天阿转子磁轭叠装及磁极安装技术措施

三峡地下电站机电设备安装与调试工程合同编号：TGP/ME-UG/JA-天阿转子磁轭叠装及磁极安装施工技术措施批准： 审核： 编制： 葛洲坝集团三峡地下电站机电安装项目部二一年十二月马昭之葛洲坝集团机电建设有限公司 天阿转子磁轭叠装及磁极安装施工技术措施目 录1 概述11.1 工程简介11.2 技术参数11.3 施工依据12 工艺流程23 施工准备24 施工技术措施34.1 中心测圆架安装34.2 大立筋安装34.3 磁轭下压板安装34.4 叠片至120mm高44.5 通风槽片安装44.6 磁轭压紧44.7 大立筋焊接与监测54.8 转子热套54.9 制动板安装74.10 转子上、下盖板安装84.11 磁极安装85 质量标准与验收95.1 质量标准95.2 组装验收项目106 安全技术措施107 文明施工与环境保护118 危险源辨识119 进度计划与劳动力组合12三峡地下电站机电安装项目部 马昭之葛洲坝集团机电建设有限公司 天阿转子磁轭叠装及磁极安装施工技术措施1 概述1.1工程简介天津ALSTOM（简称天阿）制造的为地下电站30#，29#机组。天阿转子由中心体、圆盘支架、磁轭、磁极等部件组装而成。中心体与圆盘支架（14瓣斜支臂结构）组装焊接成整体，磁轭由2万多张重量约37.5kg的铁片叠装而成，高度 34005mm，半径9051.60.93mm，热套后半径9052.60.93mm，总重量947吨；磁极总数为84个，单个磁极重5t，挂装后的转子半径 R9369.20.93mm，直径为18738.4mm，总重量1889吨。组装后的发电机转子是机组单件最重的部件。1.2技术参数转子磁轭叠装及磁极安装主要技术参数，见表1-1转子支架组装主要技术参数表。转子中心体下法兰水平0.02mm/m测圆架与中心体同心度0.05mm下压板内外水平差0.3mm大立筋挂钩水平差1mm磁轭圆度0.93mm大立筋挂钩与下法兰高程差6580.5mm热套前磁轭与中心体同心度0.2mm热套前磁轭鸽尾内半径R=8984.5mm磁轭高度34005mm制动板周向波浪度2mm制动板水平错位1mm磁极半径9369.20.93mm磁极挂装磁力中心的偏差2mm磁极垂直度0.93mm磁极圆度0.93mm转子与中心体同心度0.2mm表1-1： 转子组装主要技术参数表1.3施工依据1）水轮发电机组安装技术规范(GB8564-2003)2）天阿三峡地下发电机转子磁轭叠装工艺守则3）天阿所提供的安装图纸4）焊材管理及无损检测等相关焊接技术规范和标准5）天阿零部件涂漆及防锈工艺守则2 工艺流程工艺流程，见流程图2-1工装制作修缮到货设备清点下压板打磨检查支架焊缝位置补漆中心测圆架安装立筋坡口位置打磨除漆大立筋挂装调整下压板安装调整叠120mm调整验收磁轭叠装预压磁轭最终压紧热套垫片准备大立筋焊接制动环安装磁轭加温热套转子上、下盖板安装磁极挂装、附件安装转子清扫检查验收整体耐压挡风板安装、喷漆流程图2-1：转子组装工艺流程3 施工准备1） 工程技术人员、施工作业人员仔细阅读图纸，施工方案，熟悉相关安装程序、技术标准。以及图纸上的细节、注意事项。2） 制作修缮转子磁轭、叠片销以及大立筋挂钩支撑、叠片平台，转子组装使用支撑，应对螺纹焊缝进行目测检查。3） 参照施工技术措施准备常用工具及测量工具。4） 对照焊接、安装工艺要求，准备好临时加固板、楔子板，需要下料加工的提前准备。