(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司機(jī)電安裝分局，四川 都江堰，611830)

1 工程概況

老撾東薩宏水電站位于老撾人民民主共和國(guó)南部占巴色省境內(nèi)，電站采用堤壩式開(kāi)發(fā)，以發(fā)電為主，主要建筑物包括兩岸混凝土重力堤壩、無(wú)閘門(mén)非常溢洪道、河中燈泡貫流式發(fā)電廠房及左岸敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)站等?；炷恋虊巫畲髩胃?3m，長(zhǎng)度約6.8km，水庫(kù)正常蓄水位為74.90m。電站裝機(jī)容量260MW(4×65MW)，多年平均發(fā)電量13.3億kW·h。

該電站發(fā)電機(jī)為三相交流同步、臥軸燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)型號(hào)為SFWG65-72/8850，定子總重174t，轉(zhuǎn)子總重225t，現(xiàn)場(chǎng)疊片下線。發(fā)電機(jī)設(shè)備由阿爾斯通水電設(shè)備(中國(guó))有限公司提供。

定子機(jī)座分三瓣到貨，現(xiàn)場(chǎng)組合焊接。定子機(jī)座外徑為9.4m，高度為3.87m，設(shè)有上下游大法蘭、中間環(huán)和大齒壓板等。定子端箍以及壓指均采用不導(dǎo)磁材料。機(jī)座下游側(cè)法蘭加工有一定傾斜角，以保證定轉(zhuǎn)子氣隙的均勻。

鐵芯沖片采用0.5 M250-50A優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片。沖片雙面涂覆固化時(shí)間短、收縮率小的F級(jí)絕緣漆。定子鐵芯采用雙鴿尾定位筋結(jié)構(gòu)，可以確保鐵芯能徑向自由膨脹，消除熱膨脹內(nèi)應(yīng)力，避免鐵芯翹曲及定子機(jī)座有害變形，沖片外側(cè)開(kāi)有鴿尾槽。鐵芯采用拉緊螺桿加高強(qiáng)度碟簧壓緊的結(jié)構(gòu)可有效防止鐵芯松動(dòng)，保證發(fā)電機(jī)能長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 場(chǎng)地布置

發(fā)電機(jī)定子在安裝間定子工位進(jìn)行組裝，在安裝間組裝時(shí)，利用定子工位中心位置的測(cè)圓架基礎(chǔ)板固定定子測(cè)圓架，按照定子機(jī)座基礎(chǔ)板分布圓尺寸及設(shè)計(jì)院圖紙，在安裝間預(yù)埋定子組裝基礎(chǔ)板，便于定子機(jī)座的調(diào)整、固定。

施工場(chǎng)地條件：定子機(jī)座應(yīng)避免雨水澆淋和直接承受冷、熱氣流的吹襲。裝配場(chǎng)地的照明應(yīng)充足；裝配場(chǎng)地應(yīng)清潔、干凈，布置整齊，通風(fēng)良好，并設(shè)置防塵措施。詳細(xì)布置情況如圖1所示。

圖1 定子在安裝間組裝布置

2.2 施工準(zhǔn)備

定子組裝開(kāi)工前，根據(jù)設(shè)備供貨商提供的技術(shù)文件、圖紙文件資料中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，編制詳細(xì)的定子組裝施工措施提交監(jiān)理工程師審查，獲批準(zhǔn)后進(jìn)行施工。

按照設(shè)計(jì)圖紙資料，提前檢查定子組裝的各項(xiàng)尺寸，并提前開(kāi)箱檢查定子組裝零件的尺寸、數(shù)量及質(zhì)量的驗(yàn)收和試驗(yàn)工作；如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)與業(yè)主、監(jiān)理和現(xiàn)場(chǎng)廠家代表溝通。

3 組裝關(guān)鍵技術(shù)

3.1 定子機(jī)座、鐵芯組裝工藝流程

定子機(jī)座、鐵芯組裝工藝流程如圖2所示。

圖2 定子機(jī)座、鐵芯組裝工藝流程

3.2 定子機(jī)座組裝

將分瓣定子機(jī)座運(yùn)至安裝間臨時(shí)場(chǎng)地放置，清掃分瓣定子機(jī)座。拆除定子機(jī)座內(nèi)部運(yùn)輸支撐，用磨光機(jī)打磨平焊疤。按照?qǐng)D紙安裝并焊接定子機(jī)座翻身用的吊耳板，并做相應(yīng)的滲透檢測(cè)。

