尼泊爾上馬相迪-A水電站水輪發(fā)電機(jī)安裝質(zhì)量控制

劉倍倍

（中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 472000）

1 水電站機(jī)組簡介

上馬相迪水電站為2×29.41 MW 混流式發(fā)電機(jī)組，水電站以發(fā)電為主。水輪發(fā)電機(jī)主要技術(shù)特性：發(fā)電機(jī)為立式、三相、空冷、懸式結(jié)構(gòu)，型號SF25-J25-16/4 000，額定容量29.41 MVA，額定功率25 MW，額定電壓11kV，額定功率因數(shù)0.85（滯后），額定轉(zhuǎn)速375 r/min，最大飛逸轉(zhuǎn)速625.8 r/min，相數(shù)3，頻率50 Hz，冷卻方式為雙路軸向密閉自循環(huán)空氣冷卻，滅火方式為固定水噴霧滅火，轉(zhuǎn)子、定子繞組絕緣等級F 級，勵磁方式為靜止晶閘管勵磁，轉(zhuǎn)子起吊重量約70 t，推力軸承冷卻方式為水冷油方式；潤滑油牌號為L－TSA46#透平油；制動方式為機(jī)械制動剎車方式；發(fā)電機(jī)總重約146 t；發(fā)電機(jī)大件運輸尺寸見表1。

表1 大件運輸尺寸

2 水輪發(fā)電機(jī)安裝工藝

2.1 定子組裝和安裝

2.1.1 定子機(jī)座組裝

定子機(jī)座在主機(jī)廠疊片下線、分瓣（2 瓣）運輸，在現(xiàn)場進(jìn)行整園組裝。機(jī)座上設(shè)有起吊點，定子機(jī)座組圓等專用工具及裝置均由設(shè)備供貨商提供。

（1）根據(jù)現(xiàn)場情況，定子在機(jī)坑組圓及下線。下機(jī)架二期混凝土到達(dá)強(qiáng)度后，將下機(jī)架拆除，按設(shè)計高程將定子基礎(chǔ)墊板安裝就位，地腳螺栓放在螺栓孔內(nèi)。

（2）分瓣定子機(jī)座按定子安裝方位用廠房橋機(jī)卸至機(jī)坑，將定子基礎(chǔ)板安裝就位。在定子基礎(chǔ)旁邊混凝土面上，計算好定子安裝高程、放置鋼板、楔子板，千斤頂，用以調(diào)平定子及基本調(diào)整至安裝高程。清除機(jī)座分瓣面上的運輸保護(hù)層，用角磨機(jī)、拋光機(jī)、平板銼等仔細(xì)檢查、清掃分瓣組合面，去掉毛刺和高點，不得殘留任何影響組裝間隙的異物。

（3）分瓣定子組合時，先將第一瓣三點支墊調(diào)整至水平，然后用橋機(jī)三點吊起另一瓣定子與之緩緩合攏，初步對正組合螺栓孔后將其落在機(jī)坑楔子板上，然后利用千斤頂和手拉葫蘆等工具調(diào)整，使定子組合螺栓孔全部對正，打入定位銷，穿入組合螺栓，對稱均勻擰緊。同時在定子基礎(chǔ)墊板放置楔子板，穿上地腳螺栓。

（4）用0.05 mm 塞尺檢查機(jī)座合縫間隙，在螺栓周圍及加墊后的鐵芯合縫處不應(yīng)有間隙。

2.1.2 定子預(yù)裝、安裝

（1）利用機(jī)座和機(jī)組X、Y軸“十”字中心線找正中心。利用內(nèi)經(jīng)千分尺測量定子的圓度，其最大半徑與最小半徑之差應(yīng)在3 380±0.8 mm 范圍內(nèi)。

（2）用水準(zhǔn)儀調(diào)整定子的水平和高程，高程控制以座環(huán)鐵芯中心線為準(zhǔn)，以圓周均勻確定8 個測點進(jìn)行測量調(diào)整。

（3）在機(jī)坑上方架設(shè)機(jī)組X、Y軸線線架，在尾水錐管檢修平臺上放測量重錘、浮筒，以下止漏環(huán)為基準(zhǔn)找正定子中心。定子中心和圓度測量分上、中、下三個斷面，每個斷面均勻確定8 個點進(jìn)行測量，利用千斤頂進(jìn)行調(diào)整，使其符合設(shè)計圖紙要求。

