右岸转子磁轭叠装施工措施.doc

向家坝水电站
右岸电站机电设备安装与调试工程
协议编号：XJB/ME-JA-202304-SJ

右岸转子磁轭叠装
施工措施

编制： 王成学

审查： 刘永生

批准：李津沛

中国水利水电第四工程局有限公司
向家坝机电安装工程项目部

二月十七日
1. 概述
1.1. 简介
ALSTOM发电机转子无主键和副键，键槽板直接起了键的作用。键槽板共28根。键槽板尺寸根据支架焊接、测量后的实际尺寸进行加工，磁轭堆积时临时固定，进行磁轭叠装。磁轭和键之间无间隙，叠装后热套，热套过盈量为3.4mm，通过在键槽板与磁轭间加垫来达成，热套采用20台热风机加热，用防火保温被保温，最大功率780kW，最高热风温度＜250℃。磁轭径向收缩力通过垫片、键槽板传递到转子支架上。制动闸板共28块，安装在转子支架下环板的下部，外侧紧靠磁轭键，水平度靠垫片调整。
转子磁轭铁片厚4mm，一个圆周28张，单张约33.888kg；每小段交替错位叠装；无通风槽片，用调整片补偿磁轭径向、周向波浪度；叠片使用长250mm，500mm的工具销定位；叠片过程中分4次预压紧，1次最终压紧。中间压紧用风扳机进行，最终压紧用风扳机和液压拉伸器进行。磁轭上下压板各28块，下压板挂在磁轭键的挂钩上，压板之间不焊接。
1.2. 重要技术参数
转子组装重要技术参数见表1
表1—转子组装重要技术参数
序号
名称
项目
重要技术参数
1
键槽板
半径
R8541±0.1mm
弦长
L1912.06±0.2mm
垂直度
0.5mm
2
转子磁轭
高度
3580±2mm
磁轭内径（热套前）
R8506±1mm
磁轭内径（热套后）
R约为8507.6mm
磁轭外径（热套前）
R9164.6±1mm
磁轭外径（热套后）
R约为9165.6mm
磁轭圆度
1.05 mm
磁轭冲片（厚4mm）
25060张
补偿片1（厚0.5mm）
300张
补偿片2（厚0.5mm）
1500张
补偿片3（厚0.5mm）
1500张
补偿片4（厚0.5mm）
1500张
补偿片5（厚0.5mm）
1500张
2. 编制依据
本施工措施的编制及检查、检查标准重要依据由下列技术文献组成：
GB8564-2023、SDJ249.3-88、SDJ249.4-88、DLT 5230-2023
向家坝水轮发电机安装标准；
向家坝水电站水轮发电机安装说明书；
向家坝发电机转子装配工艺守则；
向家坝发电机转子磁轭叠装工艺守则；
向家坝水轮发电机交货明细表；
图纸2023000 转子装配
图纸3110000 转子支架
图纸2110000 磁轭装配
图纸3110180 转子支架大力筋
图纸2110001 磁轭装配磁轭
图纸2110001 转子测圆架
图纸2210180-184 磁轭调整片
图纸2110190 磁轭磁轭上压板
图纸2110127 磁轭装配磁轭叠片图
3. 施工工艺流程
焊后支架立筋测量及键槽板加工
键槽板清扫、磁轭支撑及叠装平台就位
叠片至120mm（约30层）
下压板安装调整与验收
键槽板安装调整与验收
检查调整后固定键槽板
检查项目：
键槽板：相对高度；
下压板：水平度；
磁 轭：半径、同心度、圆度；
键槽板：垂直度、径向间隙、切向间隙；