(1)按照?qǐng)D紙尺寸在安裝間擺放好定子組裝支墩、楔子板、機(jī)座基礎(chǔ)板，初步調(diào)整好定子組裝支墩上表面水平，支墩的頂面高程差不大于2mm。用橋機(jī)豎立起單瓣定子機(jī)座，連接機(jī)座、組裝支墩及基礎(chǔ)板，臨時(shí)擰緊組合螺栓，檢查組合面間隙的情況。

(2)將第一瓣定子機(jī)座吊就位，引出線的方位與機(jī)坑實(shí)際安裝方位基本一致，吊裝后用臨時(shí)支撐及拉錨將分瓣定子機(jī)座可靠固定，以防傾覆，再將另一瓣定子機(jī)座吊裝就位，與第一瓣定子機(jī)座進(jìn)行組合，并依次將定子機(jī)座組合成整體。

(3)用外徑千分尺校核測(cè)圓架中心柱直徑，將測(cè)圓架吊入安裝部位。并安裝測(cè)圓架轉(zhuǎn)臂，沿測(cè)圓架中心柱上、下移動(dòng)測(cè)圓架的轉(zhuǎn)臂，極限行程位置應(yīng)能滿足測(cè)量整個(gè)定子鐵芯部分軸向高度的要求。

(4)以定子機(jī)座下環(huán)板壓緊螺栓孔為基準(zhǔn)調(diào)整測(cè)圓架的中心，將測(cè)圓架中心柱與拉緊螺桿孔的同心度初調(diào)整到0.35mm以內(nèi)；精調(diào)測(cè)圓架中心柱的垂直度，在測(cè)圓架中心柱的兩個(gè)相互垂直的方向上懸掛鋼琴線，利用鋼琴線對(duì)測(cè)圓架中心柱進(jìn)行找正，要求其垂直度不應(yīng)大于0.02mm/m，且最大不應(yīng)超過(guò)0.05mm；并檢驗(yàn)測(cè)圓架轉(zhuǎn)臂周向測(cè)量的精度及軸向跳動(dòng)，全范圍內(nèi)起落測(cè)圓架轉(zhuǎn)臂，測(cè)量中心柱垂直度應(yīng)合格，利用在轉(zhuǎn)臂上放置精密水平儀(精度0.02mm/m)的方法檢驗(yàn)中心柱轉(zhuǎn)臂水平度，使水平儀的水泡在轉(zhuǎn)臂處于任意回轉(zhuǎn)位置時(shí)，均能保持在精度規(guī)定的范圍內(nèi)。測(cè)圓架調(diào)整完畢將其可靠固定，鎖緊測(cè)圓架上的全部調(diào)節(jié)螺栓和組合螺栓，以防使用中松動(dòng)而影響測(cè)量結(jié)果，并將測(cè)量結(jié)果記錄在記錄表中。

(5)用測(cè)圓架測(cè)量定子機(jī)座下環(huán)板壓緊螺栓孔與測(cè)圓架同心度，利用千斤頂對(duì)定子機(jī)座進(jìn)行調(diào)整，控制好定子機(jī)座下環(huán)板與測(cè)圓架中心柱同心度，并調(diào)整定子機(jī)座合縫處徑向、軸向錯(cuò)牙，使錯(cuò)牙量不超過(guò)1mm，把緊組合螺栓，調(diào)整完成后拆除臨時(shí)千斤頂。測(cè)量定子機(jī)座各環(huán)板半徑值、下環(huán)板水平度、下環(huán)板壓緊螺栓孔半徑值，均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范要求，做好測(cè)量記錄。

(6)根據(jù)定子機(jī)座的具體結(jié)構(gòu)對(duì)定子機(jī)座合縫板之間的焊縫進(jìn)行焊接及檢驗(yàn)，所有焊縫應(yīng)按設(shè)備廠家提供的技術(shù)要求進(jìn)行探傷。

