水轮发电机组转子大立筋安装技术探讨

余斌

【摘 要】转子大立筋为水轮发电机组安装管理重要内容，决定了整个转子圆度与同心度，需要严格按照专业规范来进行，保证每个细节实施的专业性，排除各类质量隐患的存在。水轮发电机转子运行时，转子磁轭需要承受非常大的离心力，尤其是现在机组容量不断增加，受巨大的离心力影响，将会造成磁轭叠片产生严重变形，磁轭与转子支架之间的间隙增大。为保证水轮發电机转子各部件具有足够的强度与平衡性，必须要重点做好转子大立筋安装控制，本文对安装技术进行了简单分析。

【关键词】水轮发电机组；转子大立筋；安装技术

转子作为水轮发电机组核心部件，在进行安装时需要针对磁轭运行要求进行分析，避免受过大离心力影响，导致磁轭叠片发生变形。应总结以往经验，确定机组转子大立筋安装要求与要点，严格按照专业规范做好安装工艺要点控制，确保细节实施的规范性。尤其是要控制好现场组装与焊接技术，通过细节管理来排除各项影响因素。

1 水轮发电机组转子大立筋安装分析

为满足社会发展要求，水轮发电机组的容量不断增加，为保证其维持在最佳运行状态，必须要做好前期安装作业的管理。因为机组在运行时，转子磁轭受离心力影响非常大，尤其是大型机组，很容易造成磁轭叠片变形，加大磁轭和转子之间的缝隙，并且随着转子直径的增加，产生的间隙越大。因此，为保证机组磁轭安装的稳定性与平衡性，必须要在以往经验基础上，提高对转子安装工艺的重视，重点做好大立筋安装技术控制，严格按照要求完成磁轭热打键各项操作[1]。其中，转子热打键的目的是维持机组运行的安全性和稳定性，促使磁轭和转子中心能够紧密结合在一起，实现两者的可靠配合。同时向磁轭与支臂之间施加一定机械压紧量，一般可通过热加垫或热打键的方式实现，即将冷打键作为基础，对磁轭进行加热处理，使其膨胀后加大磁轭与中心体间隙，并将键打入到规定深度，等到磁轭冷却后，便可以保证磁轭和中心体之间的有效配合，可以将机组运行中产生的向心力抵消掉，维持机组的可靠运行。

2 转子大立筋安装工艺

2.1 组装大立筋

一般在完成转子支架焊接作业后，变可进行大立筋的组装和调整，保证组装过程中对称原则的落实，且为避免外部因素对安装效果的影响，需要在实际安装与调整中对磁轭重量进行分析，适当提高挂钩面高程。正式对大立筋吊装前，要再次检查转子半径与垂直度，在确认达到标准后，采取对称组装的方式完成大立筋安装工艺。其中，为提高大立筋安装安全性，需要分为上、中、下三个位置来设置可调钢支撑，控制好设置位置，垂直度与专业标准误差不得超过0.15mm，半径偏差需要控制在-0.2～0mm范围内，弦距偏差应控制在0.15mm以内。另外，还要对大立筋挂钩面高程进行调整，控制其与中心体下法兰相对高程偏差在2mm以内，相邻大立筋之间高程差在1mm以内。最后还需要在大立筋与转子支架之间焊缝位置，填塞垫片来满足安装要求。按照专业规范对各项尺寸进行调整后，利用临时固定装置和顶丝对大立筋进行顶死处理，避免其在安装磁轭叠片时出现位移。在完成大立筋全部安装工艺后，便可进行转子磁轭叠装作业，全程均要利用水准仪对大立筋挂钩面和中心体下法兰面间距进行控制，并配合塞尺对磁轭和大立筋两侧间隙进行调整，提高最终安装结果[2]。

2.2 大立筋调整

将+Y方向大立筋看作为基准筋，利用内径千分尺对半径进行测量与调整，确保其达到设计要求。同时，兼顾挂钢琴线来对大立筋周向、径向垂直度进行测量，并按照要求进行调整，保证将最终偏差控制在0.15mm以内。对于大立筋的调整，需要磁轭叠装尺寸作为依据，完成大立筋安装后，根据磁轭叠片图与磁轭堆积表进行磁轭预叠装，可确定预叠装高度为100mm。将+Y方向看作为起始点，顺时针开始作业，利用测圆架与内径千分尺完成预堆磁轭半径与圆度测量工作，并进行适当调整，确认达到设计要求。另外，将均匀涂抹二硫化钼的导向销钉插入到已经调整好的磁轭内，可以根据实际需求进行手动调整转动，安装和管理更为方便。通过对各项尺寸参数的反复测量与调整，应用基准筋来对基准筋半径、高程、垂直度进行检查确定，在确定合格后，可以通过旋转大立筋底部设置的支撑螺杆，对大立筋和转子中心体下法兰高度差进行调整。

3 转子大立筋安装控制要点

3.1 焊接技术

3.1.1 前期准备

对磁轭终压前需要对大立筋进行再次调整，将百分表安装在测圆架臂的上中下三个位置，旋转测臂于大立筋位置，在大立筋和转子之间焊缝内填塞楔子，确保大立筋筋面与磁轭相互贴紧，然后安装在磁轭外缘的监测百分表指针发生偏转即可。从顶部位置来对大立筋和磁轭之间间隙进行检测，确定是否满足安装要求。在磁轭终压完成后，将大立筋设置的临时规定装置全部拆除，并安装永久定位筋板，进行焊接规定。对于大立筋与转子支架上下环板间隙，需要向其中填塞小钢楔并打紧，避免在焊接过程中出现变形问题[3]。另外，所有负责焊接作业的人员，必须要具有专业资格证，严格遵循持证上岗要求，并且具有一定实践操作经验，可以严格按照专业要求，在规定时间内完成所有焊接作业。

