抽水蓄能電站圓環(huán)鍛件磁軛、雙鴿尾磁極轉(zhuǎn)子組裝施工技術(shù)

甘 泉

（中國(guó)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 前言

國(guó)內(nèi)在建最大單機(jī)容量（發(fā)電工況）400 MW抽水蓄能電站的陽(yáng)江抽水蓄能電站，發(fā)電電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用一根軸結(jié)構(gòu)型式。其中轉(zhuǎn)子主軸長(zhǎng)度11 285 mm，磁軛采用整圓環(huán)鍛件結(jié)構(gòu)，磁軛沿軸向分成10段，段間設(shè)置75 mm高的通風(fēng)溝，以滿足機(jī)組通風(fēng)要求；磁軛各段之間加工定位止口，便于磁軛安裝及加工定位，通過(guò)拉緊螺桿把各段磁軛固緊成一個(gè)整體。磁軛與磁極采用2個(gè)大鴿尾連接結(jié)構(gòu)型式，采用通長(zhǎng)鍵向內(nèi)側(cè)打鍵的方式將磁極固定。磁軛采用浮動(dòng)磁軛結(jié)構(gòu)，僅通過(guò)切向鍵固定。轉(zhuǎn)子共設(shè)置12個(gè)磁極，磁極采用支撐塊式的極間支撐結(jié)構(gòu)，磁極上下端設(shè)置絕緣支撐塊，支撐塊固定在磁極的鴿尾上。

2 施工工藝

2.1 轉(zhuǎn)子主軸立軸

主軸采用臥式運(yùn)輸至廠房，利用廠房安裝間橋機(jī)進(jìn)行卸車。立軸前需要對(duì)轉(zhuǎn)子軸、磁軛支架、上下導(dǎo)擋油管、法蘭進(jìn)行清理。

根據(jù)主軸起吊高度隨時(shí)調(diào)整橋機(jī)小車位置，使吊鉤處于垂直狀態(tài)。待主軸吊裝處于垂直狀態(tài)后拆除底板，將主軸吊入轉(zhuǎn)子工位機(jī)坑。緩慢將主軸下落到轉(zhuǎn)子組裝法蘭保護(hù)板上，用螺栓將法蘭與基礎(chǔ)板固定，緩慢落鉤將主軸重量全部轉(zhuǎn)移到基礎(chǔ)上把緊螺栓，待調(diào)整主軸垂直度與水平度滿足要求后再進(jìn)行摘鉤。

2.2 磁軛組裝

2.2.1 下風(fēng)扇和第1段磁軛安裝

將下風(fēng)扇吊放到臨時(shí)支墩上調(diào)平；清理完第1段磁軛后用磁軛吊具將其吊起與下風(fēng)扇進(jìn)行組裝，按廠內(nèi)預(yù)裝標(biāo)記調(diào)整磁軛與風(fēng)扇安裝位置相符，磁軛與風(fēng)扇同心度由風(fēng)扇上的凸鍵與磁軛上的鍵槽保證，用下風(fēng)扇與磁軛組合螺栓把合，并用力矩扳手把緊螺栓。

風(fēng)扇與磁軛組合完成后，將磁軛吊裝工具與第1段磁軛段和下風(fēng)扇組裝在一起，吊裝工具上的四個(gè)滑車圓周均布。雙鉤進(jìn)行吊裝。將磁軛段和風(fēng)扇套入主軸后緩慢下落，下落中要保持兩鉤同步，在套入主力筋前，復(fù)測(cè)并調(diào)整磁軛段水平、軸向和徑向位置，主立筋鍵槽與主立筋凸鍵徑向、軸向距離均勻。

在磁軛段下止口落入主立筋掛鉤前，再次復(fù)測(cè)、調(diào)整磁軛段水平以及徑向、軸向位置，避免主軸受力，合格后緩慢繼續(xù)落鉤，直至磁軛落在掛鉤上。檢查磁軛段止口與掛鉤上平面的間隙。

調(diào)整磁軛支墩頂絲，頂在下風(fēng)扇下平面上，各支墩受力應(yīng)均勻。

磁軛調(diào)整合格后，拆除磁軛吊裝工具，將吊具吊出轉(zhuǎn)軸。

2.2.2 測(cè)圓架安裝

磁軛就位后，需要在轉(zhuǎn)子主軸頂部安裝測(cè)圓架進(jìn)行圓度測(cè)量。測(cè)圓架安裝后需檢查測(cè)量臂旋轉(zhuǎn)一周徑向跳動(dòng)≤0.05 mm，測(cè)量臂旋轉(zhuǎn)一周水平度≤0.02 mm/m，測(cè)量點(diǎn)重復(fù)定位精度≤0.03 mm。

