紧水滩电站2号机组定子铁芯改造安装

潘晓豪

摘 要：该文主要介绍了紧水滩电站2号机组定子改造铁芯安装工艺，对老机座的处理和加固的措施，发电机中心的测量确定，定位筋的检查、安装工艺和质量控制方法以及定子铁芯叠片高度的控制。通过对机组定子铁芯的改造，全面提升了机组的性能，定子的温升也实现了较好的控制，对同类型机组定子升级改造具有较好的借鉴作用。

关键词：机座处理 定位筋安装 铁芯叠片 工艺 质量控制

中图分类号：TV69 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）10（a）-0042-02

1 概述

1.1 电站概况

紧水滩电站位于浙江省云和县境内瓯江上游。电站以发电为主，兼航运防洪等。电站装设6台50 MW立轴混流水轮发电机组，总容量30万kW，以220 kV线路输出。电站机组运行已近30年，多次出现铁芯底部硅钢片滑出割破线棒现象。此次改造后机组容量提升为55 MW。

1.2 发电机参数

发电机型号为SF-K50-30/6 400；定子铁芯外径6 400 mm；定子铁芯内径5 760 mm；定子铁芯高度1 500 mm；矽钢片型号50W270冷轧硅钢片。

2 定子铁芯部件的拆除及机座处理

定子铁芯部件拆除工作在机坑内进行，拆除前在定子下侧将机坑用检修平台进行封闭。用割枪割去定子下部拉緊螺杆，逐一吊出上压板，用人工拆除矽钢片，制作专用吊篮用桥机配合吊到装配间的运输车辆上，并分批运至厂外。托板用碳弧气刨割除，并将环板打磨平整，对局部凹陷位置进行补焊处理。根据图纸安装机座下环板的加强板，增加下环板强度。

3 发电机中心确定

返测机组中心时，需在定子机座上方架横梁安装求心器并挂油锤进行测量，在座环上镗口测量找出水轮机固定部分中心，然后在机座第三层环板立面4个位置打磨后测量到钢琴线的距离，标定中心，撤去求心器。吊回下机架和下侧平台，安装测圆架中心柱部件，以定子机座上的标定点为基准调整中心柱，将中心柱固定在下机架支墩上。中心柱的调整要求同轴度≤0.05 mm，垂直度≤0.02 mm/m，经测量符合厂家和规范的要求。安装测圆架转臂和附件，调试测圆架，配重检查水平度合格。中心柱垂直度数据：X方向上部2.88 mm、下部2.86 mm；Y方向上部2.67 mm、下部2.67 mm，符合规范要求。中心柱同轴度测量数据如下。

（1）在四环位置，中心柱尺寸为-X10.39、+X9.37、-Y10.47、+Y9.50；座环数据为-X1.12、+X1.11、-Y0.89、+Y0.87。

（2）在二环位置，中心柱尺寸为-X10.65、+X9.37、-Y10.25、+Y10.27；座环数据为-X1.14、+X1.12、-Y0.91、+Y0.89。

同轴度均≤0.05 mm。

用测圆架装百分表检查下环板水平度，发现下环板水平度最大偏差近4 mm，且靠近机组中心侧低，外侧高。为了保证下压指安装后上平面的水平度以及控制定子铁芯叠装波浪度的要求，经与电厂和厂家共同商议决定按照测量偏差加工压指来保证压指安装后的水平度不大于2 mm。

4 定位筋安装

定位筋预装前先在校筋平台上检查其径向和切向的平直度，不大于0.1 mm。

4.1 定位筋预装

定子共有4圈环板，每圈环板上安装有54块托块。安装前检查托块表面质量，用锉刀进行毛刺处理，并打磨。用测圆架和挂钢琴线调整定位筋周向和径向位置，放置托块用双头顶柱和c型夹固定好。用二氧化碳气体保护焊对托板和筋进行点焊，然后进行编号，按+Y方向顺时针第一根定位筋为1#筋进行编号。点焊后取下在指定位置进行满焊，托块和定位筋的满焊严格按照厂家焊接工艺进行。气体保护焊焊丝牌号为ER50-6，直径为φ1.2 mm，安排两台气体保护焊机进行焊接。

4.2 定位筋的安装

定位筋作为定子铁芯叠片的基准，其安装质量的好坏直接关系到定子最终的安装质量，必须严格保证其安装精度。第一根基准定位筋的安装，用双头顶柱、C型夹及小钢楔等工具临时将定位筋固定在机座环板上。用挂钢琴线调整径向、切向倾<0.05 mm/m，保证定位筋搭焊后内径φ6 380（-0.2/-0.3）mm，径向扭斜<0.1 mm。

