江坪河水輪發電機定子現場裝配

蔣國陵

（中國葛洲壩集團機電建設有限公司，湖北宜昌443000）

1 概況

江坪河水電站位于溇水干流上游河段，水電站安裝有2 臺東芝水電設備（杭州）有限公司制造的SF225-32/9030 立軸半傘式水輪發電機。其發電機定子鐵芯內徑為φ8 000mm；鐵芯高度2 500mm、采用背夾式固定壓緊，以蝶形彈簧與止動角鋼配合鎖死永久螺帽，使鐵芯保持衡壓，從而減小運行噪聲。定子機座組合、定位筋調整、鐵芯疊片及壓緊和鐵損試驗均在廠房安裝間進行。

2 施工現場布置

定子組裝在安裝間定子裝配場進行，安裝間定子裝配場外圍時需要搭設一個裝設有照明燈具的、封閉式防塵棚，以保證定子機座避免陽光照射、雨水澆淋和直接承受冷、熱氣流的吹襲，安裝的照明燈具應能保證裝配場地的平均照明功率不小于10W；防塵棚距定子機座外圍應有500～1 000mm 的間距，用以放置除濕機，以保證裝配場地空氣的相對濕度在80%以下。

3 定子機座組圓及調整

機座外徑φ10 420mm，內徑φ9 210mm，高3 675mm 共5 環，分瓣數為4 瓣，組圓后總重量64t。在安裝間定子工位上，將分瓣定子機座吊裝組成整圓。待組圓完成后，在定子機座X、Y軸線4 個位置懸掛垂線，在安裝好的定子測圓架測量支臂端頭綁定內徑千分尺，用電測聽法測量垂線上、下兩點，通過不斷調整使測圓架的垂直度≤0.02mm/m，全長≤0.04mm；測圓架中心柱中心與定子機座同心度在≤0.5mm。

用水準儀測量并調整，定子機座下環板平面度：周向3mm/m，最大10mm/m，徑向2mm/m；通過調整使合縫處無錯牙，后打入定位銷、拉緊合縫處把合螺栓；以測圓架為中心，利用百分表和內徑千分尺測量定位筋座各環板的半徑，通過不斷地調整使定位筋座各環半徑控制在4 605mm；再以2 350～2 600N·m 的最終力矩將合縫處的把合螺栓拉緊，把合螺栓拉緊后復測定位筋座各環半徑應在4 605mm。

4 定位筋及下壓指調整

4.1 定位筋的安裝調整

定位筋的安裝調整過程為：

1）清洗鴿尾鍵，清除鴿尾處、螺孔處毛刺；按廠家設計圖紙要求選取+Y 軸線順時針方向第一個鴿尾筋座安裝清洗好的鴿尾鍵作為基準筋（1#定位筋）；通過調整使其內徑控制在理論半徑R4 506mm 之內；徑向扭斜≤0.05mm，以此作為基準點，利用百分表依次調整其余環半徑；同時在定位筋切向掛鋼琴線用電測聽法，調整定位筋周向垂直度；要求徑向垂直度≤0.04mm/m，周向最大傾斜≤0.12mm；

2）以同樣的方法先反復測量調整大等分定位筋，再測量、調整剩余全部定位筋；最終保證各定位筋內徑控制在R4 506mm，同一定位筋上下半徑差≤0.15mm，徑向扭斜≤0.05mm，相鄰定位筋同一環的弦距偏差≤0.10mm；

3）待所有定位筋調整完成后（此時已用沉頭螺栓將單鴿尾定位筋固定在定位筋座上了），按圖紙及廠家作業指導書要求在定位筋上鉆鉸φ21mm 的定位銷釘孔并打入定位銷，再依次將定位筋上的所有沉頭螺栓涂抹鎖固膠后把緊[1]。

4.2 下齒壓板安裝與調整

從+Y 軸線開始順時針依次安裝、調整；通過調整使其內徑控制在理論半徑R4 231.5mm 之內；同時需保證沖片齒的中心與壓指的中心偏差≤1.5mm，最短齒沖片齒端與壓指齒端徑向距離為（2±2）mm；整圓波浪度≤2mm，相鄰壓指高差≤0.5mm；且下齒壓板應有2mm 上翹量。