对加热设备进行清点、检修、增补。5）到货设备按照安装顺序进场，清点清扫，依照图纸检查设备尺寸。施工场地根据现场施工需求合理布置。6）对转子上平面孔洞用木板或竹跳板进行临时封堵，防止坠落。7）设置专门场地，对安装附件进行清扫、存放，场地要求防雨防潮。8）依照图纸制作转子磁轭热套保温棚支架。9）到货设备按照安装顺序进场，清点清扫，依照图纸检查设备尺寸。4 施工技术措施4.1中心测圆架安装4.1.1 吊装测圆架，挂装前后支臂，装好其他附件，加配重，调整前后支臂平衡。4.1.2用框式水平仪调整测圆架水平至0.02mm/m范围内。4.1.3利用测圆架和百分表测量调整转子中心体下法兰水平度至0.02mm/m。4.1.4用百分表检查测圆架在某一定点旋转一周后的数据（0.02mm），若有偏差，可调整中心支拄的顶丝直至达到要求。4.2大立筋安装4.2.1 大立筋预留15的加工余量，根据转子中心体与支臂焊接产生的径向收缩实际值进行加工。实测转子支架腹板半径、大立筋预留焊接间隙为3、大立筋安装半径R8367，计算大立筋加工量。4.2.2 吊起大立筋，用角钢、螺栓和底部支撑将大立筋固定在转子支架上。4.2.3 调整一根大立筋的半径和垂直度及高程，以此为基准，用测圆架打表的方法，测量上下的半径挂装调整其它大立筋。4.2.4用水准仪调整大立筋挂钩平面与中心体下法兰高程差6580.5，半径R83671、垂直度可用测圆架、框式水平仪测量。4.3磁轭下压板安装4.3.1 吊装下压板，内侧与大立筋挂钩搭接，外侧用螺旋千斤顶支撑。下压板底面与中心体下法兰高差658mm。4.3.2 按照图纸将下压板摆放在磁轭支撑上，水准仪调整下压板下平面与中心体下法兰面的高差、水平至合格。4.3.3 按照厂家的工艺守则附图在每块下压板的孔中插入长、短各4个叠片销，叠片销下部用木方支撑。4.4补偿片叠装4.4.1 对补偿片进行清理分类，去除毛刺、卷边。4.4.2 选取不同分类的冲片，用外径千分尺在冲片的内中外各测量4个点，计算平均值，与冲片设计厚度比较，得到补偿片增加的层数。4.4.3 在磁轭叠装的一定高度增加补偿片内外，磁轭的周向可根据分段压紧后实测高度进行补偿。4.4.4 注意：补偿片必须加在同一层铁片的中间，不能加在层与层之间。4.5叠片至120mm高4.5.1 叠片510层，检查下压板的水平偏差，周向波浪度1mm，大立筋背部焊缝对齐情况，用楔子板或千斤顶调整至最佳状态。4.5.2 用楔子板楔在大立筋与立筋板缺口处，使大立筋紧靠磁轭。4.5.3 根据铁片厚度的测量计算补偿片的数量及规格。4.5.4 继续叠片至120高，检查大立筋与磁轭无间隙。4.5.5 随叠片高度增加逐步取掉磁轭主键与主立筋的连接螺栓。4.5.6 检查销钉与磁轭配合情况，用手转动叠片销为最佳。4.5.7 测量调整大立筋半径、弦距、垂直度，磁轭半径、下压板水平合格。4.5.8 继续叠片至第一次压紧高度。4.5.9 安排专人对叠片进行整形，整形工具选用塑料锤或铜锤，沿径向敲击冲片紧靠主键无间隙，巡视检查有无叠片错误。4.5.10 检查实际增加补偿片层数与记录是否吻合，确定冲片内外得到补偿。4.6磁轭压紧4.6.1 磁轭叠装分3次预压紧，压紧理论高度为710mm,1733mm,2996mm(实际预压紧高度根据工具螺杆、套管长度及磁轭高度来计算)。