谢凯

摘要：近些年来，西藏地区水电站建设脚步加快，在高海拔大温差下，转子叠片工艺得到更新。文章为进一步明确大温差下转子叠片工艺情况，以西藏大古水水电站为例，展开深入探讨。

关键词：大温差;转子;叠片工艺

前言

在水电站水轮发电机组系统中，转子非常关键的组成部分，因此转子叠片质量的好坏尤为重要。而在高海拔大温差的环境下，会在一定程度上对转子叠片质量产生影响。基于此，文章对大温差下大古水电站为例，展开对转子叠片工艺的分析。

1 概述

1.1工程簡述

大古水电站位于西藏自治区山南市桑日县境内，为二等大（Ⅱ）型工程。坝后式厂房装设4台单机容量165MW水轮发电机组，水轮机安装高程EL.3362.10m，水轮机层高程EL.3367.70m，发电机层高程EL.3378.30m。超高海拔下的大型混流式机组安装国内外尚属首次。因而，研究高海拔大温差下的水电站机组安装技术尤为必要。

1.2转子磁轭简述

转子磁轭外半径为5320mm，内半径4600mm，磁轭总高度为1940mm。磁轭由4mm厚的高强度冲片叠装而成，分4小段，单段高度为445mm，小段之间分布有40mm高的通风槽片。用拉紧螺杆、磁轭键、切向主键和加强键固定，单张冲片重46.03Kg。磁轭的内外高差和波浪度采用加磁轭垫片（补偿片）的方法调整，磁轭螺杆采用液压拉伸器拉伸，分4次压紧，拉紧螺杆伸长量为2.1 0.2mm。在整个磁轭安装过程中必须不断检查中心体下法兰水平、磁轭底部的波浪度、径向倾斜及测圆架的水平，随时用千斤顶等进行调整。

2 转子叠片

大古水电站冬季施工，最大温差可达25℃。定子定位筋安装时，在安装间转子周围布置2组温度计，安排专人每隔半小时对温度进行记录。一般情况下钢铁的热膨胀系数为 m/℃，理论上定子定位筋内径伸缩量最大可达：

m/℃×25℃=0.00137m=1.60mm，转子圆度控制在0.6mm，因此消除温度对数据测量具有重要意义。

2.1转子叠片准备

（1）转子立筋磁轭键槽处划出键槽的中心线，为磁轭叠片作准备;

（2）放置支撑磁轭的支墩或千斤顶，初步调整其顶部高程和顶部水平;

（3）据工地的安装进度，在转子磁轭叠片前，应首先利用有机溶剂对转子磁轭冲片逐一进行清洗，除去冲片表面的防护油、锈迹和毛刺，并用干净抹布将冲片表面清擦干净，按重量分类后装箱;

（4）磁轭冲片重量分类完成后，应从每类磁轭冲片中抽取10张冲片，用千分尺测量每张磁轭冲片的实际厚度，要求每张磁轭冲片测量点应不少于12点，且测量点尽可能均匀分布;

（5）根据图纸有关要求，参照每类磁轭冲片的实际平均厚度，确定转子磁轭叠装表。叠装时，应根据磁轭冲片重量分类，将单张重量大的磁轭冲片叠装在转子磁轭下端;

（6）研配磁轭键、切向主键。

2.2转子叠片

（1）按转子工位叠片支墩装配，将下磁轭压板吊放至支墩上，注意坡口朝下。初步调整其半径和水平，先叠五层冲片，每两张冲片为1层，全圆周由13张冲片组成，叠片顺序为第2层与第1层错开1个极、第3层与第2层错开2个极、第4层与第3层反向错开1个极、第5层与第4层反向错开2个极，依此类推;

（2）在磁轭冲片拉紧螺杆孔处均布52根叠片销钉，底部用顶杆支撑。使用迭片销钉对齐冲片的拉紧螺杆孔。磁轭分段压紧完成后需先在磁轭内、外圆处焊接拉筋，然后再拆除磁轭压紧工具。待磁轭整体压紧完成后，割除拉筋;

（3）利用角尺检查磁轭冲片，使其与立筋键槽中心线与划好的立筋中心线周向分布偏差均匀，要求调整两中心线偏差的最大值可调整量在 1mm 以内。调整压板，使压板上拉紧螺杆孔与冲片上拉紧螺杆孔对齐，中心偏差不大于 1mm。检查调整磁轭的绝对半径应在 5320mm，磁轭的圆度在 0.60mm 以内，计算磁轭相对于转子中心的同心度在 0.15mm 以内;

（4）继续叠片至约250mm高

（5）注意将支撑磁轭的千斤顶或支墩调整至不影响磁轭拉紧螺杆穿入的位置。检查并利用支撑检查并调整下磁轭压板底部的波浪度在2mm 以内，径向倾斜控制在 1mm 以内，压板与挂钩之间没有间隙;

（6）安装并固定磁轭导向键，调整导向键中心线与磁轭键槽中心线偏心量不大于 1mm，导向键应紧贴磁轭键槽;