叠片至第一次预压高度（700mm）
检查磁轭叠装方式对的
检查调整
检查磁轭叠装方式对的；
安装补偿片；
检查项目：
键槽板：相对高度；
下压板：水平度；
磁 轭：同心度、圆度；
键槽板：垂直度、径向间隙；
第一次预压紧
相关测量（压紧状态）
测量项目：
磁轭厚度；
上下压板径向水平；
磁轭圆度、同心度；
叠片至第二次预压高度（1520mm）
检查调整
检查磁轭叠装方式对的；
安装补偿片；
检查项目：
键槽板：相对高度；
下压板：水平度；
磁 轭：同心度、圆度；
键槽板：垂直度、径向间隙；
第二次预压紧
测量项目：
磁轭厚度；
上下压板径向水平；
磁轭同心度；
相关测量（压紧状态）
检查铁片叠装方式对的；
安装补偿片；

叠片至第三次预压高度（2023mm）

检查调整
检查项目：
键槽板：相对高度；
下压板：水平度；
磁 轭：同心度、圆度；
键槽板： 垂直度、径向间隙；
第三次预压紧
相关测量（压紧状态）
测量项目：
磁轭厚度；
上下压板径向水平；
磁轭圆度、同心度；
叠片至第四次预压高度（3076mm）
检查调整
检查铁片叠装方式对的；
安装补偿片；

检查项目：
键槽板：相对高度；
下压板：水平度；
磁 轭：同心度、圆度；
键槽板：垂直度、径向间隙；
第四次预压紧
相关测量（压紧状态）
测量项目：
磁轭厚度；
上下压板径向水平；
磁轭圆度、同心度；
叠片至最终高度3580mm
检查铁片叠装方式对的；
安装补偿片；
检查调整
检查项目：
键槽板：相对高度；
下压板：水平度；
磁 轭：同心度、圆度；
键槽板：垂直度、径向间隙；

键槽板最终定位
磁轭最终压紧
压紧后相关测量及检查
测量检查项目：
抽查10%压紧螺栓伸长值；
磁轭高度（内侧和外侧）；
上下压板径向水平；
下压板波浪度及相对高程；
磁轭同心度；
磁轭半径（9164.6±1）；
键槽板焊接
测量磁轭同心度、键槽板与磁轭间隙，拟定热加垫厚度并准备垫片
键槽板及转子支架防腐涂漆
热加垫