(7)復(fù)測(cè)定子機(jī)座焊接后的尺寸，并將測(cè)量果記錄在記錄表中。

(8)焊接完畢后再次測(cè)量機(jī)座上層各環(huán)板外的各環(huán)板絕對(duì)半徑值，對(duì)絕對(duì)半徑小于設(shè)計(jì)值的環(huán)板應(yīng)進(jìn)行切割處理，并將處理后測(cè)量的結(jié)果記錄在記錄表中。

(9)對(duì)定子機(jī)座進(jìn)行清掃，封堵機(jī)座消音空。并按圖紙的技術(shù)要求對(duì)焊縫處進(jìn)行噴漆。

3.3 定子鐵芯組裝

3.3.1 第一根基準(zhǔn)筋安裝、調(diào)整

選擇一根加工精度比較好的定位筋作為基準(zhǔn)筋，按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行定位(也可以直接利用永久螺栓孔距中心)，利用“C”型夾將定位筋托塊固定，調(diào)整好第一根基準(zhǔn)筋。

3.3.2 大等分基準(zhǔn)筋安裝、調(diào)整

(1)另外挑選9根加工比較好的定位筋，作為10大等分基準(zhǔn)筋；

(2)以基準(zhǔn)筋為基準(zhǔn)，利用內(nèi)徑千分尺(也可利用百分表)與定子測(cè)圓架配合，調(diào)整各大等分定位筋、弦長(zhǎng)、半徑及扭斜；

(3)調(diào)整合格后，點(diǎn)焊定位筋托塊，復(fù)測(cè)所有數(shù)據(jù)。

3.3.3 其它定位筋安裝、調(diào)整

(1)安裝其余定位筋，以調(diào)整合格的基準(zhǔn)筋為準(zhǔn)，調(diào)整大等分之間的定位筋，利用測(cè)圓架和弦距樣板檢查、調(diào)整定位筋的半徑、弦長(zhǎng)；

(2)完成所有定位筋的調(diào)整、點(diǎn)焊工作后，全面檢測(cè)所有定位筋的徑向和周向垂直度、內(nèi)圓半徑、徑向扭斜及弦距，若測(cè)量值超出允許公差，則進(jìn)行個(gè)別的重新調(diào)整；

(3)所有定位筋調(diào)整完成后，復(fù)測(cè)所有數(shù)據(jù)。

注意事項(xiàng)：①定位筋有起吊螺孔應(yīng)位于上方；②定位筋托塊與定子機(jī)座環(huán)板上的鋼板應(yīng)均勻接觸(間隙≥0.5mm時(shí)，進(jìn)行修磨處理)，定位筋側(cè)面與托板間隙大于0.2mm時(shí)，要求塞緊，且基本在中心位置；③定位筋背部與托塊間有1mm間隙，利用專用墊片(或鋼楔)楔住；④定位筋底部與機(jī)座下環(huán)板間放置5mm的鋼墊片；⑤定期對(duì)測(cè)圓架進(jìn)行檢查，如果數(shù)據(jù)超差，必須進(jìn)行重新調(diào)整。

3.3.4 定位筋焊接

焊接的全過(guò)程中，對(duì)定位筋的半徑、弦長(zhǎng)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)變化異常，對(duì)焊接程序進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以滿足定位筋的焊后各技術(shù)尺寸要求。

3.3.5 下齒板安裝

按圖紙要求以定位筋為基準(zhǔn)用沖片為樣板調(diào)整下齒壓板，測(cè)量并記錄下壓板的水平度。要求平面度2mm，相鄰齒壓板高差1mm。

將兩個(gè)銷釘通過(guò)用定位筋定位的沖片分別插入每塊下齒壓板靠近兩端的孔里，同時(shí)晃動(dòng)銷釘，目的是為了調(diào)整沖片、下齒壓板、定子機(jī)座環(huán)板上缺口的相對(duì)位置，使螺桿能順暢通過(guò)。

對(duì)定子機(jī)座整體進(jìn)行清掃，徹底清理機(jī)座內(nèi)壁與環(huán)板、焊縫，用汽油洗去油污，用壓縮空氣吹凈表面，并對(duì)焊縫處進(jìn)行刷漆，注意保護(hù)好定位筋。