压紧时，先将压板吊入磁轭上，事先润滑螺纹表面，插入螺杆连成整体。安装预压螺杆时应注意，避开磁轭定位销的安装位置并预留出从磁轭高度测量孔，每张磁轭冲片至少应在中圈留出整圆均布的两个测量孔。4.6.2 测量并调整压紧前的磁轭半径、圆度、下压板水平及磁轭高度。4.6.3 用8台风动扳手，按对称、均布、同步紧固，径向按中、内、外圈的顺序压紧，压紧力矩参考值为2450Nm,检查压紧后磁轭高度，确定下次补偿片的添加方案。4.6.4 测量压紧前后磁轭半径、高度，计算压紧后磁轭波浪度，磁轭总高度3400。4.6.5 用预压螺杆压紧磁轭，测量磁轭圆度、垂直度、半径、高度，各部均达到设计要求后进行更换永久螺杆压紧。（1）抽查10%的永久螺杆，用液压拉伸器和套管分3次逐步加压拧紧永久螺杆做拉伸试验，拉伸值为6.47.2mm时，记录此时液压工具的压力。检查所有螺杆的直线度是否满足图纸要求，仅允许1个方向变形且直线度0.3mm/m,否则需对螺杆进行机械校正或更换备品。（2）将下压板螺杆长度按设计要求调整一致。（3）用液压扳手圆周方向上对称分成8组压紧，共分5次逐次增加压力拉紧直至最终压力值。（4）在磁轭的内外径用卷尺测量磁轭高度并做记录。（5）用水准仪和测圆架测量上下压板的水平度并记录。（6）用内径千分尺、百分表、测圆架测量磁轭最终要紧后的半径并记录。4.7大立筋焊接与监测4.7.1 用液压千斤顶支撑在支架腹板缺口处，将大立筋顶向磁轭，用测圆架在磁轭外圆处监测，百分表微动0.01-0.02即可，大立筋紧靠磁轭无间隙。4.7.2 在腹板与大立筋之间的缺口处打入楔子板，检查焊接预留间隙在 3-4之间。4.7.3 用相同的方法顶紧其他大立筋。4.7.4 用20厚钢板制作加强筋板，焊于支架腹板上，固定每根大立筋有三组加强筋板，打紧楔子板，将大立筋固定。4.7.6 在每个大立筋的两侧，分上中打3组样冲眼，用游标卡尺测量样冲眼距离做好原始记录。便于在焊接过程中产生的变形进行监测，及时改变焊接方法，达到控制焊接变形的目的。4.7.7 按照厂家的焊接工艺进行大立筋焊接和探伤检查。4.7.8检查磁轭焊接后下压板水平、磁轭半径、圆度。4.8转子热套4.8.1 转子磁轭热套是通过对磁轭加温使之膨胀，在大立筋与磁轭之间产生间隙，加入垫片，冷却降温收缩后的过盈量使磁轭与支架紧箍形成整体。热套前磁轭鸽尾内半径R=8986.10.93。热打键紧量为3.2。磁轭重量是 947t。加热热套时，使用20台热风机和辅助加热板同时对磁轭进行加热。4.8.2磁轭热套加垫准备：（1）将到货的垫片按规格（0.35）分类，整理。处理变形，去除毛刺。（2）拔出键槽中的3垫片，测量主键与大立筋之间的间隙值。（3）磁轭热打键紧量值为5mm，加上实测间隙值，并综合考虑其它因素，分别计算出32根大立筋所需加垫的厚度。（4）根据实测数据进行配垫，制作垫片时，两边为厚垫，薄垫夹在中间，用型卡卡紧，检查垫片厚度用外径千分尺。垫片厚度核实后，用无飞溅氩弧焊分段焊牢。完成后将垫片下端打磨成弧形。（5）全部垫片配制完成后，对照数据检查，确认无误，做好标记备用。（6）将支架内临时加固筋板割除，打磨干净。（7）制作保温棚支架。用50mm 角钢长度为1000mm，现场钻孔M18孔，用M16 螺栓与压紧螺栓孔连接。（8）拆除磁轭、主立筋支撑，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。