尼泊尔上马相迪-A水电站水轮发电机安装质量控制

刘倍倍

（中国水利水电第十一工程局有限公司，河南 郑州 472000）

1 水电站机组简介

上马相迪水电站为2×29.41 MW 混流式发电机组，水电站以发电为主。水轮发电机主要技术特性：发电机为立式、三相、空冷、悬式结构，型号SF25-J25-16/4 000，额定容量29.41 MVA，额定功率25 MW，额定电压11kV，额定功率因数0.85（滞后），额定转速375 r/min，最大飞逸转速625.8 r/min，相数3，频率50 Hz，冷却方式为双路轴向密闭自循环空气冷却，灭火方式为固定水喷雾灭火，转子、定子绕组绝缘等级F 级，励磁方式为静止晶闸管励磁，转子起吊重量约70 t，推力轴承冷却方式为水冷油方式；润滑油牌号为L－TSA46#透平油；制动方式为机械制动刹车方式；发电机总重约146 t；发电机大件运输尺寸见表1。

表1 大件运输尺寸

2 水轮发电机安装工艺

2.1 定子组装和安装

2.1.1 定子机座组装

定子机座在主机厂叠片下线、分瓣（2 瓣）运输，在现场进行整园组装。机座上设有起吊点，定子机座组圆等专用工具及装置均由设备供货商提供。

（1）根据现场情况，定子在机坑组圆及下线。下机架二期混凝土到达强度后，将下机架拆除，按设计高程将定子基础垫板安装就位，地脚螺栓放在螺栓孔内。

（2）分瓣定子机座按定子安装方位用厂房桥机卸至机坑，将定子基础板安装就位。在定子基础旁边混凝土面上，计算好定子安装高程、放置钢板、楔子板，千斤顶，用以调平定子及基本调整至安装高程。清除机座分瓣面上的运输保护层，用角磨机、抛光机、平板锉等仔细检查、清扫分瓣组合面，去掉毛刺和高点，不得残留任何影响组装间隙的异物。

（3）分瓣定子组合时，先将第一瓣三点支垫调整至水平，然后用桥机三点吊起另一瓣定子与之缓缓合拢，初步对正组合螺栓孔后将其落在机坑楔子板上，然后利用千斤顶和手拉葫芦等工具调整，使定子组合螺栓孔全部对正，打入定位销，穿入组合螺栓，对称均匀拧紧。同时在定子基础垫板放置楔子板，穿上地脚螺栓。

（4）用0.05 mm 塞尺检查机座合缝间隙，在螺栓周围及加垫后的铁芯合缝处不应有间隙。

2.1.2 定子预装、安装

（1）利用机座和机组X、Y轴“十”字中心线找正中心。利用内经千分尺测量定子的圆度，其最大半径与最小半径之差应在3 380±0.8 mm 范围内。

（2）用水准仪调整定子的水平和高程，高程控制以座环铁芯中心线为准，以圆周均匀确定8 个测点进行测量调整。

（3）在机坑上方架设机组X、Y轴线线架，在尾水锥管检修平台上放测量重锤、浮筒，以下止漏环为基准找正定子中心。定子中心和圆度测量分上、中、下三个断面，每个断面均匀确定8 个点进行测量，利用千斤顶进行调整，使其符合设计图纸要求。

（4）定子中心、高程、水平及圆度调整合格后，将定子基础加固固定，进行定子基础的浇筑。

（5）上面定子找正、测量工作可和上机架预装一起进行。

2.2 转子组装

2.2.1 转子直立吊放、检查

将转子用桥吊在安装间直立吊放在组装支墩上。转子直立时用方木垫好法兰，防止受损。放置在支墩上后，用支墩上的楔子板将转子调平，要求水平≤0.03 mm/m。转子组装布置见图1。

图1 转子组装布置图

2.2.2 转子磁轭叠装

（1）安装下磁轭压板。检查并调整转子支架的水平≤0.03mm/m（以上法兰面为准）；沿磁轭压板（下部）圆周均部磁轭支墩或千斤顶（注意避开拉紧螺杆位置），在千斤顶上部放置一对楔形板，并将高程基本调整好。铺设下磁轭压板，利用楔形板调整下压板水平偏差≤0.5 mm，整圆≤2 mm。合格后将楔形板与支墩点牢固，并用冲片检查下压板螺栓孔，如不合适则对压板螺栓孔进行处理。

（2）以磁轭键和永久螺杆定位，按照厂家磁轭规定进行叠片，两张一叠（4 极冲片），叠缝相错，进二退一，等叠片为总高的1/2 时，再反向叠至结束；叠片时将轻的冲片叠放在上下两端，重的铁片叠放在中间，同一层铁片重量应一样，当同重量铁片不够布置一层时，允许搭配重量接近的铁片，但是要满足平衡要求。

