浅析550MW大电机定子定位筋安装工艺

瀑布沟水电站机电部分安装工艺作者简介：杨飞（1976），男，四川省攀枝花市人，中国水利水电第七工程局机电安装分局，助理工程师，主要从事机电安装工作。-1-浅析550MW大电机定子定位筋安装工艺杨飞（中国水利水电第七工程局有限公司安装分局，四川，彭山620860）摘要：本文介绍了瀑布沟水电站6号机发电机定子定位筋安装、调整的全过程，根据定位筋的特殊性，结合常规机组，重点介绍了在厂家原有安装工艺的基础上灵活、多样的采取特殊措施，调整安装工艺，确保定位筋整体安装质量，并根据经验成功解决了一部分调整难题，供水电行业在同类形式的大电机定位筋安装过程中共同探讨。关键词：结构特点、安装工艺、焊接工艺、特殊工艺１概述瀑布沟水电站6台发电机均由东方电机股份有限公司（简称：DFEM）生产，单机额定容量为550MW最大600MW，定子外形尺寸为Φ16000×4930mm，重415.2t。定子机座分4瓣制造和运输，工地组圆焊接，定子机座分六层（见下：定子组装总图）、90根定位筋，采用浮动式双鸽尾结构。定位筋的固定由托板、托块组成，托块焊接在定子机座环板上，托板留有鸽尾槽并与托块焊接。定位筋放置于托板鸽尾槽内，鸽尾留有1.5mm浮动余量。定位筋的安装是整个定子组装的一个重要环节，也是后序工作定子叠片质量的前提保证。图１定子组装总图２定位筋的结构特点瀑布沟水电站机电部分安装工艺作者简介：杨飞（1976），男，四川省攀枝花市人，中国水利水电第七工程局机电安装分局，助理工程师，主要从事机电安装工作。-2-发电机定子定位筋的结构与常规机组的定位筋有所区别；２.１定位筋布置形式：（１）常规机组：定子定位筋组通常采用单鸽尾焊接结构（如下图1），定位筋调整好后焊接在机座上。定位筋的固定和焊接变形控制是定子后序工作（叠片）的重要保证。（２）瀑布沟6#机定位筋结构形式：该机组定位筋采用双鸽尾浮动式结构（如下图2），鸽尾留有1.5mm的浮动间隙,定位筋在安装叠片前处于浮动状态，当机组运行时铁片受热膨胀长，此时铁片与定位筋整体径向浮动。（３）权衡两种机组定子定位筋布置的利以弊：a常规定位筋叠片后铁片没有浮动余量，当机组运行定子铁片受热膨胀时铁片未有径向浮动空间，铁片容易上拱，造成机组运行效率不稳定。b而瀑布沟6#机组定子采用浮动式定子定位筋结构形式，鸽尾留有1.5mm的浮动余量,整个定子铁片与定位筋形成浮动式,当机组运行受热时,定子与定位筋整体径向移动减小了铁片受热增量，这样铁片不易上拱变形，保证了机组的稳定性。2.2安装难点常规机组：根据机组的容量，常规机定子定位筋较大，整体加工工艺能控制，较易调整，采用专用固定工具，合理采用点焊顺序和有效的控制焊接变形，基本上容易达到定筋的安装质量。瀑布沟机组：定子定位筋多（90根）、较长（每根长达3220mm），筋面加工精度和扭度要求较高，出厂前很难达到一定的加工工艺，加上调整时仅靠鸽尾后的楔形垫来控制定位筋的垂直度、向心度、扭曲度，这种结构布置给定位筋的安装、调整、固定增加了施工难度，同时定位筋的托块、托板焊接变形也制约着定位筋的安装质量。图２图３３定位筋安装工艺３.１定位筋安装工序：定子组装焊接按图均分大等定位筋弦距（用内径千分尺）在定子各层环板放置托块托块与定子环板焊接定位筋与托板放置在托块上用定位筋专用工具（装筋样瀑布沟水电站机电部分安装工艺作者简介：杨飞（1976），男，四川省攀枝花市人，中国水利水电第七工程局机电安装分局，助理工程师，主要从事机电安装工作。