4.8.3磁轭热套（1）磁轭热套的方式是采用热风机加热。热风机单台功率为29-39KW，加热总需要量为596KW。20台热风机580-780KW同时加热。每台热风机设有6个温度控制挡，可根据温度变化情况调节加热温度的升高或降低。在转子外围搭设一圈防风棚，防止风引起温差。（2）布置热电偶：用于监控磁轭不同方位温度上升或下降的变化情况。磁轭整个圆周共分7个点，每个测温点沿着磁轭内外上中下布置6个RTD温度传感器，共需42个。所有热电偶连线的一端接到温度监控仪上，另一端用胶带粘贴在磁轭上。（3）检查RTD感温线是否损坏，磁轭与监控仪之间的连线用套管保护，避免加热过程中损坏或踩断而影响测温。RTD感温线接入监控仪后，对线路进行调试。（4）布置热套胀量监测点：用制作的塞规和游标卡尺测量磁轭冲片背部小槽深度，用于加热开始后分时段测量温度上升时磁轭的膨胀量。（5）布置保温棚：棚布选用 专用保温被。在磁轭的周向上，棚布支架的间距为 1.5m，用 M16 螺栓固定在磁轭压紧螺栓孔中，转子整个圆周共布置40个支架。磁轭外圆与保温被之间留有 200 间隙距离，以利热风循环。磁轭内圆铺设保温被 沿磁轭与支架的间隙放入，预留 100 的通风距离，内外圈保温被磁轭下端粘合， 形成对磁轭整体包裹。（6）所有保温被的接缝处用胶带粘贴或用铁丝扎牢，防止漏风。（7）再次检查 RTD 感温线是否正常显示各监控点的温度。（8）布置热风机：沿保温棚均匀布置20台热风机，接通电源空转试机。加热开始前，用低挡开启通风，检查处理磁轭内外保温棚漏风情况。（9）加热的温升控制在 5-10/H，可根据磁轭温升逐步增加热风机档位，提高温度。开始加温后每小时记录一次温度，当磁轭上部温度达到 50时，每 30 分钟记录一次温度。（10）检查大立筋与主键之间的间隙，间隙值比实际加垫厚度大 0.5-1 ，方可加垫。加垫前也可用 适当厚度垫片进行试槽。（11）若磁轭与转子支架的温度同时上升，或温差接近，可采用在支架内布置电风扇散热。也可采用向支架浇水的方法，来降低支架的温度。（12）对称同时放入 28 根垫片，检查确认所加垫片。4.8.4 磁轭降温（1）将热风机每小时降低 1 挡，降至0档后停止供风。降温时温度控制在 1-3，保持圆周上各部位温度基本一致，记录降温时数据。（2）掀开磁轭上下端保温被缺口，逐步增大缺口的长度，使磁轭自然冷却。当磁轭内外温度降低至 30，掀掉全部保温被，拆除支架。磁轭冷却到室温，拆除外围防风棚。（3）测量磁轭加垫后的半径。圆度。高度。（4）用液压扳手对磁轭压紧螺栓普紧一遍，压紧力矩参照磁轭最终压紧力。4.8.5 磁轭键挡板安装（1）测量上压板与主立筋的上表面的距离并记录。（2）测量挡板的厚度并记录。（3）根据1、2的结果，计算挡板和上压板之间所必须的垫片厚度。（4）用液压工具松开压紧螺栓，拆除临时压紧挡板。（5）割除垫片、副键的上端露出部分，使其与磁轭键相平。（6）按图纸安装挡板，用液压工具压紧螺栓，压紧力矩参考最终压紧。（7）检查挡板下表面与主立筋应留有间隙。4.9制动板安装4.9.1 拆除大立筋支撑。4.9.2 将制动板及附件清扫，去除毛刺。加垫的垫片按照规格分类。4.9.3 将制动环螺栓孔周围打磨除漆，预装制动环，降把紧螺栓固定块与转子支架对焊以固定制动环位置。4.9.4 用水准仪将中心体下法兰高程返到制动板。4.9.5 制动板装上附件，螺纹上胶，用力矩扳手扳紧。