（3）叠片时要一边叠，一边整形，冲片的剪口方向应一直向下；每叠完一段统一整形并用测圆架和千分尺测量磁轭外径和同心度，要求各半径与设计半径（1 324mm）之差≤±0.2 mm。

（4）叠600 mm 做预压一次，压紧时用4 个扳手按照中、内、外的顺序对称压紧，压紧后检查其外径、波浪度和磁轭内、中、外的高度，同时记录磁轭键与磁轭键槽之间的间隙。

（5）预压合格后，在磁轭内外圆搭焊圆钢筋，将磁轭拉紧待下次预压时铲掉。

（6）磁轭全部叠完后，按照预压时的把紧顺序，对称将磁轭把紧。

（7）根据压紧后测得的外径值，进行圆度调整。

（8）再次测量磁轭外径、波浪度、高度符合规范要求；检查下压板与立筋挂钩之间应没有间隙；局部有间隙的≤0.5 mm；用1 m 平尺检查磁轭外圆表面应无高点。

（9）磁轭切向键打紧：根据图纸设计要求，将磁轭切向键打紧。

（10）按图纸要求，安装附件。

（11）检查转子各部尺寸，符合设计要求。安装测圆架检查磁轭圆度，要求各半径与平均半径之差小于设计空气气隙的±3.5%（±0.7 mm）。

2.2.3 磁极挂装

（1）在安装磁极的下方垫方木和螺旋千斤顶，用于磁极挂装后的支撑和调整。

（2）测量磁极长度，在磁极表面分出磁极中心点。

（3）以转子铁芯中心为基准，计算出磁极挂装中心高程，用水准仪将磁极挂装中心高程引至磁轭表面，磁极挂装时用水准仪以此为基准进行控制磁极挂装高程。

（4）利用厂家提供的磁极吊装工具将磁极吊入磁轭T 尾槽中，支撑在磁极底部垫木及千斤顶上，拆去吊装工具。

（5）用撬棍将磁极与磁轭贴平，大头向下放入磁极短键，下端按设计位置支撑好，再将另一根磁极键涂上白铅油，轻轻打入，用千斤顶调整磁极安装高度，使其与磁极挂装中心高程基准偏差≤±1 mm。将磁极键打紧，对打紧不合格的磁极键，用拔键器拔出后重打，必要时可更换磁极键。

（6）所有磁极挂装完后，用水准仪测量各磁极的中心高程在合格范围内（偏差≤±1 mm），用测圆架检查磁极上、下端面的外圆圆度，各半径与设计半径之差不应大于空气间隙值20 mm 的±4%即为合格，不合格的重新进行调整。转子的整体偏心值应＜0.15 mm，但最大不应大于设计空气间隙的1.5%。

（7）按图纸要求连接磁极连接线，安装转子引出线，并按绝缘规范包扎绝缘。

2.2.4 阻尼环安装

（1）转子试验合格后，将上端磁极键割去，配对搭焊，并搭焊在磁轭上，在磁极下端按图纸焊接挡块。

（2）按图纸要求尺寸安装阻尼环和风扇，上紧连接螺栓，锁紧锁片。安装时注意阻尼环接头连接孔按阻尼环位置配划后进行配钻，然后上紧连接螺栓，注意连接螺栓要拧紧，保证接头接触紧密。

2.3 下机架正式安装

下机架的正式安装在水轮机转动部分吊入机坑后进行；按预装标记定位，打入定位销钉固定，打紧地脚螺栓；按预装编号安装下风洞盖板。

2.4 制动器安装

（1）制动器安装前按厂家及设计要求进行密封和耐压试验，合格后方可进行安装。

（2）制动器的把合在下机架上，调整制动器的径向位置，偏差≤±2 mm，在无定位状态下测量制动闸板顶面高程，要求各制动闸板顶面高程差在±1 mm 以内，检查制动闸板与制动环间隙应在设计间隙的±20%以内，不合格者加垫处理。

（3）考虑转子吊入后落在下机架制动器上，保证推力头套装和推力轴承安装，制动器安装好后，调整制动器制动闸板高程，锁紧调整螺栓。

（4）在机组进行轴线调整前，完成制动系统的安装与试验，具备投入使用条件。

2.5 转子吊装

（1）检查桥机，在桥机大、小车行走试验和负荷试验完成并合格，确认桥机性能稳定可靠后，进行转子吊装。

（2）安装转子吊装工具，检查卡环和吊装工具联结好，吊索无缺陷，起吊转子。用框式水平仪监测，调整转子水平≤0.10 mm/m，转子起升至100 mm 后，进行下落、起升刹车试验三次，确认桥机运行安全可靠、性能稳定后，将转子起升约1 000 mm 左右，对转子和下法兰面进行全面清扫检查。