5 定子鐵芯疊裝及壓緊

5.1 定子鐵芯疊裝

在定子鐵芯疊裝過程中，需時刻注意整形，使鐵芯圓端面與槽形平整、整齊；當鐵芯高度達到約150mm 后，在每張沖片正對定位筋的位置裝入2 個槽樣棒和2 個槽楔撐塊，安裝時應讓槽樣棒、槽楔撐塊高出已疊沖片50～60mm；在鐵芯疊裝的過程中，應隨著高度的增高調整槽樣棒、槽楔撐塊高度，并通過不斷地整形，保證后續鐵芯的齒部端面及槽形的平整、整齊。

在按上述步驟進行鐵芯疊裝的過程中，每疊高120mm，就使用通槽棒確認每一槽的槽寬，通槽棒應能順利通過所有鐵芯槽部整長范圍，同時沿圓周確定固定測量點位置16 個，測量鐵芯內徑、圓度及鐵芯高度，即齒端、槽底及鐵芯背部的高度。

5.2 定子鐵芯壓緊

在定子鐵芯疊裝過程中，一共有4 次預壓；在每次預壓前必須將鐵芯全部整形一次，通槽棒應能順利通過所有鐵芯槽部整長范圍；預壓時在齒壓板與鐵芯之間墊一層廢片，避免損壞定子鐵芯；每次壓緊完成后應用通槽棒確認每一槽的槽寬，通槽棒應能順利通過所有鐵芯槽部整長范圍；同時應沿圓周測量鐵芯內徑、高度。

在疊完第68 段沖片后，根據廠家圖紙及作業指導書要求安裝上齒壓板及碟形彈簧、墊圈等壓緊裝置；鐵芯進行最終壓緊時，要從上、下側同時擰緊螺母，達到最終壓緊壓力后，用通槽棒確認每一槽的槽寬，通槽棒應能順利通過所有鐵芯槽部整長范圍；沿圓周測量鐵芯的內徑、齒端、槽底及鐵芯背部（沿圓周均勻對稱分布共測16 個固定測點）高度，鐵芯最終壓緊后高度為mm，鐵芯內徑應為R（4 000±0.84）mm；其驗收要求應為鐵芯整圓波浪度≤11mm，鐵芯整體圓度≤±0.84mm，局部圓度不允許連續3 個測點與平均半徑的偏差均大于0.2mm 或均小于0.2mm；在定子磁化實驗之后需再以最大力矩拉進行一次壓緊工作，永久螺帽無松動即可。

6 施工過程中應特別注意的事項

溫度、濕度在大直徑的定子機座安裝中有極大的影響，不同時間、不同溫度、濕度的情況下所得到的測量數值都不同；且定位筋安裝、調整時間相對較長；所以，每次調整時都必須以第一根基準筋上的基準點作為絕對值基準點，每調整完一環后，都應將百分表在此點對零后復測所調定位筋半徑；在復測無誤后再開始下一環的調整，通過多次反復的測量盡可能消除溫度、濕度的影響。

測圓架是定子組裝過程中的基準所在，故在施工過程中，須經常復查測圓架的中心及垂直度；通過對測圓架的實時監控，來保證在機座組裝、定位筋裝配及鐵芯疊裝過程中測量數據的準確性。

7 結語

根據東芝水電設備（杭州）有限公司提供的設計圖紙，及作業指導書來看，江坪河水電站定子組裝其核心工序就是機座的組圓、調整與定位筋的安裝、調整。因定子機座組圓后是靠螺栓將四瓣定子機座把合在一起無須焊接；且定位筋是由沉頭螺絲直接固定在定位筋座上的，每個螺絲孔在廠內配鉆時都是經過仔細的計算與粗調的，故從一定程度上縮短了定位筋調整的工期，也消除了焊接過程對定位筋的影響。但當到貨設備定子機座形變量過大時，反而增加了現場定子機座組圓后的調整工期；所以此種設計對廠家到貨設備的加工精度要求更高，對廠家出廠前粗調的依賴程度更大，對定子機座母材強度要求更高，對設備的運輸及存放時的加固要求更高。