3.4 定子鐵芯分段疊壓

定子鐵芯由0.5mm厚硅鋼片疊裝而成，疊裝一定高度，分層壓緊，并用高強(qiáng)度螺栓壓緊，定子鐵芯通過(guò)鴿尾形定位筋固定于定子機(jī)座上。鐵芯總高度為2000mm，共計(jì)43小段，鐵芯采用分段疊裝、壓緊，共分6次壓緊。

3.4.1 施工準(zhǔn)備

由于定子鐵芯疊裝配場(chǎng)地要求清潔、干凈、布置整齊且通風(fēng)良好，為滿足這一要求，應(yīng)采取必要的防塵措施，制作安裝相應(yīng)的保護(hù)工裝，并制作疊片片臺(tái)和其它臨時(shí)工裝，清點(diǎn)定子鐵芯疊壓的專用工器具。

開(kāi)箱檢查定子鐵芯的質(zhì)量，并測(cè)量沖片厚度，由于沖片厚度存在偏差，需要測(cè)量大約50堆的高度，每堆高度要在外角處用卷尺測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)為下一步計(jì)算用。在每次疊片前，根據(jù)每次的測(cè)量結(jié)果計(jì)算需加入補(bǔ)償片的數(shù)量。

3.4.2 疊裝工作

按圖紙要求，分層整圓疊片，整圓由30張疊裝而成，采用順時(shí)針疊片，按照?qǐng)D紙規(guī)定的層間交錯(cuò)一根定位筋的方式疊片。要求相鄰片接縫正確，邊疊邊整形，疊片的過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)對(duì)沖片進(jìn)行清潔和整形，利用鐵芯槽內(nèi)的槽樣棒對(duì)鐵芯進(jìn)行定位，保持槽形整齊，無(wú)突出錯(cuò)牙。注意沖片記號(hào)槽應(yīng)一致，折邊卷角、斷齒、油污、裂紋、漆膜不均等有缺陷的沖片不允許疊入；通風(fēng)槽片的通風(fēng)槽鋼點(diǎn)焊是否牢固，槽鋼尖端上翹，未平好的通風(fēng)槽片不應(yīng)疊入。

(1)疊裝過(guò)程中用錘輕敲鐵芯，使其底部靠緊；用整形棒插入線槽中左右敲打，使線槽兩側(cè)平滑，用通槽棒檢查應(yīng)暢通無(wú)阻。在開(kāi)始疊片之前，必須輕敲沖片使之緊靠定位筋。當(dāng)疊片超過(guò)托塊100mm時(shí)取出定位筋后的墊片。

(2)每一小段鐵芯疊完后，用C形夾夾緊鐵芯線槽端部，用游標(biāo)卡尺抽樣測(cè)量小段高度并作記錄，要求每小段高度不超過(guò)設(shè)計(jì)高度±0.5mm。若小段高度超出圖紙?jiān)试S偏差太多，應(yīng)在下一小段對(duì)小段疊片高度進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整，防止總高度的累積偏差過(guò)大。

(3)鐵芯疊片至圖紙規(guī)定的壓緊高度時(shí)進(jìn)行分段預(yù)壓緊。安裝上壓板、壓緊套管、預(yù)壓緊螺桿，按照廠家技術(shù)要求用力矩扳手對(duì)稱均勻壓緊，壓力逐漸增加，緊背部螺桿。

(4)達(dá)到規(guī)定壓緊力后，測(cè)量鐵芯齒端、槽底、背部的高度，用通槽棒檢查線槽尺寸，測(cè)量鐵芯半徑、圓度等驗(yàn)收數(shù)據(jù)。

(5)拆除預(yù)壓緊工具，按上述方法繼續(xù)進(jìn)行鐵芯堆積。

(6)根據(jù)上次壓緊后的測(cè)量數(shù)據(jù)，在下次疊片過(guò)程中添加補(bǔ)償片(疊片過(guò)程中可墊絕緣扇形片進(jìn)行調(diào)節(jié)，補(bǔ)償片加在每小段的中間位置)，使鐵芯高度、波浪度及內(nèi)外圓高差滿足圖紙要求。

