福建周寧抽水蓄能電站電動(dòng)發(fā)電機(jī)定子鐵芯安裝淺析

鐘宇桐

（華電福新周寧抽水蓄能有限公司，福建 寧德 352000）

1 前言

華電福新周寧抽水蓄能電站位于福建省寧德市周寧縣七步鎮(zhèn)境內(nèi)，距周寧縣城公路的里程約19km，而距福安、寧德、福州三個(gè)市的公路里程分別為39km、96km和185km。抽水蓄能電站主要由上庫(kù)大壩水庫(kù)、輸水系統(tǒng)、地下廠房系統(tǒng)、500KV地面開(kāi)關(guān)站及下庫(kù)大壩水庫(kù)等大型建筑物組成。抽蓄的地下廠房?jī)?nèi)配備了4臺(tái)單機(jī)容量為300MW的混流可逆式水泵水輪電動(dòng)發(fā)電機(jī)組，總的裝機(jī)容量為1200MW。此項(xiàng)目工程定子鐵心采用高導(dǎo)磁、低耗、優(yōu)質(zhì)硅鋼片疊壓而成，總高度為3200mm，全圓由25.5張沖片疊成，每層疊片搭1/2疊片，設(shè)計(jì)內(nèi)徑為Ф5450mm。為減少附加損耗，鐵心兩端疊成階梯形，每層階梯片需現(xiàn)場(chǎng)黏結(jié)成整體。定子鐵心下端由下環(huán)板和分塊式下齒壓板支撐，上端由分塊式上齒壓板壓緊，鐵心由102根穿心螺桿與碟簧進(jìn)行壓緊，上、下兩端設(shè)計(jì)有絕緣帽，并通過(guò)51根雙鴿尾可移動(dòng)式定位筋固定在定子機(jī)座上，定位筋安裝半徑3303.5mm。鐵心由80小段組成，中間有79層通風(fēng)槽片，其中兩端分別有1段35.5mm高的黏膠片加4段35.5mm高的扇形片，中間為70段高度為35mm的小段。單張硅鋼片厚0.5mm，單張通風(fēng)槽片高度5mm。

2 定位筋安裝調(diào)整

2.1 定位筋位置確定

（1）1#機(jī)定位筋位置確定。穿心螺桿孔檢查符合要求后以螺桿孔為基準(zhǔn)，預(yù)先疊裝20層～40層的定子沖片，利用整形棒和穿芯螺桿孔來(lái)定位整形棒將沖片槽形及穿心螺桿孔調(diào)整形狀至合格。

利用中心柱調(diào)圓每張定子沖片測(cè)量?jī)牲c(diǎn)，沖片內(nèi)徑應(yīng)滿足毫米，圓度≤0.8mm。

以預(yù)疊沖片為基準(zhǔn)，用記號(hào)筆標(biāo)記每個(gè)定位筋的位置，并按圖紙選+Y偏+X約6°位置定位筋作為基準(zhǔn)定位筋。

（2）2#～4#機(jī)定位筋位置確定。將+Y軸基準(zhǔn)點(diǎn)引至底部第二層環(huán)板立面上，并以此環(huán)板上基準(zhǔn)點(diǎn)向+X側(cè)量取弦長(zhǎng)326mm，或從底部第二層環(huán)板-X側(cè)分瓣面向上游側(cè)量取弦長(zhǎng)4993mm，并做標(biāo)記（此點(diǎn)與+Y偏約6°）作為基準(zhǔn)定位筋安裝位置。

由基準(zhǔn)定位筋標(biāo)記點(diǎn)開(kāi)始，以415mm弦長(zhǎng)分別在環(huán)板上做標(biāo)記，標(biāo)識(shí)出每根定位筋的安裝位置。

2.2 基準(zhǔn)定位筋安裝調(diào)整

（1）使用定位筋的平直度檢測(cè)平臺(tái)挑選其中一根直線度和扭曲程度較好的定位筋作為基準(zhǔn)定位筋，修除定位筋鴿尾部分的毛刺，劃出鴿尾中心線。

（2）將基準(zhǔn)定位筋吊入安裝位置，套入所有托塊放置在各層環(huán)板處。

圖1 定位筋臨時(shí)固定示意圖

①在基準(zhǔn)筋背部與定位筋托塊間裝入定位筋調(diào)整斜楔，將定位筋與托塊楔緊，初步調(diào)整基準(zhǔn)筋托塊的徑向與周向位置。②用中心測(cè)圓架以及懸掛鋼琴線的方法反復(fù)測(cè)量并調(diào)整基準(zhǔn)定位筋徑向和周向垂直偏差。③基準(zhǔn)定位筋調(diào)整至合格后，利用設(shè)備專(zhuān)用工具將基準(zhǔn)定位筋的托塊固定在定子機(jī)座的環(huán)板上。④將基準(zhǔn)定位筋上每層定子機(jī)座托塊點(diǎn)焊到環(huán)板上。⑤等待點(diǎn)焊完成，檢測(cè)基準(zhǔn)定位筋的徑向扭斜度、徑向及周向垂直度、絕對(duì)半徑偏差的值。

