浮動(dòng)環(huán)形磁軛結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子組裝工藝淺談

郭 嘉

（中國水利水電第十四工程局有限公司機(jī)電安裝事業(yè)部，云南 昆明650032）

1 引言

廣東清遠(yuǎn)抽水蓄能電站廠內(nèi)安裝4臺(tái)立式單級(jí)混流可逆式水泵水輪機(jī)—發(fā)電電動(dòng)機(jī)機(jī)組，單機(jī)容量（發(fā)電工況）320 MW，總裝機(jī)容量1 280 MW。水泵水輪機(jī)額定出力326.5 MW，額定凈水頭470 m，額定轉(zhuǎn)速428.6 r/min，飛逸轉(zhuǎn)速≤690 r/min。發(fā)電電動(dòng)機(jī)采用三相、豎軸、半傘式、空氣可逆式同步發(fā)電電動(dòng)機(jī)，額定容量（發(fā)電）356 MVA，額定容量（抽水）≥331 MW，額定電壓15.75 kV。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子中心體、磁軛、磁極及附屬部件等組裝而成。磁軛由九段環(huán)形鋼板組合而成，磁軛由7對(duì)周向鍵固定。共14個(gè)磁極，磁極采用鴿尾鍵固定在磁軛上。轉(zhuǎn)子采用平衡梁套軸起吊。

2 轉(zhuǎn)子組裝工藝

2.1 施工準(zhǔn)備

（1）設(shè)備開箱檢查

設(shè)備到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，及時(shí)通知業(yè)主代表、監(jiān)理代表和廠方代表，各代表到場(chǎng)后，對(duì)到貨設(shè)備外觀進(jìn)行檢查，檢查包裝箱有無破損，裸裝件外觀是否完好，核對(duì)設(shè)備包裝上的標(biāo)識(shí)是否與到貨提供的信息相符合，清點(diǎn)核對(duì)數(shù)量等。

（2）轉(zhuǎn)子工位基礎(chǔ)法蘭的清洗

清洗安裝間轉(zhuǎn)子工位的基礎(chǔ)法蘭，磨光機(jī)去除法蘭面的銹跡、氧化層?；A(chǔ)法蘭徹底清洗后，檢查表面應(yīng)無毛刺、高點(diǎn)、凸面等。

（3）轉(zhuǎn)子組裝平臺(tái)準(zhǔn)備

中心體較高，需要準(zhǔn)備好作業(yè)使用的工作平臺(tái)，工作平臺(tái)的內(nèi)徑可在轉(zhuǎn)子磁軛和磁極的范圍內(nèi)可變化調(diào)整。

2.2 組裝程序（見圖 1）

圖1 組裝程序框圖

2.3 轉(zhuǎn)子中心體安裝

（1）轉(zhuǎn)子安裝間基礎(chǔ)板埋設(shè)、清理

在安裝間轉(zhuǎn)子工位埋設(shè)轉(zhuǎn)子中心體固定基礎(chǔ)。要求基礎(chǔ)上平面水平符合要求，混凝土澆筑密實(shí)。外圓磁軛支撐基礎(chǔ)的位置應(yīng)周向均勻分布，要求混凝土澆筑密實(shí)?；炷琉B(yǎng)護(hù)期到后，清掃基礎(chǔ)上平面，無高點(diǎn)和銹蝕后檢查基礎(chǔ)上平面的水平。在基礎(chǔ)上平面均勻涂抹防銹劑如凡士林。

（2）轉(zhuǎn)子中心體就位調(diào)整

轉(zhuǎn)子中心體運(yùn)入安裝間后進(jìn)行認(rèn)真的打磨清理，尤其是下部法蘭面；測(cè)量中心體的主要外形尺寸及配合尺寸并記錄，如中心體兩法蘭間距離、止口高度、外徑等。利用橋機(jī)將轉(zhuǎn)子中心體豎立。

按正確安裝方位把中心體吊放在清掃干凈的基礎(chǔ)上，將中心體固定在基礎(chǔ)上。扭緊固定螺栓后測(cè)量、調(diào)整中心體的水平、垂直度。垂直度達(dá)不到要求可在法蘭處加墊片進(jìn)行調(diào)整，垂直度和水平必須在0.02 mm/m內(nèi)。測(cè)量轉(zhuǎn)子中心體掛鉤至轉(zhuǎn)子下法蘭面的距離并作記錄，將掛鉤上平面的實(shí)際高程引至轉(zhuǎn)子外側(cè)作為磁極掛裝的高差控制基準(zhǔn)點(diǎn)。