2.2.3 第1段磁軛測(cè)量調(diào)整

利用千斤頂、磁軛副鍵調(diào)整磁軛段位置。用塞尺檢查磁軛段止口與掛鉤徑向間隙，對(duì)稱方向的磁軛間隙差≤0.05 mm。磁軛段兩側(cè)副鍵槽距離均勻，利用副鍵檢查，同樣力度楔緊，兼顧6個(gè)鍵槽內(nèi)長(zhǎng)短副鍵的距離，應(yīng)盡量一致。

以一個(gè)主立筋對(duì)應(yīng)位置掛鋼琴線檢查磁軛外圓的絕對(duì)半徑，用測(cè)圓架測(cè)出6個(gè)主立筋對(duì)應(yīng)位置處的磁軛相對(duì)半徑，對(duì)稱磁軛相對(duì)半徑差≤0.05 mm。

磁軛安裝數(shù)據(jù)測(cè)量若不滿足上述要求，則需用千斤頂或磁軛副鍵進(jìn)行精細(xì)調(diào)整至滿足要求。

第1段磁軛調(diào)整合格后，在下風(fēng)扇底部位置的頂絲千斤頂之間再增加6個(gè)千斤頂，將千斤頂頂絲對(duì)準(zhǔn)風(fēng)扇筋板位置，并調(diào)整頂絲受力。

2.2.4 其它磁軛段安裝調(diào)整

檢查清掃第2段磁軛合格后安裝磁軛吊具，將第2段磁軛按相同進(jìn)行吊裝。在第2段磁軛套入主立筋前，復(fù)測(cè)并調(diào)整磁軛段水平，主立筋鍵槽與主立筋凸鍵徑向、軸向距離均勻，合格后緩慢落下磁軛段，隨時(shí)檢測(cè)磁軛段水平。第2段磁軛即將接觸第1段磁軛段時(shí)，調(diào)整方位，使第2段磁軛銷槽對(duì)準(zhǔn)定位銷，然后緩慢落下第2段磁軛到第1段上。

在12個(gè)磁極位置各安裝一套鴿尾定位工具精確調(diào)整第2段磁軛位置，相鄰磁極位置工具分別放入左、右不同鴿尾槽內(nèi)，確保鴿尾定位工具各接觸面與鴿尾槽完全接觸，調(diào)整鴿尾定位工具上的4個(gè)螺桿受力均勻。合格后松鉤并拆除磁軛吊裝工具。

按相同方法吊裝剩余段磁軛。

2.2.5 磁軛拉緊

先用扳手整圈擰緊螺母一次，再重復(fù)整圈擰緊，直至螺母全部擰緊。用液壓拉伸器分多次進(jìn)行螺母把緊，分別計(jì)算液壓拉伸器油壓對(duì)螺桿進(jìn)行拉伸。每次用同一油壓把緊全部螺母后，再進(jìn)行下一把緊。把緊時(shí)由內(nèi)向外，四個(gè)液壓拉伸器圓周均布，依次把緊全部螺母。當(dāng)油壓值達(dá)到要求預(yù)緊力的105%后，再使用相同油壓值拉伸兩次，使所有螺桿受力均勻。

抽查4根磁軛拉緊螺桿，伸長(zhǎng)值滿足設(shè)計(jì)值。檢查磁軛下端拉緊螺母力矩。拆除鴿尾定位工具。

2.2.6 磁軛副鍵安裝

預(yù)裝磁軛副鍵，在磁軛副鍵接觸面涂紅丹粉，檢查磁軛副鍵接觸面積，對(duì)接觸點(diǎn)不均勻的部位進(jìn)行研配，直至接觸點(diǎn)均勻?yàn)橹?。磁軛副鍵預(yù)裝合格后在鍵接觸面涂抹二硫化鉬后裝入鍵槽，使用鐵錘打緊磁軛副鍵，副鍵打緊時(shí)兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行，合格后按圖紙要求用角磨機(jī)切除多余長(zhǎng)度的磁軛副鍵。

副鍵安裝完成后進(jìn)行卡鍵配裝，用調(diào)整墊片使卡鍵與主軸主立筋卡鍵槽上部無(wú)間隙，安裝止動(dòng)墊圈，擰緊卡鍵螺栓，按設(shè)計(jì)要求力矩把緊。6個(gè)主立筋卡鍵配裝完成后用磁力鉆進(jìn)行鉆鉸銷釘孔，并安裝銷釘。