(7)在疊片過(guò)程中安裝定子鐵芯背部的RTD，將所有RTD的電纜從定子鐵芯背部以及上下壓緊裝置，拉到中間端子箱。

3.4.3 預(yù)壓工作

安裝和調(diào)整上端工裝壓板。在安裝上端工裝壓板之前檢查受力面有無(wú)損傷；用銼子除毛刺，漆滴等。利用扳手依次交叉擰緊螺母，依次對(duì)每個(gè)螺母擰緊一圈，重復(fù)這個(gè)操作直到用扳手?jǐn)Q不動(dòng)為止。

3.4.4 預(yù)壓緊鐵芯測(cè)量

用卷尺測(cè)量鐵芯高度，精確度為0.5mm。在齒端和鐵芯背部測(cè)量高度(每段各一套測(cè)點(diǎn))，在試驗(yàn)單上記錄結(jié)果。每次測(cè)量高度應(yīng)符合圖紙的最終要求，與高度平均值偏差超過(guò)0.5mm的部分在下一段疊片過(guò)程中要考慮進(jìn)行補(bǔ)償。

3.4.5 定子鐵芯最終疊壓

根據(jù)圖紙?jiān)谧詈笠淮晤A(yù)壓后噴涂定子鐵芯螺桿。根據(jù)最后一次預(yù)壓的情況和鐵片厚度抽查結(jié)果，準(zhǔn)確計(jì)算需要疊裝的鐵片層數(shù)(最后一小段高度不能變)，以滿足鐵片最終壓緊后的高度、波浪度等技術(shù)指標(biāo)。按照計(jì)算結(jié)果進(jìn)行疊片，并進(jìn)行最終壓緊。根據(jù)后述的要求完成定子鐵芯的最終壓緊和測(cè)量，根據(jù)圖紙要求在上端和下端涂膠(內(nèi)圓側(cè))。

3.4.6 最終鐵芯測(cè)量

利用卷尺測(cè)量鐵芯的長(zhǎng)度，精確度為0.5mm。在鐵芯的齒端和背面測(cè)量鐵芯的長(zhǎng)度(每片一個(gè)測(cè)點(diǎn))，在試驗(yàn)單上記錄測(cè)量值。用刀片檢測(cè)每個(gè)鐵芯壓齒的壓緊度，用粉筆標(biāo)明疏松的地方，通過(guò)松動(dòng)壓緊螺栓并插入補(bǔ)償片校正；不要卸除壓緊螺栓上的所有壓力，一旦可以插入補(bǔ)償片，就停止松動(dòng)壓緊螺栓，用最終壓力擰緊松動(dòng)的壓緊螺栓。拆除槽樣棒，利用通槽棒檢查鐵芯線槽尺寸，測(cè)量10%壓緊螺栓的伸長(zhǎng)值，在試驗(yàn)單上記錄試驗(yàn)結(jié)果；利用測(cè)圓架測(cè)量鐵芯內(nèi)半徑，并記錄在試驗(yàn)單上。檢查上下壓指與鐵芯齒位置的對(duì)應(yīng)偏差，對(duì)壓緊螺栓進(jìn)行絕緣電阻實(shí)驗(yàn)，并記錄結(jié)果。

拆除所有臨時(shí)工裝，清理場(chǎng)地，對(duì)定子機(jī)座及鐵芯等各部件進(jìn)行認(rèn)真清掃，尤其是通風(fēng)溝、鐵芯槽及背部，絕對(duì)不允許其他金屬和雜物存在。

4 結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)闡述了大型貫流式機(jī)組定子機(jī)座組裝和鐵芯疊片的關(guān)鍵技術(shù)，鐵芯疊片采用交錯(cuò)搭接的疊片方式，可以提高鐵芯的剛度，防止鐵芯翹曲變形。疊片時(shí)采用分段壓緊方式，并通過(guò)油壓千斤頂對(duì)定子鐵心進(jìn)行整體壓緊，可以精確控制鐵芯的壓緊力并確保壓緊力的均勻；另外，采用多次預(yù)壓緊方式，可以確保鐵芯在各種工況下無(wú)異常振動(dòng)和響聲。該安裝工藝可供同類型機(jī)組安裝參考。