（4）定子中心、高程、水平及圓度調(diào)整合格后，將定子基礎(chǔ)加固固定，進(jìn)行定子基礎(chǔ)的澆筑。

（5）上面定子找正、測量工作可和上機(jī)架預(yù)裝一起進(jìn)行。

2.2 轉(zhuǎn)子組裝

2.2.1 轉(zhuǎn)子直立吊放、檢查

將轉(zhuǎn)子用橋吊在安裝間直立吊放在組裝支墩上。轉(zhuǎn)子直立時用方木墊好法蘭，防止受損。放置在支墩上后，用支墩上的楔子板將轉(zhuǎn)子調(diào)平，要求水平≤0.03 mm/m。轉(zhuǎn)子組裝布置見圖1。

圖1 轉(zhuǎn)子組裝布置圖

2.2.2 轉(zhuǎn)子磁軛疊裝

（1）安裝下磁軛壓板。檢查并調(diào)整轉(zhuǎn)子支架的水平≤0.03mm/m（以上法蘭面為準(zhǔn)）；沿磁軛壓板（下部）圓周均部磁軛支墩或千斤頂（注意避開拉緊螺桿位置），在千斤頂上部放置一對楔形板，并將高程基本調(diào)整好。鋪設(shè)下磁軛壓板，利用楔形板調(diào)整下壓板水平偏差≤0.5 mm，整圓≤2 mm。合格后將楔形板與支墩點牢固，并用沖片檢查下壓板螺栓孔，如不合適則對壓板螺栓孔進(jìn)行處理。

（2）以磁軛鍵和永久螺桿定位，按照廠家磁軛規(guī)定進(jìn)行疊片，兩張一疊（4 極沖片），疊縫相錯，進(jìn)二退一，等疊片為總高的1/2 時，再反向疊至結(jié)束；疊片時將輕的沖片疊放在上下兩端，重的鐵片疊放在中間，同一層鐵片重量應(yīng)一樣，當(dāng)同重量鐵片不夠布置一層時，允許搭配重量接近的鐵片，但是要滿足平衡要求。

（3）疊片時要一邊疊，一邊整形，沖片的剪口方向應(yīng)一直向下；每疊完一段統(tǒng)一整形并用測圓架和千分尺測量磁軛外徑和同心度，要求各半徑與設(shè)計半徑（1 324mm）之差≤±0.2 mm。

（4）疊600 mm 做預(yù)壓一次，壓緊時用4 個扳手按照中、內(nèi)、外的順序?qū)ΨQ壓緊，壓緊后檢查其外徑、波浪度和磁軛內(nèi)、中、外的高度，同時記錄磁軛鍵與磁軛鍵槽之間的間隙。

（5）預(yù)壓合格后，在磁軛內(nèi)外圓搭焊圓鋼筋，將磁軛拉緊待下次預(yù)壓時鏟掉。

（6）磁軛全部疊完后，按照預(yù)壓時的把緊順序，對稱將磁軛把緊。

（7）根據(jù)壓緊后測得的外徑值，進(jìn)行圓度調(diào)整。

（8）再次測量磁軛外徑、波浪度、高度符合規(guī)范要求；檢查下壓板與立筋掛鉤之間應(yīng)沒有間隙；局部有間隙的≤0.5 mm；用1 m 平尺檢查磁軛外圓表面應(yīng)無高點。

（9）磁軛切向鍵打緊：根據(jù)圖紙設(shè)計要求，將磁軛切向鍵打緊。

（10）按圖紙要求，安裝附件。

（11）檢查轉(zhuǎn)子各部尺寸，符合設(shè)計要求。安裝測圓架檢查磁軛圓度，要求各半徑與平均半徑之差小于設(shè)計空氣氣隙的±3.5%（±0.7 mm）。

2.2.3 磁極掛裝

（1）在安裝磁極的下方墊方木和螺旋千斤頂，用于磁極掛裝后的支撐和調(diào)整。

（2）測量磁極長度，在磁極表面分出磁極中心點。

（3）以轉(zhuǎn)子鐵芯中心為基準(zhǔn)，計算出磁極掛裝中心高程，用水準(zhǔn)儀將磁極掛裝中心高程引至磁軛表面，磁極掛裝時用水準(zhǔn)儀以此為基準(zhǔn)進(jìn)行控制磁極掛裝高程。

（4）利用廠家提供的磁極吊裝工具將磁極吊入磁軛T 尾槽中，支撐在磁極底部墊木及千斤頂上，拆去吊裝工具。

（5）用撬棍將磁極與磁軛貼平，大頭向下放入磁極短鍵，下端按設(shè)計位置支撐好，再將另一根磁極鍵涂上白鉛油，輕輕打入，用千斤頂調(diào)整磁極安裝高度，使其與磁極掛裝中心高程基準(zhǔn)偏差≤±1 mm。將磁極鍵打緊，對打緊不合格的磁極鍵，用拔鍵器拔出后重打，必要時可更換磁極鍵。

