龙江水电站天津ALSTOM机组转子支架安装工艺

摘　要：龙江水电站安装3台单机容量86MW立轴混流式水轮发电机组，机组由天津ALSTOM供货。本文对龙江水电站水轮发电机组转子支架安装工艺进行论述，为同类机组转子支架安装提供借鉴经验。

关键词：发电机; 转子支架; 安装

1  概述 （根据龙江定子设计修改）
1龙江ALSTOM发电机转子支架采用无轴的圆盘式结构，由1个中心体和2个扇形体现场组装后焊接而成，中心体上法兰和上端轴螺栓连接，下法兰和推力头、发电机下端轴分别螺栓联接。中心体重13.586T，每个扇形体重6.798T，转子支架组装后总重31.519。
2 转子支架安装主要工序
   施工准备→中心体、支臂焊缝、清扫打磨→吊中心体到支撑缸上→中心体调整→对称挂装扇形体→扇形体调整→转子支架焊接、无损探伤→转子支架喷漆。
2.1施工准备
　　准备施工工器具以及防护用品。清扫转子及扇形体支墩及楔子板。准备防止焊接变形的加强板。用框式水平仪（0.02mm/m）检查、调整中心体支墩上法兰水平，控制在≤0.02mm/m。
2.2转子支架组装
   用厂房桥机将转子中心体按照中心体上标记的方位吊至组装支墩上。用框式水平仪（0.02mm/m）在中心体上法兰面的四个垂直位置测量水平，测点作好标记，水平度控制在0.03mm/m,用水准仪检查中心体上下法兰面的高差1450mm。在中心体上摆放平衡梁及求心器，悬挂钢琴线，要求钢琴线与转子上下法兰面内镗口的同心度在0.02mm之内，检查上、下法兰止口的绝对半径。扇形体调整：复测中心体水平，要求水平度：0.03mm/m。检查扇形体上、下环分别与中心体上、下法兰面的高差，高差为200mm,平行度控制在3mm以内。检查支架半径R3143.5mm。检查扇形体立筋板半径，以立筋为测点，半径为R2973.5mm，应考虑焊缝的收缩量。检查立筋板之间的弦长，弦长为：1539.2mm。检查、调整转子上、下环板平面度。
  
2.3转子支架焊接
转子支架组装完成，各部尺寸合格后进入焊接工序。
　　焊接工艺规程：1）焊接材料：焊材为J507，规格为?3.2、?4.0.焊前，焊条须在350℃烘烤1~2小时后降温至150℃保温，焊接时装在保温良好的保温筒内，随用随取。2）预热温度：所有工地焊缝焊接前应预热至80℃，预热采用电加热片加热，加热用温控仪控制，温度控制在不偏离预热温度的10℃。加温派专人用红外线测温仪定时测量，并作好加温记录，至少每半小时记录一次。3）焊接方法： 现场焊接采用手工电弧焊，全位置焊。采用直流电源，极性DCEP；焊接时须短弧操作，以窄道焊为宜。4）摆幅控制：焊接采用多层多道焊，焊条摆幅不超过焊条直径的4倍。5) 清根方法：为防止碳弧气刨清根后出现渗碳层，采用角磨机将渗碳层打磨掉1~2mm，全部露出金属光泽，PT检查无缺陷后才能焊接。7）消应力措施：除第一层和最后一层外，其余各层均采用风铲敲击焊缝消应力。8)焊接要求:焊接过程中应严格控制层间温度≤250℃，焊接操作宜连续完成，若中途停焊必须采取保温措施，恢复施焊时应达到预热温度要求。对于图纸中标注的1、2级焊缝，背面清根后必须进行PT检查。焊缝必须采用多层多道焊，每层熔敷金属厚度小于5~6mm且每层之间的接头必须错开30~50mm。
每焊一道，清渣一次并作检查，如发现缺陷及时清除、修补再作检查，不允许带缺陷进行下一步操作。焊后清除临时工艺支撑后，应对该处补焊、修磨并做PT检查。
   焊接顺序:1. 总次序:先焊接中心体和支臂间的立焊缝，采用分段、对称、多层多道的方法进行焊接。中心体与支臂间立焊缝焊接完成后，再进行两瓣扇形体间径向缝的焊接，此时检查弦长决定上、下环缝的焊接顺序。2.立焊缝焊接顺序:
立焊缝共12条，分为3组，每组3条立缝，由4名电焊工对称按顺序施焊，每次焊其中一组。将立焊缝分为5段，在每条立缝的第4、5段加间隙板，在第2、3段的背面（有组合块的一面）装焊150×60×20的定位板，如下图所示：

                         
                         
                         
                        
　　开焊时，先焊各组的正面前3段至8~10mm，在背面将此3段背面打磨清根，PT或MT检查合格后再焊各组背面前3段至8~10mm；用气刨和角磨机从正面取掉各组在第4、5段的间隙板，并且刨掉组合块和定位板，清理干净，焊各组正面的第4、5段至8~10mm，在背面打磨清根，PT或MT检查合格后焊各组背面至8mm~10mm，高度后，取掉扇形体的所有支墩，让扇形体在悬空自由的状态下根据立缝角变形量调整工艺，按5段的先后顺序将各组的正面填充并完成盖面，最后在各组背面填充并完成盖面。
焊接变形中的控制过程:
（1） 分别在立焊缝清根焊接2层后、立焊缝焊完后、径向焊缝清根焊接2层后、径向焊缝焊完后检查中心体的水平，上、下法兰止口半径，立筋半径、弦长、上、下环板的平面度，将其控制在要求范围内。
（2） 立焊缝焊接时，监测立焊缝的角变形情况，及时调整分段次序、分段长度、焊层厚度、焊接电流、焊条直径来使角变形最小。
焊缝检查:对焊缝进行外观、渗透和超声波无损探伤检查，具体如下：
（1） 对所有立焊缝进行100%UT检查；
（2） 对所有径向焊缝进行100%UT检查；
焊接后验收
a)  检查中心体水平，要求水平度：0.03mm/m，中心体上、下法兰同心度，止口绝对半径。
b)  检查扇形体上、下环板分别与中心体上、下法兰面的高差，高差为200mm，平行度控制在3mm以内。
 c)  检查支架半径。
d)  检查扇形体立筋板半径，以立筋为测点。
 e) 检查立筋板之间的弦长。
 f) 检查转子上、下环板平面度。
3  施工中遇到的主要问题
    (1) 中途停焊保温措施不容易保证焊体达到预热温度，实际根据工作量进行预热。
4  结束语
    龙江水电站水轮发电机组转子支架安装中采用了多项新技术、新工艺，值得国内同类电站机组学习和借鉴。