（3）将转子吊至机坑上部，找正方位，缓缓落下。并指挥桥机再次精调使转子与定子基本同心，准备10 根60×8 mm 的木板条，在转子下落套入定子时，均匀布置在空气间隙位置，防止转子磁极与定子线圈接触，造成损坏，直到转子下落在制动器上。

2.6 上机架安装及推力轴承安装

（1）上机架安装前，按图纸要求进行上挡风板和上灭火环管的安装。上挡风板和上灭火环管安装，按图控制其与转子的距离，偏差宜正不宜负。

（2）将上机架清扫干净后用桥机吊起，初步调整水平后，将机架吊至机坑上方找正方位后缓缓落在定子机座顶环上，按预装找正打入定位销钉，把紧螺栓。

（3）清洗干净推力轴承油箱和推力轴承座部件，按制造厂标记回装，检查推力轴承座对地绝缘，要求绝缘电阻＞0.5 MΩ。安装清扫干净的推力瓦后，吊装镜板。上机架安装后，安装外圈脚踏板。

（4）调整支柱螺栓，将其推力瓦用水准仪和框型水平仪测量，使高程和水平满足设计要求，水平偏差控制在0.02 mm/m 以内。用白布将推力瓦等遮盖保护（本电站发电机推力头与镜板是一体的）。

2.7 推力头套装

（1）推力头与轴多为过渡配合，因此一般采用热套方法进行，其加热方法采用电炉方法加热，其加热温度及孔径膨胀量均应按厂家技术文件的要求进行。

（2）推力头膨胀量达到要求后，吊起推力头，用方形水平仪找平，其水平偏差应控制在0.15～0.20 mm/m以内。

（3）在吊离地面1 m 左右时，用白布擦净推力头孔和底面，在配合面上涂抹一层水银软膏，然后吊至主轴上方对正中心套装在主轴上。

（4）推力头套好后，待温度降至室温后，装上卡环。

（5）卡环装好后，复查一次推力头和推力瓦之间的间隙。

（6）操作制动闸油压顶起装置，将转动部分转换到推力轴承上。

3 质量控制

3.1 质量控制措施

（1）施工中，根据施工进度计划，按照合同条款、施工图纸、设计通知单及作业指导书合理安排人力、设备和物资资源，恰当组织施工。

（2）施工的全过程严格执行工序间检验转序制度，层层把关，不合格的产品不流入下一道工序，确保产品质量。落实质量责任制，实行质量“三检”制度（自检、复检、终检），并积极配合业主和监理的复检。

3.2 主要设备安装偏差控制指标

3.2.1 下机架

下机架制动器基础板高程776.245±1.5 mm。下机架中心偏差0.5 mm。下机架水平0.1 mm/m。

3.2.2 上机架

上机架推力瓦底座下平面高程779.069±1.5 mm，上机架中心偏差0.5 mm，上机架水平0.04 mm/m。推力瓦顶面安装高程779.49±1.5 mm。

3.2.3 定子

定子中心高程为777.355±1.5 mm（误差允许定子铁芯有效长度1 050 mm 的±0.15）。定子铁芯圆度各半径与平均半径之差不应超过设计空气间隙的±4%（±0.8 mm）。定子中心各半径与平均半径之差不应超过设计空气间隙的±4%（±0.8 mm）。

3.2.4 转子

磁轭圆度：要求各半径与平均半径之差小于设计空气气隙的±3.5%（±0.7 mm）。磁极圆度：要求各半径与平均半径之差小于设计空气气隙的±4%（±0.8 mm）。转子的整体偏心值应＜0.15 mm，但最大不应大于设计空气间隙的1.5%。磁极的中心高程偏差≤±1 mm。

3.2.5 总装

空气间隙20±1.6mm；发电机轴相对摆度0.02mm/m；上导瓦单边间隙0.1～0.15 mm；下导瓦单边间隙0.1～0.2 mm。

4 结语

发电机总装阶段的工作多为平行或交叉作业，各作业层之间应挂安全网或安装隔离板。只有在各层及监测处设置专用电话和电铃，且联络、信号、操作和记录等均分工明确的情况下，才能在统一指挥下进行机组盘车。另外，机组盘车前，定子、转子的上、下部空气间隙和水轮机转轮室上下止漏环之间，应保持清洁无杂物。