（6）所有磁極掛裝完后，用水準(zhǔn)儀測量各磁極的中心高程在合格范圍內(nèi)（偏差≤±1 mm），用測圓架檢查磁極上、下端面的外圓圓度，各半徑與設(shè)計半徑之差不應(yīng)大于空氣間隙值20 mm 的±4%即為合格，不合格的重新進(jìn)行調(diào)整。轉(zhuǎn)子的整體偏心值應(yīng)＜0.15 mm，但最大不應(yīng)大于設(shè)計空氣間隙的1.5%。

（7）按圖紙要求連接磁極連接線，安裝轉(zhuǎn)子引出線，并按絕緣規(guī)范包扎絕緣。

2.2.4 阻尼環(huán)安裝

（1）轉(zhuǎn)子試驗合格后，將上端磁極鍵割去，配對搭焊，并搭焊在磁軛上，在磁極下端按圖紙焊接擋塊。

（2）按圖紙要求尺寸安裝阻尼環(huán)和風(fēng)扇，上緊連接螺栓，鎖緊鎖片。安裝時注意阻尼環(huán)接頭連接孔按阻尼環(huán)位置配劃后進(jìn)行配鉆，然后上緊連接螺栓，注意連接螺栓要擰緊，保證接頭接觸緊密。

2.3 下機(jī)架正式安裝

下機(jī)架的正式安裝在水輪機(jī)轉(zhuǎn)動部分吊入機(jī)坑后進(jìn)行；按預(yù)裝標(biāo)記定位，打入定位銷釘固定，打緊地腳螺栓；按預(yù)裝編號安裝下風(fēng)洞蓋板。

2.4 制動器安裝

（1）制動器安裝前按廠家及設(shè)計要求進(jìn)行密封和耐壓試驗，合格后方可進(jìn)行安裝。

（2）制動器的把合在下機(jī)架上，調(diào)整制動器的徑向位置，偏差≤±2 mm，在無定位狀態(tài)下測量制動閘板頂面高程，要求各制動閘板頂面高程差在±1 mm 以內(nèi)，檢查制動閘板與制動環(huán)間隙應(yīng)在設(shè)計間隙的±20%以內(nèi)，不合格者加墊處理。

（3）考慮轉(zhuǎn)子吊入后落在下機(jī)架制動器上，保證推力頭套裝和推力軸承安裝，制動器安裝好后，調(diào)整制動器制動閘板高程，鎖緊調(diào)整螺栓。

（4）在機(jī)組進(jìn)行軸線調(diào)整前，完成制動系統(tǒng)的安裝與試驗，具備投入使用條件。

2.5 轉(zhuǎn)子吊裝

（1）檢查橋機(jī)，在橋機(jī)大、小車行走試驗和負(fù)荷試驗完成并合格，確認(rèn)橋機(jī)性能穩(wěn)定可靠后，進(jìn)行轉(zhuǎn)子吊裝。

（2）安裝轉(zhuǎn)子吊裝工具，檢查卡環(huán)和吊裝工具聯(lián)結(jié)好，吊索無缺陷，起吊轉(zhuǎn)子。用框式水平儀監(jiān)測，調(diào)整轉(zhuǎn)子水平≤0.10 mm/m，轉(zhuǎn)子起升至100 mm 后，進(jìn)行下落、起升剎車試驗三次，確認(rèn)橋機(jī)運行安全可靠、性能穩(wěn)定后，將轉(zhuǎn)子起升約1 000 mm 左右，對轉(zhuǎn)子和下法蘭面進(jìn)行全面清掃檢查。

（3）將轉(zhuǎn)子吊至機(jī)坑上部，找正方位，緩緩落下。并指揮橋機(jī)再次精調(diào)使轉(zhuǎn)子與定子基本同心，準(zhǔn)備10 根60×8 mm 的木板條，在轉(zhuǎn)子下落套入定子時，均勻布置在空氣間隙位置，防止轉(zhuǎn)子磁極與定子線圈接觸，造成損壞，直到轉(zhuǎn)子下落在制動器上。

2.6 上機(jī)架安裝及推力軸承安裝

（1）上機(jī)架安裝前，按圖紙要求進(jìn)行上擋風(fēng)板和上滅火環(huán)管的安裝。上擋風(fēng)板和上滅火環(huán)管安裝，按圖控制其與轉(zhuǎn)子的距離，偏差宜正不宜負(fù)。

（2）將上機(jī)架清掃干凈后用橋機(jī)吊起，初步調(diào)整水平后，將機(jī)架吊至機(jī)坑上方找正方位后緩緩落在定子機(jī)座頂環(huán)上，按預(yù)裝找正打入定位銷釘，把緊螺栓。