卡鍵安裝完成后進(jìn)行副鍵擋板安裝，安裝止動(dòng)墊圈，將副鍵擋板螺栓把緊。安裝副鍵頂絲并向下頂緊磁軛副鍵，擰緊備帽。

磁軛鍵及附件安裝完成后，復(fù)測(cè)磁軛半徑、內(nèi)外高度，用水準(zhǔn)儀測(cè)出轉(zhuǎn)子安裝中心線，并做記錄。

2.2.7 制動(dòng)環(huán)安裝

用簡(jiǎn)易小車將清理完的制動(dòng)環(huán)推到安裝位置，調(diào)整制動(dòng)環(huán)螺孔與風(fēng)扇孔對(duì)齊，擰入螺栓，將制動(dòng)環(huán)把緊到風(fēng)扇上。

制動(dòng)環(huán)安裝后檢查后一塊不允許高于前一塊，整圓波浪度≤1.5 mm。制動(dòng)環(huán)安裝完成后，裝焊螺栓鎖定塊，進(jìn)行探傷檢查合格。

2.3 磁極掛裝

2.3.1 磁極掛裝

安裝定位螺桿、螺母，根據(jù)實(shí)測(cè)磁軛、磁極尺寸初步調(diào)整定位螺桿凸出磁軛長(zhǎng)度。調(diào)整定位螺桿使磁極中心線與發(fā)電機(jī)中心線對(duì)齊，軸向偏差合格后擰緊定位螺桿螺母。按相同方法按磁極配重表對(duì)稱掛裝磁極，對(duì)稱方向磁極掛裝高程偏差≤1.5 mm。磁極鍵檢查合格后進(jìn)行安裝，安裝前在磁極鍵接觸面涂抹二硫化鉬，將鍵裝入鍵槽內(nèi)打緊磁極鍵，合格后按圖紙要求割除磁極鍵多余部分。

磁極吊裝完成后檢查磁極圓度，各半徑與設(shè)計(jì)偏差之差不大于±0.5 mm，且整體偏心不大于0.15 mm。中心偏差合格后分別用石棉泥和石棉布封堵磁極鍵槽孔隙和遮蓋磁極端部線圈，按要求切割并點(diǎn)焊磁極鍵。

2.3.2 磁極附件安裝

磁極掛裝調(diào)整完成后進(jìn)行磁極附件的安裝，主要為磁極鎖定裝配及極間支撐，阻尼環(huán)安裝、光纖測(cè)溫元件安裝。磁極附件安裝完后徹底清掃、全面檢查轉(zhuǎn)子的各部位，不得遺留焊渣、鐵屑、油污、沙塵等異物。

2.4 上風(fēng)扇安裝

清掃上風(fēng)扇、去除毛刺、高點(diǎn)，用磁軛吊具將上風(fēng)扇吊裝就位，調(diào)整風(fēng)扇中心與磁軛同心度不大于0.15 mm，調(diào)整合格后用螺栓與磁軛進(jìn)行把緊，力矩檢查滿足設(shè)計(jì)要求。

2.5 磁極引線安裝

轉(zhuǎn)子引線裝配，先預(yù)裝轉(zhuǎn)子支架上的轉(zhuǎn)子引線及其支撐，引線長(zhǎng)度應(yīng)滿足與主軸轉(zhuǎn)子勵(lì)磁引線相互間的搭接長(zhǎng)度要求。根據(jù)預(yù)裝結(jié)果，以引線有孔端為樣板配鉆轉(zhuǎn)子支架上所有引線的無(wú)孔端把合孔。

用把合螺栓將轉(zhuǎn)子支架上的轉(zhuǎn)子引線與其支撐墊鐵以及其絕緣支撐墊塊把合為一體，檢查引線與絕緣墊板間應(yīng)無(wú)間隙，并將支撐墊鐵焊接于上磁軛壓板上（焊接時(shí)應(yīng)注意保護(hù)極間連接線絕緣），所有焊縫均需做MT探傷。

鎖緊所有轉(zhuǎn)子引線頭把合螺栓以及其絕緣支撐墊塊把合螺栓，所有螺紋用螺紋鎖固膠鎖牢。

2.6 轉(zhuǎn)子噴漆

轉(zhuǎn)子組裝完成后，進(jìn)行徹底淸掃。檢査合格后，按照要求指定用漆和噴涂部位對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行噴漆。

3 結(jié)束語(yǔ)

本施工工藝制定后，在陽(yáng)江抽水蓄能電站已完成的兩臺(tái)轉(zhuǎn)子組裝過(guò)程得到驗(yàn)證，從施工工序銜接、施工質(zhì)量管理對(duì)整圓環(huán)鍛件磁軛，雙鴿尾磁極轉(zhuǎn)子組裝施工具有較強(qiáng)的指導(dǎo)作用。為后續(xù)類似的轉(zhuǎn)子組裝施工提供相應(yīng)技術(shù)措施和施工經(jīng)驗(yàn)。