面上。測量時，應(yīng)由至少2個專業(yè)工程師進(jìn)行確認(rèn)。定子機(jī)坑測量柱應(yīng)固定牢靠，并確保測量點(diǎn)在同一水平面，測量點(diǎn)應(yīng)有防銹保護(hù)措施。

定子機(jī)座高程調(diào)整應(yīng)根據(jù)規(guī)定范圍值內(nèi)按負(fù)偏差進(jìn)行調(diào)整，以減少對下齒壓板的配刨量，進(jìn)一步減小下齒壓板配刨后的變形。定子機(jī)座方位必須滿足圖紙要求，同時校驗(yàn)引出線出口尺寸是否影響后續(xù)母線安裝。

定位筋調(diào)整前，對所有定位筋放在平尺上進(jìn)行校驗(yàn)，挑選質(zhì)量優(yōu)等的定位筋作為基準(zhǔn)筋、大等分定位筋。托塊對稱焊接時，施焊人員應(yīng)保證同步、同速，整體每焊接完成一道，應(yīng)對定位筋半徑進(jìn)行測量，根據(jù)半徑變化，及時調(diào)整焊接方向，確保定位筋焊后數(shù)據(jù)滿足要求。

定子疊片時，除嚴(yán)格遵守廠家工藝外，應(yīng)對每摞定子鐵心片進(jìn)行厚度測量，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)，結(jié)合已疊完的定子鐵心高度，分類分區(qū)進(jìn)行疊放，以免造成局部鐵心偏厚，整體鐵心中心偏差較大問題出現(xiàn)，進(jìn)而影響定子槽楔安裝。定子疊片時，應(yīng)組織有序、分工明確、整形到位、檢查及時，為定子線棒安裝打好基礎(chǔ)。

苗尾水電站定子疊片工藝要求端片間涂抹硅鋼片粘合膠，使用粘合膠前應(yīng)注意提前做好配比試驗(yàn)，涂抹要均勻不能過多，對溢出的膠水應(yīng)及時擦干凈，否則凝固后凸出位置將影響線棒安裝。使用工具進(jìn)行壓緊時，一定要使用廠家提供的槽樣棒進(jìn)行定位，否則片間受膠水影響有可能產(chǎn)生錯臺，影響鐵心整齊度。

根據(jù)4臺機(jī)定子組裝主要質(zhì)量數(shù)據(jù)對比，定子鐵心整體半徑偏差由1號機(jī)的1 mm，控制到4號機(jī)的0.59 mm；定子鐵心中心高程，由1號機(jī)測量偏差1.5 mm，控制到4號機(jī)的1 mm。從幾個關(guān)鍵數(shù)據(jù)來看，定子整體質(zhì)量越來越好。

3 轉(zhuǎn)子組裝

苗尾水電站轉(zhuǎn)子支架由1個圓盤中心體、4件扇形瓣現(xiàn)場組焊而成。磁軛由3 mm厚高強(qiáng)度薄鋼板沖片疊成，設(shè)計(jì)高度2 520 mm，設(shè)計(jì)半徑6 143 mm。轉(zhuǎn)子磁軛通過熱打鍵的方式將磁軛與轉(zhuǎn)子支架的副立筋連接在一起，熱打鍵后設(shè)計(jì)半徑6 143.447 mm。轉(zhuǎn)子磁極共計(jì)56件，磁極掛裝完成，設(shè)計(jì)半徑6 501 mm。