（3）清洗干凈推力軸承油箱和推力軸承座部件，按制造廠標(biāo)記回裝，檢查推力軸承座對地絕緣，要求絕緣電阻＞0.5 MΩ。安裝清掃干凈的推力瓦后，吊裝鏡板。上機(jī)架安裝后，安裝外圈腳踏板。

（4）調(diào)整支柱螺栓，將其推力瓦用水準(zhǔn)儀和框型水平儀測量，使高程和水平滿足設(shè)計要求，水平偏差控制在0.02 mm/m 以內(nèi)。用白布將推力瓦等遮蓋保護(hù)（本電站發(fā)電機(jī)推力頭與鏡板是一體的）。

2.7 推力頭套裝

（1）推力頭與軸多為過渡配合，因此一般采用熱套方法進(jìn)行，其加熱方法采用電爐方法加熱，其加熱溫度及孔徑膨脹量均應(yīng)按廠家技術(shù)文件的要求進(jìn)行。

（2）推力頭膨脹量達(dá)到要求后，吊起推力頭，用方形水平儀找平，其水平偏差應(yīng)控制在0.15～0.20 mm/m以內(nèi)。

（3）在吊離地面1 m 左右時，用白布擦凈推力頭孔和底面，在配合面上涂抹一層水銀軟膏，然后吊至主軸上方對正中心套裝在主軸上。

（4）推力頭套好后，待溫度降至室溫后，裝上卡環(huán)。

（5）卡環(huán)裝好后，復(fù)查一次推力頭和推力瓦之間的間隙。

（6）操作制動閘油壓頂起裝置，將轉(zhuǎn)動部分轉(zhuǎn)換到推力軸承上。

3 質(zhì)量控制

3.1 質(zhì)量控制措施

（1）施工中，根據(jù)施工進(jìn)度計劃，按照合同條款、施工圖紙、設(shè)計通知單及作業(yè)指導(dǎo)書合理安排人力、設(shè)備和物資資源，恰當(dāng)組織施工。

（2）施工的全過程嚴(yán)格執(zhí)行工序間檢驗轉(zhuǎn)序制度，層層把關(guān)，不合格的產(chǎn)品不流入下一道工序，確保產(chǎn)品質(zhì)量。落實質(zhì)量責(zé)任制，實行質(zhì)量“三檢”制度（自檢、復(fù)檢、終檢），并積極配合業(yè)主和監(jiān)理的復(fù)檢。

3.2 主要設(shè)備安裝偏差控制指標(biāo)

3.2.1 下機(jī)架

下機(jī)架制動器基礎(chǔ)板高程776.245±1.5 mm。下機(jī)架中心偏差0.5 mm。下機(jī)架水平0.1 mm/m。

3.2.2 上機(jī)架

上機(jī)架推力瓦底座下平面高程779.069±1.5 mm，上機(jī)架中心偏差0.5 mm，上機(jī)架水平0.04 mm/m。推力瓦頂面安裝高程779.49±1.5 mm。

3.2.3 定子

定子中心高程為777.355±1.5 mm（誤差允許定子鐵芯有效長度1 050 mm 的±0.15）。定子鐵芯圓度各半徑與平均半徑之差不應(yīng)超過設(shè)計空氣間隙的±4%（±0.8 mm）。定子中心各半徑與平均半徑之差不應(yīng)超過設(shè)計空氣間隙的±4%（±0.8 mm）。

3.2.4 轉(zhuǎn)子

磁軛圓度：要求各半徑與平均半徑之差小于設(shè)計空氣氣隙的±3.5%（±0.7 mm）。磁極圓度：要求各半徑與平均半徑之差小于設(shè)計空氣氣隙的±4%（±0.8 mm）。轉(zhuǎn)子的整體偏心值應(yīng)＜0.15 mm，但最大不應(yīng)大于設(shè)計空氣間隙的1.5%。磁極的中心高程偏差≤±1 mm。

3.2.5 總裝

空氣間隙20±1.6mm；發(fā)電機(jī)軸相對擺度0.02mm/m；上導(dǎo)瓦單邊間隙0.1～0.15 mm；下導(dǎo)瓦單邊間隙0.1～0.2 mm。

4 結(jié)語

發(fā)電機(jī)總裝階段的工作多為平行或交叉作業(yè)，各作業(yè)層之間應(yīng)掛安全網(wǎng)或安裝隔離板。只有在各層及監(jiān)測處設(shè)置專用電話和電鈴，且聯(lián)絡(luò)、信號、操作和記錄等均分工明確的情況下，才能在統(tǒng)一指揮下進(jìn)行機(jī)組盤車。另外，機(jī)組盤車前，定子、轉(zhuǎn)子的上、下部空氣間隙和水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪室上下止漏環(huán)之間，應(yīng)保持清潔無雜物。