2.4 轉(zhuǎn)子磁軛裝配

清遠(yuǎn)抽水蓄能電站采用浮動(dòng)環(huán)形磁軛，磁軛內(nèi)徑2 600 mm，外徑4 363 mm，高3 570 mm。磁軛共分為九段環(huán)形鋼板組成。此結(jié)構(gòu)相對(duì)于扇形疊片結(jié)構(gòu)好處：①該結(jié)構(gòu)整體剛度較好，能夠承擔(dān)更大的磁極離心力，提高轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性。②磁軛無需熱套，靜止時(shí)磁軛對(duì)支架沒有徑向箍緊力，轉(zhuǎn)子支架受力情況簡單。③環(huán)形磁軛分段制成，現(xiàn)場(chǎng)只需逐段掛裝無需現(xiàn)場(chǎng)疊片，大大減少了工作量。

（1）轉(zhuǎn)子磁軛環(huán)清洗及吊裝

對(duì)轉(zhuǎn)子環(huán)形磁軛的內(nèi)徑側(cè)，磁軛之間的結(jié)合面，磁軛鍵槽等進(jìn)行打掃、檢查及養(yǎng)護(hù)，轉(zhuǎn)子磁軛上印有對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，所以應(yīng)從對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的NO.1開始按順序搬運(yùn)組裝（最后一段NO.9）。

另外，轉(zhuǎn)子磁軛最下面的3段，由于受到行車吊裝高度的限制，過程中需要更換懸掛鋼絲繩。清遠(yuǎn)電站采用長、短繩替換方法吊裝磁軛段（見圖2）。

1）插入轉(zhuǎn)子磁軛之前在轉(zhuǎn)子支架立筋的掛鉤處涂抹二硫化鉬。

2）插入最下面一段的轉(zhuǎn)子磁軛，在與轉(zhuǎn)子支架掛鉤處接觸之前，在T形鍵兩側(cè)輕輕插入臨時(shí)打入鍵（長1 000 mm），配合好后吊入轉(zhuǎn)子磁軛，請(qǐng)確認(rèn)掛鉤處無間隙。

（第一段轉(zhuǎn)子磁軛的內(nèi)徑與轉(zhuǎn)子中心體的間隙非常小只有0.10～0.15 mm，所以吊入轉(zhuǎn)子磁軛的水平度要確保到位。）

圖2

3）從轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸處通過千斤頂?shù)软斵D(zhuǎn)子磁軛，調(diào)整磁軛與轉(zhuǎn)軸之間的間隙，確定磁軛和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸中心。間隙相對(duì)差要調(diào)到0.04 mm以內(nèi)。并且，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上的千斤頂，在第九段轉(zhuǎn)子磁軛吊入前請(qǐng)勿拆除。

4）最下面一段的轉(zhuǎn)子磁軛中心確定后，在轉(zhuǎn)子磁軛底部布置支撐轉(zhuǎn)子磁軛的支墩。此時(shí)要注意避免轉(zhuǎn)子磁軛水平度發(fā)生變化以及轉(zhuǎn)子磁軛高出轉(zhuǎn)子支架掛鉤的情況出現(xiàn)。

5）最下面一段磁軛調(diào)整結(jié)束后，依次吊入第二段及之后的轉(zhuǎn)子磁軛，第二段后的轉(zhuǎn)子磁軛在磁極的鴿尾部4處打入2個(gè)一組的楔子板，以第一段轉(zhuǎn)子磁軛為基準(zhǔn)進(jìn)行中心定位。

6）第八段轉(zhuǎn)子磁軛插入后，需安裝轉(zhuǎn)子磁軛止浮塊。另外，用墊片按圖紙要求來調(diào)整止浮塊與轉(zhuǎn)子支架上槽的間隙大?。ㄉ蟼?cè)間隙0.7 mm，下側(cè)間隙 0.3 mm）。