轉(zhuǎn)子支架組裝焊接工序中，應(yīng)注意測量每一主立筋焊前、焊后垂直度，尤其是在焊接過程中注意監(jiān)測。嚴(yán)格遵照廠家工藝文件及施工措施，控制焊接質(zhì)量。副立筋配刨數(shù)據(jù)的測量，應(yīng)由2人進(jìn)行，并相互驗(yàn)證測量數(shù)據(jù)。副立筋配刨后，應(yīng)復(fù)核相關(guān)尺寸是否滿足要求。定位焊后，再次對副立筋徑向、周向垂直度復(fù)測，確保數(shù)據(jù)滿足要求。焊接時嚴(yán)格遵守廠家焊接工藝，對定位螺栓孔塞焊后進(jìn)行打磨平整。對廠家提供的凸鍵，必須提前進(jìn)行檢查復(fù)核，對凸鍵的上、中、下3點(diǎn)測量，偏差應(yīng)滿足0.30 mm以內(nèi)的要求，否則將影響磁軛疊裝整體圓度。磁軛疊裝時，應(yīng)根據(jù)磁軛片的分類表，對較輕的磁軛片放在磁軛上下部，較重的磁軛片放在中間，磁軛片應(yīng)清洗干凈、檢查無高點(diǎn)。同時磁軛通風(fēng)槽片也參與配重。磁軛疊裝第一段作為基礎(chǔ)，其圓度應(yīng)控制在±0.40 mm以內(nèi)。最后一段疊裝時要安裝磁軛上壓板后進(jìn)行，因廠家要求磁軛高度偏差0～4 mm，而磁軛片的厚度為3 mm，為避免壓緊后高度不滿足要求，所以一定要控制好最后一段疊片高度。磁軛熱打鍵時，應(yīng)注意對磁軛溫升、溫差進(jìn)行監(jiān)測記錄，確保整體磁軛加熱時同時膨脹?，F(xiàn)場驗(yàn)收記錄顯示1號至4號機(jī)轉(zhuǎn)子熱打鍵后的圓度全部控制在0.80 mm以內(nèi)。根據(jù)轉(zhuǎn)子磁極重量，同時考慮轉(zhuǎn)子引線部位的重量影響，進(jìn)行最優(yōu)分配配重后掛裝磁極，掛裝時應(yīng)注意對稱進(jìn)行。建議以引線位置作為初始掛裝起點(diǎn)。磁極中心高程調(diào)整時，以轉(zhuǎn)子下法蘭面為基礎(chǔ)，根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)尺寸1 130 mm進(jìn)行調(diào)整，測量時需注意的是磁極每個鐵心的高度不一致，計(jì)算時應(yīng)以實(shí)際測量高度為準(zhǔn)。因轉(zhuǎn)子外圓尺寸較大，水準(zhǔn)儀在同一地點(diǎn)無法測量完成全部數(shù)據(jù)，在更換測量位置時，應(yīng)復(fù)測前兩個磁極調(diào)整高度是否吻合。磁極鐵心中心高程的調(diào)整，除考慮對稱方向磁極高程差不易超過1 mm，還建議考慮定子鐵心中心高程的偏差，以減小定轉(zhuǎn)子磁力中心線偏差，減少磁拉力的影響。轉(zhuǎn)子起吊時，應(yīng)測量轉(zhuǎn)子磁軛兩個方向的擾度，根據(jù)4臺機(jī)組監(jiān)測記錄來看，一般均在0.45～0.50 mm。

根據(jù)現(xiàn)場驗(yàn)收記錄統(tǒng)計(jì)，苗尾水電站4臺機(jī)組轉(zhuǎn)子組裝后整體偏心值均在0.13 mm以內(nèi)，轉(zhuǎn)子圓度最大0.70 mm，最小0.60 mm，轉(zhuǎn)子圓度及整體偏心值均在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)良范圍內(nèi)。

4 機(jī)架安裝及推力軸承調(diào)整

下機(jī)架組裝焊接，應(yīng)在施工進(jìn)度計(jì)劃中進(jìn)行合理安排，確保轉(zhuǎn)子吊裝前，下機(jī)架應(yīng)調(diào)整完成，且基礎(chǔ)混凝土滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。因下機(jī)架作為主要承重支架，對焊接質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格控制，認(rèn)真執(zhí)行廠家焊接工藝文件及施工措施的要求。焊接前需對下機(jī)架中心體彈性油箱底盤周向水平、徑向水平（共計(jì)12件），進(jìn)行測量記錄。下機(jī)架中心體與支臂通過廠家廠內(nèi)焊接的組合塊及螺栓進(jìn)行把合，半徑調(diào)整符合焊接要求標(biāo)準(zhǔn)后，應(yīng)檢查支臂扭斜，小于0.5 mm，同時檢查基礎(chǔ)板接觸面底部確保左右水平。機(jī)架焊接驗(yàn)收完成后，檢查復(fù)測彈性油箱底盤水平滿足0.03 mm/m要求。機(jī)架吊入機(jī)坑前，應(yīng)復(fù)核基礎(chǔ)坑內(nèi)深度是否滿足基礎(chǔ)螺桿長度要求。調(diào)整機(jī)架高程時，應(yīng)考慮機(jī)組擾度值。測量下機(jī)架彈性油箱底座（12件）全部水平，通過調(diào)整基礎(chǔ)楔子板使其全部滿足0.02 mm/m。2期混凝土滿足強(qiáng)度要求后，對基礎(chǔ)螺桿進(jìn)行拉緊，復(fù)測下機(jī)架中心、水平，滿足要求后點(diǎn)焊基礎(chǔ)楔子板，再次復(fù)測機(jī)架中心、水平，經(jīng)廠家、監(jiān)理聯(lián)合驗(yàn)收后，澆筑第3期混凝土。