（7）在拉紧螺杆表面抹螺纹润滑剂并穿入所有的拉紧螺杆 ，底部用顶杆进行临 时支撑，注意保护螺杆螺纹;

（8）检查测圆架与转子中心体下法兰的同心度应不大于 0.05mm，在测圆架支臂上放置合像水平仪，旋转测圆架，读取水平仪在圆周上的水平值，其支臂合成水平不大于0.02mm/m，用光学水准仪测量支臂外侧旋转一周的跳动量应不大于 0.20mm，检查转子中心体下法兰面水平应不大于 0.05mm。 检查调整磁轭的圆度在 0.60mm 以内，计算磁轭相对于转子中心的同心度在 0.15mm 以内;检查并利用支撑调整磁轭底部的波浪度在 2mm 以内，磁极键槽周向倾斜控制在 1mm 以内;

（9）磁轭叠片至455mm、930mm、1405m、1900mm分四次进行压紧，最后一次压紧为最终压紧。每次压紧后检查磁轭的高度，计算磁轭的径向高差和周向波浪度，测量计算磁轭的圆度在0.60mm以内、同心度在0.15mm以内，第一次压紧后磁轭波浪度不超过2mm，以后3次压紧后的磁轭波浪度不超过3mm。检查拉紧螺杆拉伸伸长值为2.1 0.2mm;

（10）安装磁轭预压紧工具。使用液压拉伸器分三步拉伸螺杆，通过现场实验（实验抽样约2%螺杆）得出设计伸长值对应拉伸器的压强值，第一步拉伸值为设计拉伸压强值的50%，拉伸的顺序见图二。第二步拉伸值为设计拉伸压强值的75%，压紧的顺序同第一次相反。第三步拉伸值为设计拉伸压强值的100%，压紧顺序与第一次相同;

（11）安装并打紧磁轭加强键，割除其超出磁轭压板的部分，将其与磁轭焊接在一起，对焊缝进行无损探伤检查;

（12）焊接上、下磁轭压板。焊接时，应采用多层多道退步对称焊。在任何情况下，手工焊的单道焊道宽度都不允许超过焊条直径的4倍，气体保护焊的单道焊道宽度不允许超过16mm。对焊缝进行无损探伤检查;

（13）拆除磁轭导向键，检查磁轭键槽，试装磁轭键，并根据试装情况使用专用拉刀铣磁轭键槽，直至满足磁轭键安装。使其与立筋键槽中心线与划好的立筋中心线周向分布偏差均匀，要求调整两中心线偏差的最大值可调整量在1mm以内;

（14）根据图纸要求安装磁轭键，在磁轭键的摩擦面上涂抹一层润滑剂以减少摩擦力。磁轭主键伸出副键的长度应满足磁轭冷打键和热打键的要求并留有适当的余量，并要保证磁轭热打键后磁轭主键小头必须伸出磁轭下沿;

（15）用18磅大锤对磁轭键进行冷态打紧，打紧过程中应进一步调整磁轭圆度以及同心度。磁轭键打紧后，磁轭主键上端露出副键的长度应满足热打键的要求;

（16）测量磁轭的圆度不大于0.60mm，磁轭偏心不大于0.15mm。

2.3数据测量

高海拔大温差下，转子磁轭半径、内径千分尺长度受到很大的影响，因此根据温度记录表，挑选每天同等较高温度的时间段进行数据测量、验收，以此保证转子叠片质量不受温度的影响。

3 转子磁轭热打键

（1）热打键紧量计算磁轭键应打入的长度，在磁轭主键上划线标;

（2）转子磁轭加热，根据现场条件选用合适的加热方法加热磁轭。要求加热设 备应均匀地布置在转子磁轭上下;

（3）对转子磁轭加热时，应采取良好的保温措施，通常采用隔热效较好的石棉布和蓬布进行保温;

（4）在加热的过程中，应注意控制磁轭的温升并对转子磁轭及支架立筋间的 距离进行定时检测、记录。磁轭加热时间一般不应超过12小时;

（5）当间隙符合要求后，即可停止加热，并按照转子磁轭热打键标记，对称均匀地打紧磁轭键;

（6）热打键完成以后，在转子磁轭冷却过程中，应采取适当的保温措施，使磁轭从下向上的顺序冷却，以防止磁轭上串，同时，应有效控制磁轭冷却速度， 以免磁轭溫度骤然降低而使转子变形，待磁轭冷却到室温40℃以下时，方可揭开保温蓬布;

（7）转子磁轭冷却后，复查转子中心体水平和测圆架同心度、水平，磁轭的圆度在0.60mm 以内，计算磁轭相对于转子中心的同心度在0.15mm以内;

（8）安装所有的下切向主键，安装时主键应紧贴磁轭，打紧副键。

结语

本文基于西藏大古水电站，总结出一套完整的转子叠片工艺，经实践证明，能够提高转子叠片的安装质量，从比较全面的角度上掌握了转子在大温差下叠片时应的相关技术。期望在本次内容探究下，为日后提高藏区转子叠片工艺水平，提供建议。

参考文献：

[1]GB8564-2003.水轮发电机组安装技术规范【S】.