桐子林水電站定子定位筋安裝技術

程　相，鄭　源，路建斌，李中杰，高翀恒（.河海大學水利水電學院，江蘇 南京 0098；.河海大學能源與電氣學院，江蘇 南京 0098；.中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 6008）

桐子林水電站定子定位筋安裝技術

程相1，鄭源2，路建斌3，李中杰1，高翀恒1
（1.河海大學水利水電學院，江蘇 南京 210098；2.河海大學能源與電氣學院，江蘇 南京 210098；3.中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610081）

摘要：定子定位筋的安裝質量影響水電站的安全運行，美國大古力Ⅲ廠水輪機定子定位筋固定焊縫曾發生過斷裂事故，使部分鐵芯在磁拉力作用下發生移動，導致定子轉子發生摩擦，因此近年來定子定位筋的質量受到越來越多的重視。這里簡單介紹了桐子林水電站定子定位筋現場安裝準備以及安裝工藝。定位筋安裝采用先裝焊定位筋，合格后再疊片的方式。由于桐子林水電站所處位置晝夜溫差大，施工過程中采取了溫度控制措施防止定位筋發生變形。

關鍵詞：水電站；定位筋；測圓架；安裝；焊接

1概述

桐子林水電站裝設4臺水輪發電機組，總裝機容量為600MW。發電機定子機座分六瓣制造和運輸，在工地組焊成整體，基座基礎板12塊，為徑向銷釘浮動式結構。發電機定子直徑達到17600mm，高度為1845mm。總共分五層環板，定位筋162根。發電機由東方電氣集團東方電機有限公司制造，由中國水利水電第七工程局施工安裝。由于該地晝夜溫差大，對測量產生較大的誤差，對施工帶來一定的困難。趙七美[1]以小灣水電站為例對大型水輪發電機定子定位筋安裝進行過介紹；羅濤[2]對定位筋安裝質量控制做過研究；苗亞旭[3]等對定位筋安裝時采用“片-筋-片”安裝方法進行了描述。桐子林水電站采用先安裝定位筋，再疊片的方式進行施工，這種方式施工程序簡單，可在同類型定子定位筋安裝過程中進行推廣。

2施工流程

定子定位筋現場安裝施工工藝流程見圖1所示。制定合理的施工安排，可以縮短施工周期，提高工作效率。

3定位筋安裝

3.1定位筋安裝準備

全面清掃、檢查、處理每根定位筋及附件，并用紗布、細平銼等清理，去除定位筋各工作面的毛刺等。用水準儀測量定子機座下環板圓周波浪度，如果全圓波浪度大于5mm，需要對下環板相對較高的部位進行打磨處理。為了滿足現場定位筋調整要求，將自制的定子防塵棚安裝就位。為了避免溫度劇烈變化所產生的測量誤差，確保在恒溫環境下下進行定位筋的安裝，在防塵棚六個位置各架設1臺空調進行溫度的控制，空調位置見圖2所示。在定位筋安裝過程中，把溫度控制在20℃左右，確保溫度變化在3℃以內。

圖1定位筋安裝工藝流程圖

圖2空調布置圖

利用定位筋矯直平臺檢查每根定位筋，平直度應不大于0.3mm，如有超出，則利用定位筋矯直平臺對其進行矯直處理，直到符合標準。選取18根平直度不大于0.15mm的定位筋作為大等分基準筋備用。復測定子測圓架中心柱垂直度，應滿足不大于0.02mm/m。

3.2基準筋安裝

裝配定位筋安裝采用大等分弦距的方法，九根定位筋的位置確定是非常重要的，第一根定位筋在機座分度圓上位置需要確定周向和徑向兩個方向的位置。基準定位筋不僅是各筋安裝分度起點，也是分布半徑的校對基準[4]。首先將1號定位筋中心與+Y方向對正，偏差不超過0.5mm。安裝定位筋托塊，將托塊從上至下穿入，并用固定工具固定定位筋。用內徑千分尺對1號基準筋進行調整，將第2層環板處定位筋半徑調整到7990（-0.05～0.1）mm，然后測圓架對零。用測圓架初步測量1號基準筋的徑向扭斜不大于0.05mm，徑向及周向垂直度應不大于0.05mm/m，檢查定位筋中心和+Y方向的方位偏差應不大于1mm。用內徑千分尺測量第2環定位筋半徑應滿足設計要求，然后將該處位置點焊，電焊完畢后復測定位筋半徑應滿足要求。在定位筋徑向和側面架設鋼琴線。采用吊鋼琴線的方法測量定位筋徑向和周向垂直度，并根據測量數據對定位筋進行調整[5]。調整過程中，需要彼此兼顧，調整好一環后，即擰緊C型夾、單頭頂住等對定位筋進行牢固固定，同時將徑向調整鋼楔打緊。

1號基準筋搭焊。將1號定位筋托塊搭焊在機座環板上，搭焊焊縫為托塊兩側焊縫。一環搭焊完成后，應及時復測數據有無變化，如有較大變化，則應調整搭焊順序及搭焊量，再行復查。如無法通過焊量及焊接順序修正的，則用砂輪機抹掉焊點，重新調整，直至合格為止。進行下一環搭焊前，應先對其垂直度、周向、徑向數據進行復測，直到所有托塊搭焊全部完成。1號基準筋應滿足如下要求：