推力軸承安裝于下機(jī)架中心體上部，彈性油箱底盤與下機(jī)架通過螺栓、定位銷固定?，F(xiàn)場調(diào)整好彈性油箱底盤與下機(jī)架的同心后，進(jìn)行配鉆。彈性油箱底盤吊裝前檢查底部、機(jī)架底盤接觸面，確保無高點(diǎn)，螺栓把合后使用0.05 mm塞尺檢查組合面不能通過。根據(jù)廠家圖紙技術(shù)要求，調(diào)整推力軸承瓦徑向與限位螺釘?shù)那昂? mm，確保鏡板安裝后，推力軸承瓦與鏡板整體同心。鏡板安裝后，測量水平應(yīng)滿足0.02 mm/m要求。推力頭安裝前，應(yīng)將下端軸上法蘭面高低點(diǎn)做好明顯標(biāo)識，便于轉(zhuǎn)子吊裝下落時與其找正對應(yīng)。推力頭安裝后，檢查上部水平，應(yīng)滿足0.02 mm/m要求。

5 轉(zhuǎn)動部分高程、中心

轉(zhuǎn)動部分高程由轉(zhuǎn)輪與頂蓋高差決定。同時考慮下機(jī)架擾度值，現(xiàn)場根據(jù)實(shí)際測量情況，對下機(jī)架高程進(jìn)行調(diào)整，并保證相關(guān)數(shù)據(jù)滿足規(guī)范要求。

轉(zhuǎn)動部分中心以下止漏環(huán)為基準(zhǔn)，同時考慮上止漏間隙測量值。由于彈性油箱承受轉(zhuǎn)動部分的重量及軸向水推力并考慮到對受力調(diào)整的影響，在下機(jī)架中心找正過程中，必須保證機(jī)架中心在0.15 mm以內(nèi)。

定中心使用8個楔子板在轉(zhuǎn)輪與底環(huán)的8個方向進(jìn)行固定，敲打楔子板時，應(yīng)保證2人對稱、同步進(jìn)行，同時在水導(dǎo)軸承、下導(dǎo)軸承、上導(dǎo)軸承架設(shè)百分表進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)百分表數(shù)據(jù)變化值決定敲打楔子板方向。抱瓦時，應(yīng)由水導(dǎo)軸承開始抱至上導(dǎo)軸承，每道軸承抱緊4塊導(dǎo)瓦，抱瓦時應(yīng)架設(shè)百分表進(jìn)行監(jiān)測。中心定完后，在轉(zhuǎn)輪與底環(huán)部位、下機(jī)架部位架設(shè)百分表進(jìn)行監(jiān)測。

6 機(jī)組軸線調(diào)整

下端軸與水機(jī)主軸使用22顆銷釘螺栓連接，徑向間隙幾乎為零。上端軸安裝時，依據(jù)轉(zhuǎn)子上法蘭止口間隙進(jìn)行中心調(diào)整。機(jī)組整個轉(zhuǎn)動部件在進(jìn)行安裝時，需保證各部件粗調(diào)在一條軸線上。

苗尾水電站采用彈性盤車，即同時抱上導(dǎo)軸承、水導(dǎo)軸承進(jìn)行盤車的方法。盤車前將機(jī)組轉(zhuǎn)動部分推至中心，頂起轉(zhuǎn)子，在推力瓦面上涂抹干凈的動物油脂。落下轉(zhuǎn)子使推力軸承受力。調(diào)整上導(dǎo)瓦及水導(dǎo)瓦抱瓦間隙為0.02～0.04 mm，從上到下，清除轉(zhuǎn)動部件上的雜物，徹底檢查一遍轉(zhuǎn)動部件與固定部件縫隙處，應(yīng)無異物卡阻及刮碰。