安装制动闸板
热加垫后磁轭检查
测量检查项目：
磁轭同心度及半径，半径在设计值9165.6±0.76mm；
下压板水平度；
下压板与转子下法兰面距离；

图1转子组装工艺流程图
4. 安装工艺细节说明
4.1. 施工准备
4.1.1. 技术准备
1） 施工的技术人员全面收集、认真查阅设备制造厂家提供的技术资料；
2） 熟悉安装图纸及相关标准，并参考图纸资料编制施工措施；
3） 结合向家坝水电站转子组装施工现场的具体条件，对参与转子组装的施工人员进行具体的技术、安全交底；
4） 认真编制安装工艺卡，以便现场施工做到有据可查
4.1.2. 重要设备、材料及工器具准备
1） 按照工艺规定，准备测量、调整工具，对计量工具与设备进行校验，保证计量工具与设备在有效期内使用。
2） 根据转子外形尺寸设计制作转子磁轭叠装平台和爬梯。
3） 准备转子组装施工中所需要的专用工具、常规工器具以及消耗性材料。
4.2. 键槽板加工
4.2.1. 检查并调整转子上法兰面水平在0.02mm/m以内；
4.2.2. 测量已焊接完毕的28个转子立筋的绝对半径（分上中下三处）和键槽板实际尺寸；
4.2.3. 挂装键槽板调整、测量键槽板绝对半径，半径测量完毕后键槽板与转子支臂用钢字头进行相应的编号。
4.2.4. 计算键槽板厚度剩余量X=实测键槽板半径－键槽板实际尺寸－间隙值。
4.2.5. 预装一根键槽板，键槽板贴严转子立筋，测量键槽板的半径，根据此半径检查以上计算厚度的对的性。
4.2.6. 拟定键槽板的加工方法，保证键槽板与立筋有3~4mm均匀间隙，不能满足规定期，应给键槽板留足够厚度，通过打磨立筋达成键槽板焊接规定的间隙。
4.2.7. 用铣床加工键槽板背部，采用同一基准面进行加工，加工尺寸公差为±0.05mm。为保证键槽板与立筋板间隙，根据实测结果进行键槽板的加工。
4.3. 键槽板安装
4.3.1. 安装键槽板支撑，吊起键槽板，用厂家到货的固定工具将键槽板固定在转子支架上；
4.3.2. 键槽板安装完毕后保证键槽板与立筋之间焊接间隙；
4.3.3. 用水准仪、钢琴线调整键槽板的高程→挂钩距中心体下法兰面高差为395mm、调整时考虑磁轭叠片完毕和磁极挂装后转子支架的下挠，键槽板垂直度控制在0.5mm以内。
4.3.4. 用千分尺、测圆架测量键槽板半径，半径控制在设计值R8541±0.1mm并记录，同时调整键槽板是同心度。
4.3.5. 以第一根键槽板为基准，用测圆架、百分表调整其他键槽板高程、半径、径向垂直度、切向垂直度、弦距。键槽板垂直度控制在0.5mm以内，键槽板弦距控制在1912.06±0.2mm以内，挂钩高程偏差不大于1.5mm，相邻两挂钩高差不大于1mm。
4.4. 安装下压板
4.4.1. 清扫、去除下压板的高点，准备摆放第一块下压板；
4.4.2. 布置磁轭支撑，每个下压板底部布置两个支撑；吊装下压板，将内圆凹槽卡在键槽板上，内侧支撑点在键槽板挂钩上，外侧支撑在两个磁轭支撑上；
4.4.3. 用测圆架、水准仪调整第一块下压板的内半径R8511(0～+3mm)下平面与中心体下法兰面的高程差395mm、径向水平在0～1mm以内；
4.4.4. 用测圆架和百分表以同样方式调整其它下压板。
4.4.5. 在每块下压板的孔中插入长、短各4个叠片销，插入前润滑叠片销，叠片销下部用木方支撑。
4.5. 磁轭叠装
4.5.1. 按铁片出厂分类清单计算、编制堆积计划表。
4.5.2. 测量铁片厚度并计算补偿片数量、规格。
4.5.3. 磁轭试叠片
叠片至120mm高，调整下压板水平度在0～5mm以内，磁轭周圈波浪度、高度、圆度、半径，调整键槽板半径、垂直度及弦距，磁轭波浪度控制在5mm以内，磁轭高度控制在0～5mm以内，磁轭圆度控制在1.05mm以内，磁轭外径控制在9164.6±1mm以内，键槽板半径控制在R8541±0.1mm以内，垂直度控制在0.5mm以内，弦距控制在±0.2mm以内，调整定位销钉至灵活转动。
4.5.4. 叠片过程注意事项：
1） 检查叠片交错方式。
2） 随叠片高度增长往上移动叠片销。短叠片销一直留在磁轭中，直到最后压紧前再取出；
3） 用测圆架测量磁轭的同心度，塑料锤或楔子板调整磁轭，使磁轭与转子中心体同心度在0.2mm以内；
4） 用塑料锤左、右轻敲叠片销使铁片在切向对齐；轻敲铁片使磁轭在径向紧靠键槽板。
5） 根据计算结果叠补偿片，用叠片销对齐每张补偿片。
6） 磁轭调整好后应当可以用手转动叠片销。
4.5.5. 键槽板测量调整
1） 检查键槽板顶部与支架的高差，若不一致则调整下部支撑及键槽板的固定件。
2） 用钢琴线、百分表、测圆架检查键槽板的半径、垂直度，在键槽板与立筋板缺口间用千斤顶调整。
3） 检查键槽板垂直度、半径合格后拧紧固定件螺栓，在上下端用斜楔在切向楔紧。
4） 用水准仪和测圆架测量下压板水平，下压板周向波浪度在2mm以内，径向水平在0～1mm以内。
5） 用内径千分尺、百分表、测圆架测量并调整磁轭半径，半径控制在9164.6±1mm以内。
4.5.6. 继续叠片至预压紧高度；