2.3 安裝大跨距不等分定位筋

（1）基準(zhǔn)定位筋經(jīng)檢查合格了后，開(kāi)始選取5根直線度平面度比較好的定位筋作為大跨距定位筋。（2）以1#號(hào)基準(zhǔn)定位筋的基準(zhǔn)為基準(zhǔn)，將定位筋分為6個(gè)跨距（6個(gè)跨距不等分），即編號(hào)為1#、10#、18#、27#、35#、44#號(hào)的定位筋作為大跨距不等分定位筋。（3）依次將大跨距不等分點(diǎn)上的其余5根定位筋按編號(hào)就位，用與基準(zhǔn)定位筋同樣的方法將大跨距不等分定位筋和托塊固定在機(jī)座環(huán)板上。（4）經(jīng)反復(fù)調(diào)整，使全部大跨距定位筋調(diào)整測(cè)量合格后，將全部托塊點(diǎn)焊在機(jī)座環(huán)板上，點(diǎn)焊方法同基準(zhǔn)定位筋。

2.4 大跨距不等分區(qū)間內(nèi)定位筋安裝

（1）以6根基準(zhǔn)定位筋為基準(zhǔn)，用定位筋搭焊樣板及固定工具，逐跨將其余各定位筋及托塊固定在定子機(jī)座上。利用測(cè)圓架、弦距檢查樣板、內(nèi)徑千分尺等精調(diào)各跨內(nèi)定位筋每一環(huán)的尺寸。（2）調(diào)整合格后，將全部托塊搭焊在機(jī)座環(huán)板上。

3 穿心螺桿孔加工

在定子機(jī)座下環(huán)板上預(yù)疊20～30mm臨時(shí)墊板及20～40層定子沖片，定子沖片堆疊按正常的堆疊要求進(jìn)行，使用整形棒和穿芯螺桿孔來(lái)定位整形棒將沖片槽形及穿芯螺桿孔整形合格。

4 定子鐵心疊裝

4.1 裝焊下齒壓片

（1）利用下齒壓片焊胎，將下齒壓片裝配成整體，按預(yù)裝編號(hào)分別對(duì)應(yīng)安放在下環(huán)板上，以定位筋為基準(zhǔn)，將下齒壓片安裝就位準(zhǔn)備焊接。先將下齒壓片分別點(diǎn)焊在下環(huán)板上。（2）檢查用定子扇形片下齒壓片的安裝位置正確有效后按圖紙要求進(jìn)行分段焊接。

4.2 裝焊測(cè)溫引線圓鋼

將定子測(cè)溫引線圓鋼焊在對(duì)應(yīng)槽號(hào)附近定子機(jī)座上。

4.3 安裝下端壓指溫度計(jì)

4.4 定子疊片

（1）下部端片安裝：①按圖紙疊裝下部階梯片，將每層階梯片粘接成整體。②階梯片刷膠疊裝后需進(jìn)行加壓固化，并按定子鐵心預(yù)壓要求進(jìn)行預(yù)壓。上部端片疊裝時(shí)，同樣需按此要求執(zhí)行。③當(dāng)鐵芯疊片疊至高度30mm左右時(shí)，每張沖片要放置三個(gè)槽樣棒和三個(gè)槽楔槽樣棒，槽樣棒正對(duì)定位筋。槽樣棒、槽楔槽樣棒高出已疊好的鐵芯沖片100mm。隨著鐵芯疊片的高度提高，相應(yīng)調(diào)整槽樣棒、槽楔槽樣棒高度，保證新疊定子鐵芯沖片必須有槽樣棒、槽楔槽樣的定位。④第一部分鐵心疊裝完畢后，按圖紙要求安裝絕緣銷(xiāo)。