機(jī)組采用電動盤車，將轉(zhuǎn)動部件均勻劃分8個點(diǎn)并做好標(biāo)記，在機(jī)組上導(dǎo)軸承、轉(zhuǎn)子下法蘭、推力頭上法蘭、鏡板徑向、鏡板軸向、下端軸下法蘭、水機(jī)軸上法蘭、水導(dǎo)軸承、滑環(huán)等部位的+Y、+X兩個方向架設(shè)百分表，每個測點(diǎn)必須保證在同一軸線上（同一方位角度）。

盤車按照機(jī)組旋轉(zhuǎn)方向先慢慢的空轉(zhuǎn)一圈，觀察各部位百分表指針是否擺動、有無異常，空盤結(jié)束后百分表對準(zhǔn)5.0 mm（百分表量程為10 mm）位置進(jìn)行點(diǎn)盤，即每轉(zhuǎn)1/8圈停下，記錄百分表讀數(shù)，如此逐點(diǎn)測出旋轉(zhuǎn)一周8點(diǎn)的讀數(shù)，并觀察百分表是否歸零。百分表歸零，且Y、X兩個方向的數(shù)據(jù)較一致時，說明數(shù)據(jù)有效。

根據(jù)盤車記錄數(shù)據(jù)分析，初步先將轉(zhuǎn)子下法蘭與推力頭找正同心，再將下端軸與轉(zhuǎn)子找正同心。根據(jù)多次盤車調(diào)整后，進(jìn)行精細(xì)盤車調(diào)整得出各軸承的全擺度、凈擺度，并依據(jù)規(guī)范相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)判斷是否滿足要求。

苗尾水電站4臺機(jī)組盤車數(shù)據(jù)詳見表1，根據(jù)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電后的運(yùn)行情況來看，機(jī)組振擺監(jiān)測數(shù)據(jù)（表2）基本與盤車數(shù)據(jù)吻合。尤其是3、4號機(jī)組，轉(zhuǎn)子未添加配重，機(jī)組振動擺度均在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求的優(yōu)良范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組精品安裝的目標(biāo)。

表1 苗尾水電站1～4號機(jī)機(jī)組軸線調(diào)整及發(fā)電機(jī)總裝部分施工質(zhì)量狀況表

表2 苗尾水電站1～4號機(jī)機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行振擺監(jiān)測記錄表（350 MW）

7 結(jié)語

水電站發(fā)電機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，得益于定子組裝、轉(zhuǎn)子組裝、機(jī)架及推力軸承安裝，轉(zhuǎn)動部件的高質(zhì)量組裝及安裝水平，尤其是彈性油箱的安裝，下機(jī)架水平的調(diào)整以及定、轉(zhuǎn)子磁力線偏差對機(jī)組整體運(yùn)行后的狀態(tài)起到關(guān)鍵影響作用。

苗尾水電站機(jī)電安裝工程，始終以創(chuàng)建國家優(yōu)質(zhì)工程金獎為目標(biāo)，樹立機(jī)電安裝品牌為動力。在4年多的機(jī)電安裝施工中，狠抓質(zhì)量過程控制，堅(jiān)持精益求精，不斷總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，使得機(jī)組安裝質(zhì)量越來越好，安裝水平越來越優(yōu)。在項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)的帶頭下，項(xiàng)目部全體員工扎實(shí)工作，團(tuán)結(jié)一致，做到有問題不逃避，有問題及時解決落實(shí)。在施工進(jìn)度管理上，跟蹤進(jìn)度計(jì)劃完成情況，及時對未完工作制定糾偏措施，合理調(diào)配施工資源，保證節(jié)點(diǎn)按計(jì)劃完成；在施工技術(shù)管理上，提前編寫施工方案，組織各專業(yè)工程師、部室負(fù)責(zé)人進(jìn)行討論，不斷完善工藝流程卡，確?，F(xiàn)場施工有方法可循，有標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)；在施工質(zhì)量管理上，注重過程質(zhì)量控制，嚴(yán)格執(zhí)行3檢制度，在精細(xì)化管理中，小到落實(shí)轉(zhuǎn)子組裝每1顆螺栓的安裝施工人員的責(zé)任。本文以苗尾水電站發(fā)電機(jī)安裝施工工藝要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，為類似結(jié)構(gòu)機(jī)組發(fā)電機(jī)的安裝提供借鑒。