1） 预压紧高度分别为700mm、1520mm、2023mm、3076mm、3580+5 0mm；
2） 叠片过程检查叠片交错方式，随叠片高度增长上移长叠片销。长叠片销的末端伸出长度不要超过200mm。不要移走下端的短叠片销，短叠片销一直留在磁轭中，直到最后压紧前取出。
3） 用塑料锤轻敲铁片使其穿过叠片销。
4） 进行压紧前的调整、测量；
5） 检查键槽板顶部与支架高差，若不一致则调整下部支撑及键槽板固定件。
6） 用水准仪和测圆架测量下压板水平，测量磁轭半径、检查磁轭的同心度。
7） 调整键槽板，使其完全垂直，并且和磁轭之间没有径向间隙。
4.5.7. 磁轭压紧
1） 安装预压紧工具，根据磁轭高度选用不同的套管，在套管之间套入2层铁片以保持螺杆直线度。在安装螺杆前事先润滑螺纹表面；
2） 用8台风动扳手对称、逐步拧紧螺栓。拧紧规定：先紧中圈螺丝，再紧中圈两侧螺丝，然后紧内圈，最后紧外圈，为防止磁轭铁片移动，紧压时不得一次拧紧螺丝，分三次压紧；
4.5.8. 压紧后测量
1） 在磁轭的内、外径用钢卷尺测量磁轭高度并记录。
2） 用直尺、塞尺测量上、下压板的径向平面度并记录。
3） 计算下次叠片的补偿片。
4） 用千分尺、百分表、测圆架测量磁轭半径和同心度并记录
5） 完毕后拆除预压紧工具。
4.5.9. 键槽板最终定位
1） 在键槽板最终定位前，要调整好磁轭同心度。
2） 在立筋板缺口处用楔子板将键槽板朝磁轭顶靠，使键槽板紧靠磁轭，用测圆架和百分表在相应的位置监视，直到磁轭显示位移。
3） 在立筋与键槽板之间均匀加入4组垫片塞实间隙，垫片与立筋点焊。
4） 对称顶紧其余键槽板。
5） 测量调整磁轭半径、垂直度、同心度符合技术规定；
4.5.10. 磁轭最终压紧
1） 用风动扳手对称拧紧2/3压紧螺栓。
2） 用液压工具分4次逐步对称加压拧紧压紧螺栓，直到螺栓伸长量达成规定，记录此时液压工具的压力。
3） 抽查10%螺栓的伸长量，磁轭压紧螺栓预紧力为462KN，螺栓伸长量为7.1±0.4mm以内，假如没达成规定的拉伸值，则加大压力再次拧紧所有的螺栓。
4） 在磁轭的内外径部位用卷尺测量磁轭高度并记录。
5） 用水准仪和测圆架测量下压板的径向水平度并记录。
6） 用内径千分尺、百分表、测圆架测量磁轭半径及同心度并记录。
7） 磁轭测量调整所有合格后进行键槽板的焊接。
4.6. 键槽板焊接
4.6.1. 焊接准备
1） 所有参与施焊的焊工都必须接受焊前施工技术交底和安全技术交底，并应认真学习和掌握焊接工艺方案所规定的各项技术规定。焊接时采用7名焊工同时对称施焊。
2） 焊材质量必须符合相应有规范规定，焊丝在焊前应清除表面油污等。焊条应在350℃烘烤1~2小时，在150℃左右保温，随烘随用。
3） 对焊缝坡口及坡口两侧各150~200mm范围进行清理打磨，清除焊缝表面的油漆、油污等。以便焊接及焊后超声波检查。
4） 对转子键槽板焊缝进行相应的编号。
5） 间隙垫板准备：准备4mm、3mm、1mm、0.5mm厚，250mm长，60mm宽的垫板，用于塞实焊接间隙。
6） 临时加强筋板、小楔子准备。
4.6.2. 键槽板加固
1） 将键槽板向转子磁轭顶紧，使键槽板与磁轭贴紧。并在焊缝缺口位置用楔子板固定。
2） 在焊缝内塞紧垫片，并在焊缝两侧点焊牢固。
3） 安装临时加强板，在每条焊缝的两侧中部只安装一块临时加强板，将临时加强板焊接到转子支臂上。焊完后，在键槽板和临时加强板之间打入楔子并点焊。打入楔子板时，应两侧对称施工，以免键槽板受力不均，偏向一边。
4） 在焊缝两侧打好样冲眼，径向距离约200mm，焊前测出原始距离，作为变形控制的依据。
5） 键槽板上、中、下加强筋板焊接时采用手工电弧焊。在每根键槽板的两侧应由两名焊工同时对称施焊，以免引起变形。
4.6.3. 焊接加温
1） 焊接加温温度为140~160℃。加温人员应布置好加温设备；准备好各种加温用材料。
2） 焊前加温预热时，应使温度缓慢上升，焊缝区域温度均匀。
4.6.4. 焊接监测
1） 上中下三环永久加强板焊接之前，应在上图所示位置测量一次，并做好记录，以便与后面焊接过程中的数据进行比较。本次测量最佳由不同的人各测量一次，以便互相校验。
2） 上中下三环永久加强板焊接之后，键槽板主焊缝开焊之前，应进行一次测量，并做好测量记录。
3） 开始焊接之后，应天天对焊后的每条焊缝进行测量，并作好记录。
4.6.5. 焊接
焊接前，对每根键槽板焊缝进行分段，所有的焊缝都采用手工电弧焊方法。焊接顺序为先焊接键槽板与上、中、下环的定位板，再焊接键槽板立焊缝。
键槽板与支架纵向焊缝示意图
4.6.6. 所有的焊缝都采用手工电弧焊方法，具体焊接工艺参数如下:
J507
焊条直径Ф
焊接电流A
焊接电压V
焊接线能量KJ/cm
平焊/横焊
3.2
100-130
20-24
≤40
仰焊/立焊
3.2
85-110
20-24
≤40
平焊/横焊
4.0
130-180
20-24
≤40
仰焊/立焊
4.0
120-150
20-24
≤40
4.6.7. 焊接层数如下图：