7）第九段轉(zhuǎn)子磁軛插入后，再次確認(rèn)與轉(zhuǎn)子支架的間隙（相對(duì)差0.04 mm以內(nèi)）。

（2）磁軛鍵安裝

1）打入鍵的打入，應(yīng)避免改變轉(zhuǎn)子磁軛與磁軛間的間隙尺寸。

2）在打入鍵上涂上一層很薄的紅丹粉，對(duì)準(zhǔn)裝配記號(hào)插入鍵槽輕輕的打入，然后拔出確認(rèn)磁軛鍵的匹配情況。必要時(shí)進(jìn)行精加工，接著再次進(jìn)行同樣操作，確認(rèn)磁軛鍵的接觸情況（整體的70%以上）。

3）確認(rèn)打入鍵的接觸情況后，考慮打入余量后再打入鍵上劃線，將多余的長度切斷。（切除打入鍵的兩端）

4）邊相互比較打入量邊打入，使各個(gè)磁軛鍵基本相等。另外，使用7.5 kg左右的錘子，盡量打緊。

5）磁軛鍵的最終打緊應(yīng)同1人操作，并確認(rèn)磁軛鍵全部都被均勻的打緊。

6）磁軛鍵充分打緊后，應(yīng)對(duì)突出立筋上表面的部分進(jìn)行切斷并用砂輪機(jī)打磨。

7）在立筋的兩端安裝防止鍵拔出的磁軛鍵壓板，應(yīng)使用矩形止動(dòng)片對(duì)安裝鍵壓板的螺栓進(jìn)行可靠止動(dòng)。

8）轉(zhuǎn)子磁軛裝好后，對(duì)圓面及內(nèi)周面的漆膜剝落處進(jìn)行補(bǔ)漆。

2.5 磁極掛裝及附件安裝

磁軛相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量完成合格后，清掃整個(gè)磁軛和中心體。檢查磁軛鴿尾槽平直度和環(huán)與環(huán)間錯(cuò)牙情況。磁極擺放位置清掃干凈并單獨(dú)隔離，準(zhǔn)備好磁極擺放用的木方與吊具。磁極開箱清掃后按常規(guī)進(jìn)行絕緣電阻、交流阻抗、直流電阻的測(cè)量和線圈耐壓工作，核對(duì)磁極編號(hào)與重量。將試驗(yàn)合格的磁極按靜配重編號(hào)對(duì)稱掛裝，注意磁軛的引出線與極性方向。磁極掛裝完后的中心高程偏差、同心度、半徑及圓度符合規(guī)范與設(shè)計(jì)要求。

磁極掛裝完成且調(diào)整磁極高程符合設(shè)計(jì)要求后，將磁極鍵打入磁極鍵槽內(nèi)（磁極鍵打鍵方法與磁軛鍵打鍵方法相同），安裝磁極鍵壓板。復(fù)核轉(zhuǎn)子相關(guān)尺寸，合格后進(jìn)行磁極引線、磁極與磁極間連線、阻尼環(huán)、磁極線圈支撐塊、磁極間擋風(fēng)板等附件安裝。要求每個(gè)固定螺栓必須進(jìn)行力矩檢查。嚴(yán)格按照核心部件安裝要求進(jìn)行檢查驗(yàn)收。

安裝制動(dòng)環(huán)：磁極附件安裝完成后，清掃、檢查制動(dòng)環(huán)板。用手推叉車和自制工具進(jìn)行安裝，應(yīng)保證制動(dòng)環(huán)與磁軛在軸向和離心力方向無間隙。

圖3

2.6 轉(zhuǎn)子耐壓試驗(yàn)

測(cè)量轉(zhuǎn)子繞組整體絕緣電阻和交流阻抗后，進(jìn)行轉(zhuǎn)子整體耐壓試驗(yàn)。所有工作全部完成，并聯(lián)合檢查合格后，才能進(jìn)行試驗(yàn)。待試驗(yàn)完成且合格后，對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行全面清掃、檢查、噴漆。

3 結(jié)語

清遠(yuǎn)抽水蓄能電站浮動(dòng)環(huán)形磁軛結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子均已成功完成各項(xiàng)試驗(yàn)，并已投入商業(yè)運(yùn)行，現(xiàn)運(yùn)行情況良好。由于浮動(dòng)環(huán)形磁軛與扇形疊片磁軛在設(shè)計(jì)、制造、安裝上有很大區(qū)別，本文通過對(duì)清遠(yuǎn)浮動(dòng)環(huán)形磁軛結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子的組裝工藝介紹，可以給同類型結(jié)構(gòu)機(jī)組提供一定借鑒。