用以上方法安装，以第一根定位筋为基准将定位筋大跨距内6等分。测量弦C=3 180，各跨距允差<0.30 mm，在同一跨距内上下弦距允差应<0.15 mm。

大跨距内定位筋的安装，以6根基准定位筋为基准，用定位筋样板架安装其他定位筋。用双头支撑千斤顶、小钢楔及定位筋弦距检查样板等调整检查工具，错开调整定位筋各环弦距和内径，先调整1环、3环，再调整2环、4环，合格后将托块搭焊于机座环板上。定位筋搭焊检查合格，内径为φ6 380（-0.2/-0.3）mm，同一高度相邻两筋半径差<0.1 mm，弦距偏差为±0.15 mm。

定位筋托块满焊，严格按照厂家工艺进行焊接。定位筋满后焊检查内径φ6 380（+0.8/-0.1）mm以内，同高度相邻两筋半径差<0.3 mm，相邻定位筋弦距差<0.3 mm，有个别点超差值小于公差的10%，采用砂轮修磨。

用压指样板架装焊下压指，采用压指下加垫片来调整上平面水平，确保齿压条内侧（机组中心侧）比外侧高0.5 mm以上。焊后用定子扇形片检查错牙情况合格。对整个定子机座进行全面清扫，对整个机座内侧进行喷漆。

5 定子铁芯叠片

铁芯叠片前，抽查5～10箱硅钢片，每箱抽查5～10张，每张测量厚度6个点并做好记录，以此作为控制每层硅钢片厚度的计算基数。

叠片按定子铁芯装配图进行，铁芯叠装按1/2铁片交错搭接叠装。每个定位筋对应1个槽样棒和1个槽楔槽样棒。叠片顺序是端片、普通片、端片。每叠完一段以后，在定位筋根部放置垫块，用铜锤打垫块，使冲片靠紧，用整形棒整形，测量铁芯内径，每叠完一段放置一层通风槽片。槽样棒应随着铁芯叠装的升高而不断升高，并在叠装过程中不断地使用整形样棒进行整形，以保证铁芯槽齿的几何尺寸。此次叠片一共叠42段，每段根据片厚不同调整当段叠片层数。每叠完一段用单段铁芯测量工具测单段铁芯长度，公差不超过（30±0.5）mm。详细记录每单段铁芯实际叠片层数。

当叠至500 mm时进行第一次压紧，压紧前在铁芯上放置二层废铁片，再吊装压胎、传力柱、压紧螺杆。采用两套风动扳手对称进行压紧。压紧后使用紧量刀测量。第二次压紧位于1 000 mm时进行。第三次压紧在全部叠装完成后进行。波浪度的控制采用测量铁芯断面内外（12个点）的高度，用风扳机打紧顺序来调整。压紧后铁芯内径为Φ5760（+1/-0.5）mm。铁芯高度为1500+5mm，叠压高度按正偏差控制，铁芯波浪度<10 mm。用液压扳手进行拉紧螺杆紧固，记录螺杆伸长值。各铁芯线槽通槽棒能顺利通过。齿压片与齿中心偏差<1 mm。彻底清理定子铁芯，铁芯内部不允许存在任何杂物。

进行定子铁芯整体验收，测量半径、圆度、高度、波浪度合格。铁损试验后再次紧固拉紧螺杆。

压紧后铁芯半径最大为2 880.47 mm，最小半径为2 880.07 mm；铁心长度最大1 503 mm，最小为1 501 mm。

铁心波浪度为2 mm；各铁心线槽通槽棒能顺利通过；齿压片与齿中心偏差<1 mm。铁损试验后用11 MPa的力矩扳手打紧螺帽一遍，铁芯高度无变化。

6 结语

紧水滩电厂2号机组定子铁芯改造安装由于厂家硅钢片烤漆工艺的改进，热叠压的取消，均加快了施工进度；铁芯改造过程中使用的设备均采用进口设备，也大大提高了施工效率；通过施工工程中对各个细节的良好把控，使所有技术参数全部达到了要求，机组安装投产后至今运行工况良好。

参考文献

[1] 谢进成.水电机组检修方式的探讨[C]//南方十三省（区、市）水力发电工程学会联络会暨学术交流会论文集.2009.

[2] 刘海鹏.大中型水电站设备健康状态评估体系研究[D].重庆大学，2010.