用手推车移至安装位置，结合设计高程增加或减少垫片。制动板安装为俯看顺时针，周向波浪为3，径向水平度为1，旋 转方向前后高低差为0-0.5。先调整2块或4块基准板后，可用测圆架架表调整其他制动板。4.9.6 按照技术要求检查验收已调整好的制动板。测量工具：水准仪、百分表、刀尺。4.9.7 安装磁轭下端内侧挡风板，半径R7285，拼装后与下环板焊接。4.10转子上、下盖板安装4.10.1 全面清扫磁轭，彻底检查确认磁轭中无异物。4.10.2 转子上盖板安装（1）预装上盖板，测量上盖板与转子支架上表面距离，据此调整径向盖板至适当高度。（2）安装径向盖板并与支架点焊固定。（3）拆除上盖板，完成径向盖板的焊接。4.10.3 转子下盖板安装（1）测量制动环与下压板的距离，据此切割外围盖板的高度。（2）将外围盖板用螺栓拧紧在压紧螺杆上。（3）用测圆架测量外围盖板的半径。（4）磁极高程调整完后焊接外围盖板与下压板。（5）在转子支架上标记内侧盖板支撑板的位置，将支撑板焊到支架上。（6）将内侧盖板与支撑板及支架焊接。4.11磁极安装4.11.1 检查、清洁制动板、挡风板等部位金属粒、焊碴。4.11.2 清除磁极槽内的毛刺、高点，与磁极接触面应平整、干净无杂物油污。4.11.3 对磁极进行外观检查。检查磁极有无碰伤、紧固螺栓是否有松动现象。4.11.4 将磁极顶丝安装在下压板上，划分单个磁极铁芯中心，用水准仪从转子下法兰高程返到顶丝上平面，调整顶丝的基准高程。用百分表或水准仪调整其他顶丝高程，作标记。4.11.5 根据厂家提供的单个磁极重量进行配重。将单个磁极重量用钢印打上端鸽尾处。转子整个圆周分为八等分，每个等分为 8 个磁极，每等分内的对称方向的重量10 。注意 1#和 80#磁极引线位置。4.11.6 磁极挂装结合磁轭热套后的半径、圆度、空气间隙等因素来确定磁极的加垫厚度。垫片为通长、等厚，清理去除毛刺，按照规格分类。除去磁极表面油漆，根据已经确定的数据，用氩弧焊将垫片焊在磁极铁芯上。4.11.7 清扫磁极，压板处用玻璃丝绳封口。作单个磁极的绝缘、耐压试验。4.11.8 使用磁极键前需先检查磁极键的螺栓是否有松开，整体是否弯曲严重。有上述情况需要处理。4.11.9 沿转子轴线方向先挂装4个磁极，打紧磁极键，测量挂装磁极高程2、半径、垂直度。若挂装的磁极半径超差，则改变垫片的厚度。确定挂装磁极的相关数据后，再挂装其它磁极。4.11.11 检查磁极挂装后垫片与磁轭之间的间隙，用塞尺实测。4.11.12 用内径千分尺、百分表、测圆架检查磁极半径、垂直度、圆度以及同心度。4.11.13 单个磁极在挂装后作绝缘、耐压试验。4.11.14 连接阻尼环、极间连线。安装楔块、阻尼环支撑杆、磁极键压板等附件。安装附件的螺栓涂上乐可泰胶。用设计扭力板紧，锁定好这些附件的螺栓锁定片。用0.10的塞尺检查组合面的间隙。拆除支架支撑，测量磁极挂装后的扰度。4.11.15 安装上下磁极挡风板。内圈与压紧螺栓相连，外圈与阻尼环支撑相连，螺栓上胶紧固。4.11.16 转子磁极整体耐压。整体清扫、喷漆（磁极、阻尼环、极间连接线及附件为9130红瓷漆。转子表面聚胺脂面漆，全面检查验收。