4.7. 焊后检查
1） 焊接工作完毕后，割除键槽板临时固定所用定位板及楔子板，并作打磨、补焊，PT探伤。
2） 对焊缝进行100%外观检查。
3） 对焊缝进行100%PT检查。
4） 对焊缝进行100%UT检查。
4.8. 磁轭热加垫
4.8.1. 测量磁轭半径并记录。
4.8.2. 在28根键槽板上下位置检测键槽板与磁轭之间间隙（在铁片内侧键槽内的小方槽处用楔块进行测量），然后结合磁轭圆度、设计涨量及结构补偿量等因素，计算出键槽板与磁轭之间加垫厚度。测量磁轭半径、圆度并记录。转子热加垫设计涨量为3.4mm。
4.8.3. 准备垫片
1） 磁轭热加垫片长度与键槽板长度一致，由于键槽板焊接受缩后各处间隙不等，垫片制作时可分段制作；
2） 进行垫片清扫、分类、编号，按照计算表分段准备。
3） 热套垫片由0.5~5mm的垫片根据计算厚度制成，现场用氩弧焊从侧面焊接成整体，制作完毕后进行编号。
4.8.4. 拆除磁轭支撑；松开键槽板支撑，但不拆除，用水准仪监测下压板与中心体下法兰面高程差，计算磁轭扰度。
4.8.5. 在转子上部布置温度监测仪，同时在磁轭上、下、内、外及支臂侧布置测温电阻；在转子磁轭上、下、内、外分别覆盖保温被；转子周向均布20台热风机，开始加温。
4.8.6. 加热磁轭到规定温度，每30分钟记录一次温度，在磁轭加热过程中，定期检测键槽板与磁轭间隙，当涨开间隙大于垫片厚度0.5~1mm时，进行加垫，拟定每一个垫片都能顺利插入后，一次在键槽板与磁轭之间插入所有垫片。
4.8.7. 慢慢减少磁轭温度至室温，每30分钟记录一次温度，冷却时间要长于72小时，根据温度变化情况分序（上/内/外）拆除保温被。
4.8.8. 冷却后测量磁轭半径、下压板的径向水平度并记录。
4.9. 转子附件安装
4.9.1. 安装制动闸板
1） 测量转子支臂下环与中心体下法兰的高程差和制动环厚度。
2） 计算制动环安装高程，计算中要考虑转子支架扰度，根据测量结果计算中间垫片厚度，准备垫片。
3） 用水准仪、百分表、测圆架测量制动环下表面的水平度，制动环高程。止动板圆周向波浪度规定在2mm以内，径向高差在0.5mm以内。
4.9.2. 所有螺栓按预紧力1500N.m进行预紧。
4.9.3. 安装转子上下环板与磁轭间隙挡风板
1） 安装上挡风板，焊接时上挡板时必须挡在键槽板槽内，并与磁轭内圆靠紧。
2） 清扫并确认下压板与下环间无异物后将环形挡板焊接在下环上，要与下环靠紧。
3） 转子清扫喷漆。
5. 质量控制措施
1） 水准仪、内径千分尺、框式水平仪等精密测量仪器，在转子组装前，必须经国家法定计量部门进行校验合格，方可使用。
2） 在使用内径千分尺测量转子半径或中心时，内径千分尺应提前12小时摆放在测量现场，以消除温差引起的测量误差；使用内径千分尺的撑尺位置应相同。
6. 施工重要工器具及材料
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
转子测圆架