-3-板）进行小等分定位筋调整（见下图4）托板与托块点焊托板与托块焊接。图５图4３.２定位筋托板与托块安装工序：定位筋托板、托块共计1260块，首先将托块按设计图中的位置放置在定子机座的每层环板上，第七层倒置在上环板之下（如图１所示）并参照上图５所示的点焊顺序进行点焊，并按点焊接顺序焊接好所有托块一周焊缝，焊角焊层顺序见图６所示，待托块按焊接要求焊完所有缝冷却后将定位筋与托板放置在托块上，用托板专用固定工具进行定位筋调整安装。3、定位筋托板与托块焊接工序：将鸽尾楔形垫块放入打紧（楔形垫块打紧后只有1.5mm）对其托板鸽中两侧点焊,托板与定位筋整体调整、复测合格后，将进行托板与托块的点焊(点焊顺序见图6)，点焊时采取小焊条、小电流的点焊方式，托板与托块的焊接顺序为4层3层5层2层6层1层7层的焊接顺序。每层焊完冷却后对定位筋进行复测，对变化较大的灵活调整焊接顺序与焊接方位，待当层定位筋焊接复测后方能进行下一层的焊接。４焊接工艺４.１焊接要求：焊工持证上岗，成立专门焊接监控小组，对焊接过程进行全程监测和记录，并根据焊接变形，及时调整焊接有关工艺参数。将焊接所用的焊条进行焊前烘烤，焊条烘干后放入焊接保温桶内，焊接时随用随取。４.２工艺要点及配合:1)校核中心测圆架的准确性，并再次用内径千分尺校核中心测圆架测头的绝对尺寸。2)复查各定位筋轴向及周向垂直度、绝对半径偏差以及向心度是否符合要求，否则，应对其重新进行处理。3)托板与托块满焊时，其焊缝焊层如下图６所示。瀑布沟水电站机电部分安装工艺作者简介：杨飞（1976），男，四川省攀枝花市人，中国水利水电第七工程局机电安装分局，助理工程师，主要从事机电安装工作。-4-图６图７4)按照图纸工艺要求焊接每个定位筋托板的同层焊缝。焊接时，应首先将定子机座第三层环板上的各托板同层径向焊缝对称从内向外一次焊完。5)定子机座第4层环板上的各托板同层径向焊缝焊完后，再焊接第3或第5层径向焊缝，然后进行第2或第6机座环板上各托板同层径向焊缝的焊接,再进行第1或第7机座环板上各托板同层径向焊缝的焊接。6)将机座每层环板上的各托板同层径向焊缝焊完后，方可开始进行下一层径向焊缝的焊接。为防止焊接过程中因焊接变形影响定位筋轴向及周向垂直度、绝对半径偏差以及向心度，定位筋托板与机座环板上托块的径向焊缝焊接参见图7。7)所有径向焊缝焊接完成后，进行托板周向焊缝焊接，且要求所有周向焊缝焊接方向应一致。定位筋托板与机座环板上托块的周向焊缝焊接参见图7。8)焊接时，采取多工位焊接，焊工可以在对称的几个工作面上同时施焊，相互间焊接速度、电流控制一致。9)每一环层托板第一层径向焊缝全部焊完冷却后，应检查每根定位鸽尾筋的半径和相邻定位筋的弦距，观察变化的趋势，合格后方可继续焊接第二层。10)根据中心测圆架监测各层变形方位以及变量的大小,随时调整分层、方位等焊接工艺技术措施及焊接工艺程序和相关焊接规范参数,以便有效地控制定位筋的变形。11)定位筋托板全部满焊结束后，在冷态下检查和测量定位筋，应符合下列要求：a各环板处的定位筋半径偏差应在7090±0.30mm以内，相邻两定位筋，在同一高度上的半径差值应小于0.20mm。