3.1.2 正式焊接

（1）焊接参数

一般可选择应用手工电弧焊方法，保证所选焊条质量达标。在正式焊接作业前，需要按照要求进行烘焙处理，控制烘焙温度在300～350℃左右，持续烘焙1h，待温度降低到150℃后，放入到100～200℃的保温箱内保存，并且每次焊接剩余的焊条均需要保持干燥状态进行再次烘焙处理后使用[5]。

（2）筋板焊接

对筋板进行焊接作业前，需要对其打磨处理，保证筋板和大立筋之间的接触面积能够达到80%以上，待检查达到要求后，利用C型夹板进行固定处理。正式进行焊接作业时，可以分为先后2次完成，即先完成外侧点焊与焊接，然后在大立筋全部焊接作业完成后，进行外侧满焊以及其余部位的点焊和焊接。第一步：在对筋板进行点焊处理时，可控制点焊长度为50mm、厚度5mm，选取中间部位开始逐渐向两端焊接，为提高作业效率，可由两名作业人员针对一根大立筋两侧进行对称点焊。而对筋板焊接时，可以只对外侧焊缝进行焊接，保持与点焊作业相同顺序施工，一般可先完成50%的焊接。第二步：待完成大立筋全部焊接作业后，再次进行筋板焊接。先进行内测焊缝焊接，紧接着第一步焊接进行补焊到20mm。endprint

（3）临时加强焊

为避免在焊接过程中出现变形问题，需要针对每条立向焊缝来设置3块链式加强板作业，一般可选择规格为40mm×250mm×300mm的加强板作业。控制20mm的脚高度，由多名焊接人员同步进行对称焊接施工。

（4）大立筋焊接

待完成大立筋的组装作业后，均需要对所有尺寸的焊缝进行质量检测，待确定无任何隐患后，便可进行坡口的堆焊、定位焊以及正式焊接处理。其中，定位焊时需要提前进行预热达到80～100℃，并将坡口间隙焊缝堆焊到3mm以内，最终控制焊接长度在60～80mm内，以对称和同步要求进行作业。完成定位焊后，将大立筋底部支墩松开，确保大立筋恢复到自由状态，并对转子中心体水平度进行检测，确定在技术标准内，确认所有尺寸合格后才可进行正式焊接。

3.2 磁轭热加垫

磁轭热加垫技术操作是否得当，对大立筋最终安装效果有着重要影响，决定着磁轭加热后能够与转子大立筋产生足够温差。常见的加热方法如铁损法、铜损法、电热法等，相互之间存在较大差异，需要根据实际需求来进行选择。其中，铁损法即在未安装磁极前，磁轭绕以励磁绕组，经过工频交流电作用来促使磁軛产生铁损发热。铜损法即对已经挂装好的磁极绕组进行串联，并向其通入直流电流，促使导线发热对磁轭进行加热处理，但是仅仅适用于计算温差小的磁轭。

3.3 控制安装尺寸

在进行大立筋安装调整时，应当注意加强安装尺寸控制，以确保安装稳定性。在完成基准大立筋调整后，需要对其他大立筋进行调整，但由于弦距和径向垂直度进行调整时会出现相互影响的情况，因此，应当注意确保大立筋的弦距和径向垂直度调整应当保持同步。对于大立筋的控制尺寸，应当根据磁轭尺寸进行调整和控制。对此，在完成大立筋的安装和调整后，可以在确保磁轭圆度的前提下对大立筋进行调整，并加强检查，确保其能够满足完全垂直的要求。磁轭与大立筋之间，应当确保不存在径向的间隙，每次对磁轭进行压紧处理，都要对磁轭的控制尺寸进行检查，并检查整体的大立筋尺寸是否符合要求。此外，大进行大立筋焊接的过程中，也应当加强焊接尺寸控制，对焊接情况进行随时监控，如果出现变形，要根据变形情况对焊接过程进行控制，以避免后续的变形，例如对于大立筋的焊接，为了减少变形情况的发生，可以采用3.2焊条焊接，焊接过程中可以按照先两边、后中间的顺序进行焊接，从而提高焊接质量，并保证焊接后的尺寸仍旧符合大立筋的安装要求。

4 结束语

水轮发电机组转子大立筋安装效果如何，在很大程度上决定了最终机组的运行效率，需要提高对此方面的重视，确定安装技术要点与要求，严格按照规范进行操作，保证每个细节实施的标准性。

【参考文献】

[1]曹建.水轮发电机组本体设备安装工艺流程及注意事项[J/OL].中国高新技术企业，2017，（12）：227-228.

[2]胡月路.悬式水轮发电机组安装与检修的注意事项解析[J].科技风，2017，（01）：121-122.

[3]周若愚.水轮发电机组转子大立筋安装技术研究[J].人民长江，2015，46（11）：84-87.

[4]王国刚.水轮发电机组的安装质量控制措施探讨[J].中国高新技术企业，2015，（03）：136-137.

[5]罗晓良.水轮发电机组的安装质量控制措施探讨[J].科技传播，2013，5（20）：109-110+107.endprint