（2）定子鐵心基本片疊裝：按《SFD300-14/6630定子鐵心裝配》有關(guān)要求，進(jìn)行定子心疊片。

（3）上部端片疊裝。根據(jù)最后一次預(yù)壓測(cè)量鐵心高度，將定子鐵心基本片疊裝至設(shè)計(jì)安裝高度，然后按圖紙要求疊裝上部階梯片。

階梯片疊裝檢查合格后疊入端部基本片約3.5mm。疊裝過(guò)程使用整形棒進(jìn)行定子鐵心整形，并用通槽棒進(jìn)行檢查。應(yīng)注意鐵心槽底的錯(cuò)牙情況。

定子鐵芯疊裝完成后，根據(jù)圖紙安裝好齒壓板、穿心螺桿、碟形彈簧、導(dǎo)筒、墊圈、絕緣套管、絕緣墊圈、圓螺母、調(diào)整螺釘及薄螺母等產(chǎn)品零件。

絕緣套管安裝時(shí)應(yīng)注意區(qū)分上、中、下絕緣管，要嚴(yán)格按照順序進(jìn)行安裝。

（4）預(yù)壓定子鐵芯。鐵芯的疊片工作至500mm、1000mm、1500mm、2000mm、2500mm和3000mm左右的時(shí)候分別進(jìn)行一次預(yù)壓緊，共計(jì)預(yù)壓6次。

定子鐵心在每次預(yù)壓前，必須將鐵芯全部整形一編后，再將鐵芯上部的槽樣棒放入槽底。等待分段壓緊鐵芯的工作結(jié)束后，再將槽樣棒重新調(diào)整好放在正確的疊片位置。

鐵芯每次預(yù)壓工作的前、后，均應(yīng)測(cè)量、記錄鐵芯的圓度、波浪度和高度，以此確定定子鐵芯下一次的預(yù)壓高度值。

第一次預(yù)壓工作結(jié)束再次進(jìn)行鐵芯沖片疊裝時(shí)，應(yīng)該根據(jù)之前的測(cè)量記錄，進(jìn)行定子鐵芯的波浪度調(diào)整工作，以便確保定子鐵心最終壓緊后的高度和波浪度。

將鐵心上102個(gè)穿心螺桿分成6個(gè)等分區(qū)，每個(gè)等分區(qū)內(nèi)穿心螺桿用記號(hào)筆依次編號(hào)為1#～17#，使用液壓拉伸器泵組合上六個(gè)拉伸器并聯(lián)均勻分布在穿芯螺桿的六個(gè)等分區(qū)內(nèi)，同步分好幾次逐步拉伸穿芯螺桿。六個(gè)分區(qū)內(nèi)相同油壓下同步拉伸把緊螺桿的順序如下。

定子鐵芯每次分段預(yù)壓時(shí),應(yīng)該詳細(xì)記錄鐵芯疊片的高度、液壓拉伸器泵組的實(shí)際分步拉伸次數(shù)、液壓泵實(shí)際的油壓值，作為下一段定子鐵芯預(yù)壓及后一臺(tái)機(jī)組安裝時(shí)的預(yù)壓參考。根據(jù)記錄，修正補(bǔ)償片疊入層數(shù)。

（5）鐵心最終壓緊。當(dāng)鐵心堆疊滿足設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行最終壓緊，壓緊方法同中間壓緊一樣。壓緊時(shí)根據(jù)測(cè)量高度，有意識(shí)地先壓高的部位，最后壓低的部位。

鐵心進(jìn)行最終壓緊前應(yīng)用整形棒沿鐵芯槽的全長(zhǎng)逐槽整形一遍，用通槽棒逐槽檢查槽形時(shí)，應(yīng)能順利地通過(guò)槽形。等整形檢查完成后，將槽樣棒放入槽底，槽樣棒、槽楔槽樣棒高出沖片50mm。

5 結(jié)語(yǔ)

華電福新周寧抽水蓄能電站作為華電集團(tuán)首臺(tái)抽水蓄能機(jī)組，在工程設(shè)計(jì)和實(shí)際施工時(shí)都較為嚴(yán)謹(jǐn)，充分體現(xiàn)出定子鐵芯安裝工藝和常規(guī)水電站機(jī)組的不同之處，在定位筋安裝過(guò)程中，由于分量數(shù)眾多，測(cè)量數(shù)據(jù)較多，測(cè)量數(shù)據(jù)受環(huán)境溫度濕度影響明顯，加大了均分難度，周寧抽蓄首臺(tái)機(jī)組電動(dòng)發(fā)電機(jī)定子鐵芯的成功疊裝給后續(xù)類(lèi)似工程提供了一定程度的寶貴經(jīng)驗(yàn)。