b同一高度上的弦距，偏差应不大于±0.25mm。c焊缝不应有裂纹、气孔、夹渣及咬边等缺陷，焊角高度应为15mm，焊渣应清除干净。5定位筋安装特殊工艺该机组定位筋为浮动式，整体调整时很难固定定位筋，再加上托板与托块焊接完毕后存在一定的焊接变瀑布沟水电站机电部分安装工艺作者简介：杨飞（1976），男，四川省攀枝花市人，中国水利水电第七工程局机电安装分局，助理工程师，主要从事机电安装工作。-5-形，更难保证定位筋的安装质量，在托块与定子环板焊接完毕后将托板和定位筋放置在托块上，将定位楔形垫打紧，在托板与定位筋中部两侧进行点焊固定（如图3），然后在用托板专用固定工具进行定位筋的整体调整，同时用中心测圆架检测鸽尾筋的周向、径向、重直度、半径、鸽面扭曲度等相关检测顶目，待所有项目均达到相关技术要求后将托板与托块进行点焊，每层点焊时用中心测圆架进行监测、复测，视变形情况灵活调整每层点焊顺序、方位及调整工序相结合，待所有托板与托块全部焊接后对点焊部位的高焊角进行打磨，叠片前取出鸽尾楔形垫，使鸽尾与托板处于虚焊状态，当机组运行铁片受热时靠铁片的径向剪切力将鸽中未打磨完的虑焊部位剪断形成浮动式。6在安装过程中优化措施解决难题6.1条分缕析：定位筋的安装采用9等份弦距法，首先安装和焊接9根大等分定位筋的托板，再将定位筋托块的偏移情况和定位筋中心与托板中心的偏差数据，计算出每空的托板偏移数据，最后将各托板安装到相应的位置，各分点放至相应的位置。根据焊接后的检测，9根大等分定位筋托板焊接后达到了设计要求，这种将偏移量进行逐点分配、调整的方式在安装过程中非常切实可用。6.2择优先筋：由于加工工艺等其它因素，对检测质量超标的定位筋采取换筋的方式，先取质量较好的定位筋作为9等分定位筋安装，对那些扭曲较大、直线度差的定位筋安装在小等分定位筋内，利用装筋样板等工具将其调整在技术规范要求。6.3过程监控：为了减小径向焊缝的收缩变形、保证定位筋焊接后的处理量以及定位焊接进度，现场跟踪焊接监测，并做好交接记录，加强焊接过程控制，对焊接过程中变形较大的定位筋则采取反变形焊接措施和风动工具消除应力的手段进行调整。7结语由于定位筋采用浮动式，定子分4瓣工地组装焊接，焊后存在一定的焊接变形，加上定位筋出厂前自身加工工艺要求，许多定位筋出厂前很难达到质量要求，通过调整工艺，合理、有效的再利用资源，同时又为业主节约了成本。定位筋在安装过程中严格按照组装工艺、焊接工艺，优化施工工艺等措施，对各环节严把流程监控和过程控制。经焊后复测，定位筋的各项检测项目均优于厂家技术规范，为后序叠片工作提供强有力的质量保证，同时又保证了定子组装的直线工期，为首台机提前发电赢得了宝贵的时间。参考文献：1、设计图纸和相关设备厂家技术资料。2、东方电机股份有限公司瀑布沟SF600-48/14200水轮发电机安装说明书：编号AF-098。3、东方电机股份有限公司瀑布沟HLD416A-LJ-696型水轮机埋入部分安装说明书：编号AS-116。4、《电力工业标准汇编》。瀑布沟水电站机电部分安装工艺作者简介：杨飞（1976），男，四川省攀枝花市人，中国水利水电第七工程局机电安装分局，助理工程师，主要从事机电安装工作。-6-5、水电卷《机电及自动化》(下册)水利电力出版社出版1995.32-33。6、水轮发电机安装技术规范GB8564-2003。托板托板