①定位筋徑向、周向傾斜：≤0.05mm/m；

②用內徑千分尺測量定位筋絕對實測半徑：7990（0.05～0.10）mm；

選1號基準筋正面中間一點做為測圓架測量基準（2環位置），并做好明顯測量標記。后續定位筋的安裝，均以此點為基準進行測量控制。

3.3大等分定位筋安裝

大等分定位筋的安裝首先要把1號基準定位筋作為基準，把整圓等分為9段。即1號、19號、37號……145號定位筋。同基準筋方法，先將其掛上機座臨時固定。將定位筋弦距測量工具把合在各定位筋第2、4環板同一高度水平位置上。

用中心柱及內徑千分尺測量19號、37號、55號……145號定位筋半徑、徑向扭斜、以及弦距等，并根據測量數據，采用1號筋調整方法，對其進行調整。測量合格后，將定位筋托塊焊接在定子環板上。測量每跨定位筋水平弦距，滿足以上要求，檢查合格后，拆下測量工具。

大跨度9等分定位筋調整、點焊、驗收完成后，再進行18等分定位筋調整，其旋距測量以相鄰兩根筋為基準進行均分。垂直度、向心度調整方法同9等分調整方法一致，全部調整檢查合格后，按上述方法進行點焊固定。

3.4大跨距內定位筋安裝與調整

采用專用工具將定位筋的托板固定在定子機座環板上，先將定位筋第2、4層環板托塊焊接在環板上，焊縫為兩側焊縫，焊縫長度約4～6mm。利用定位筋調整檢查工具，對定位筋在機座其余環板位置的弦距和半徑進行調整。

用定位筋弦距雙頭頂柱將在機座同一環板間定位筋全部水平撐緊，在定位筋等分大跨距內，檢查定位筋在機座環板間的弦距，用測圓架測量定位筋在機座這一環板間半徑及徑向扭斜。全部檢查合格后，托塊兩側中間位置各搭焊一點，見圖3。

3.5定位筋托塊焊接

焊接方式采用CO2氣體保護焊，焊接順序為：3 環-2環-4環-1環-5環（大齒壓板為第一環），先焊徑向兩側，再焊周向[6]。焊縫均為角焊縫，采用多道多次對稱焊角，焊角為14mm。

每次焊接后都要檢查定位筋半徑和弦距，對發生變形的定位筋及時進行焊接順序調整，確保滿焊后符合規范要求。每層焊接時各筋間用雙頭千斤頂頂牢，整圈閉合。焊接完成后，待焊縫冷卻至室溫時方可拆除千斤頂。

定位筋焊接完成后，檢測定位筋各數據應符合以下要求：

①各環板處的定位筋絕對半徑應在7990 （0～+0.30）mm以內，圓度在0.42mm以內；

②用測圓架測量同高度相鄰兩筋半徑差≤0.12mm；

③用測圓架測量定位筋向心度|R1-R2|≤0.10mm；

④對焊縫進行外觀檢查，對焊縫進行無損探傷檢查（PT）。

3.6定子定位筋安裝檢測標準

表1所示為定子定位筋安裝的部分檢測項目的國家標準、廠家標準、企業標準。

在施工過程中，施工人員嚴格按照規范標準進行定位筋的安裝，控制施工質量。經檢測，多項數據超過國家標準。

圖3托塊焊接位置

4結語

定子是發電機的重要部件，而定位筋的安裝質量又對定子的整體性，安全性起到至關重要的作用。定位筋的安裝質量是定子鐵芯內圓幾何形狀的保證，同時定位筋作為鐵芯和機座之間的傳力元件，其與機座聯接的焊接強度也是不可忽視的。桐子林水電站在施工過程中受到大溫差的影響，通過制定合理的施工工藝，不斷發現問題和解決問題，調整優化施工方案，在計劃工期內圓滿完成安裝任務，使各項數據符合標準。

表1檢測標準　　單位：mm

參考文獻：

[1]趙七美.大型水輪發電機定子定位筋安裝技術[J].水電站機電技術，2009，32（5）：41-43，49.

[2]羅濤.金安橋水電站定子定位筋安裝質量控制[J].水力發電，2011，37（1）：83-85.

[3]苗亞旭，陳滿星.龍開口水電站定子組裝施工工藝[J].水力發電，2013，39（2）：81-83.

[4]付元初.水輪發電機定子現場裝配[J].水電機電安裝技術，1984（03）：1-12，35.

[5]全彬，楊焱.水輪發電機定子浮動式雙鴿尾筋調整工藝淺析[J].貴州水力發電，2006，20(1)：45-47.

[6]張素芬，焦興平，吐爾遜.水輪發電機定子現場整體裝配[J].水電站機電技術，2006，29(5)：77-79.

[7]張世明.拉西瓦水電站1號機定子鐵芯現場疊裝[J].黑龍江科技信息，2008，(11)：20-22.

[8]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化國立委員會.GB/T8564-2003.水輪發電機組安裝技術規范[S].北京：中國標準出版社，2004.

中圖分類號：TV734.2

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）04-0035-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.04.010

收稿日期：2015-01-04

作者簡介：程相（1992-），男，碩士研究生，研究方向為水利水電工程及流體機械。