套
1
厂家提供
2
内径千分尺
10米
把
1
厂家提供
3
水准仪
NA2
套
1

4
铟钢尺

把
1

5
磁轭支撑

套
1
厂家提供
6
磁轭键顶丝

套
1
厂家提供
7
磁轭顶丝

套
1
厂家提供
8
磁轭压紧套管

套
1
厂家提供
9
力矩扳手

把
14
厂家提供
10
气动液压泵

1台
11
液压拉伸器带高压软管
M42
根
9

12
测螺杆伸长值工具

个
1

13
超声波探伤仪
H3—600A

1件
14
垫片厚度测量工具

15
磁轭热套保温被

套
1

16
热风机

个
20

17
热电偶

个
60

18
数字测温仪

台
2

7. 劳动力组合
工种
机械
电焊
起重
探伤/测量
电工
普工
合计
人数
10
14
6
4
2
15
51
8. 安全技术措施
1） 转子磁轭叠装平台外侧应设立安全围栏，防止人员或工器具坠落；
2） 吊装应严格遵守起重有关安全操作规程，大件吊装应进行单项技术交底；
3） 进行焊接和切割作业时，严格遵守安全技术规程，并派专人监护，严防火灾。焊接时严禁在设备非焊接部位引弧，并保护好相临设备。转子焊接必须可靠接地，防止烧伤中心体法兰面。
4） 转子磁轭热套时应加强防火，在转子周边布置足够的消防器材，同时值班人员应不断严密巡视。

9. 工期计划
序号
名 称
施工工期
备注
1
磁轭堆积平台
5

2
键槽板预装
10

3
键槽板加工
15

4
键槽板安装
10

5
磁轭堆积
45

6
键槽板焊接
30

7
磁轭热套
15

8
止动板安装
10

9
转子盖板预装
5

10
磁轭叠装完毕验收
2