5质量标准与验收5.1质量标准见表5-1质量标准表 单位：mm序号检查项目质量标准备注1转子中心下法兰水平度0.02mm/m2大立筋半径R=8367(0-1)mm3大立筋挂钩与下法兰高差6580.5mm4大立筋垂直度（切向、径向）0.15mm/m5磁轭鸽尾内半径R=8984.50.93mm6磁轭圆度0.93mm7下压板内外水平差0.30mm8磁轭高度34005mm9磁极半径R=9369.20.93mm10磁极同心度0.2mm11磁力中心线高程偏差2mm12转子直径=18738.4表5-1质量标准表5.2组装验收项目（1）转子中心体支撑环用水准仪测量高程，用合象水平仪检查水平。（2）圆盘支架与中心体组装后，先测量转子上法兰水平，用卷尺检查支架半径，水准仪测量支架水平度，将组装尺寸控制在合格范围。焊后检查验收。（3）测圆架安装与转子上下法兰为基准，上下止口处调整中心。等支架、配重全部安装完成，再重新调整一次。检查尺寸在合格范围。（4）检查大立筋弦长、切向垂直度、挂钩高程，调整一根为基准，用测圆架架表测量其它大立筋。下压板水平、波浪度，磁轭半径、圆度验收。检查工具有测圆架、水准仪、框式水平仪、塞尺。（5）磁轭叠片完成，测量高度、半径、圆度、压紧螺栓伸长值。压紧螺栓伸长值用架百分表的方法检测，得出压力值。抽检螺栓总数 10%。（6）制动板安装周向波浪度、径向水平度必须满足设计要求，检测工具水准仪、测圆架、刀尺。（7）磁极开箱进行外观检查。顶丝高程从下法兰返点。挂装后验收磁极的高程、半径、圆度、垂直度。其它附件安装满足设计要求。（8）转子组装完成后整体清扫、喷漆、验收。6安全技术措施6.1 施工区域设置围栏，悬挂安全标志。6.2 转子支架组装后，将中心体与支架的孔洞用木板封住,转子上平面外围需制做围栏防护，焊接时应采取必要的措施防止焊接飞溅烫伤、电弧灼伤。6.3 在使用电焊、气割作业时，严格遵守安全技术规程，布置灭火器，派专人监护。6.4 转子测圆架调整完成后，避免在测圆架上放置重物。吊装设备时严禁撞到测圆架。6.5 叠片时，作业人员应对好键、销，轻轻放置；叠片平台需定期进行检查保养防护，及时发现并处理隐患，保证平台的牢固可靠，行走过道严禁堆放重物，叠片平台过道荷载5人，单个承重平台荷载6T。设置警示标语提醒，避免超载现象。6.6 设置专门的清扫场地，围上围栏，配置灭火器，挂安全标识。6.7 压紧时，单个套管较重，应吊至施工最近距离，摆放时轻起轻落，不可用力过猛，而引起其他套管倒塌伤人。6.8 转子磁轭热套前，将大立筋与主键间隙塞入防火布保护。热套时，应设专门巡视人员，并配置灭火器。6.9 转子磁轭上挡风板、制动板安装后，采取保护措施，避免金属异物掉入。6.10 大型重物吊装，应进行技术交底，安排专人对起重设备进行监护。6.11 转子吊入机坑后，如有焊接，必须接专用地线。7文明施工与环境保护7.1 作业人员进入现场，必须穿戴整齐。7.2 现场到货设备箱在预定位置摆放整齐，开箱清点后，设备再回放箱内，清扫时再搬出。7.3 设置专门的清扫场地，挂标识，并在地上铺塑料布保护地面，及时清理废弃物。7.4 每天施工的工前、工中、工后，及时清理现场，保持整洁干净，垃圾分类处理。7.5 在转子施工区域周围应无污染源，若使用角磨机、砂轮机、切割机时，应远离转子，防止金属粉尘进入转子中。7.6 转子安装地周围应预留 3-5m 区域，无设备、无杂物放置。设置专门人员通道。7.7 现场设置专栏，张贴工艺措施、工艺卡、危险源辨识牌，三工活动牌。7.8 禁止在现场使用切割机锯木材。8 危险源辨识 危险源辨识见表8