白鹤滩右岸电站定子定位筋安装质量控制措施

摘要：白鹤滩水电站水电站是世界上单机容量最大的水轮发电机组，其安装难度与技术标准同样也是世界之最。本文结合白鹤滩右岸电站定子定位筋安装施工经验，介绍了其发电机定子定位筋安装质量控制措施，以保证发电机组的安装质量和稳定运行。

关键词：白鹤滩；定位筋；控制措施

白鹤滩右岸电站定子定位筋为双鸽尾结构，共174根，每根定位筋分为9层托块与定子环板焊接为整体，定子环板厚度分别为50mm、16mm、20mm,定位筋托块厚度为：20mm，其直径为17770mm、高度为3750mm，采用熔化极气体保护焊（CO2+Ar）。由于定子尺寸较大、板厚薄，因此安装质量控制难度大，特别是作为发电机组核心部分，定位筋的尺寸将直接影响定子叠片与定子下线质量，因此如何有效的控制定位筋质量是工程质量保证的重点。

1 定子定位筋安装技术要求

白鹤滩右岸电站定子定位筋安装各项指标按照《1000MW水轮发电机组安装质量检测标准》执行，结合定子尺寸巨大、技术标准要求高等特点，在加固方式、环境控制与测量工艺等方面均需要严格控制，建立一套有效的施工工艺，保证施工质量。白鹤滩右岸电站定子定位筋技术标准如下表1。

表1 定子定位筋安装技术标准

2 定子定位筋安装质量控制措施

2.1 加固方式

（1）单头顶柱在定位筋焊接中为常用工具，其特点是可以对托块起到固定作用。在组装与点焊加固中单头顶柱的作用明显，可以高效、简便的控制托块位移，同样在定位筋托块打底焊接时由于托块只有四个加固点焊，所以单头顶柱固定作用可以有效的控制托块发生大量位移。白鹤滩右岸电站定子中环板厚为：16mm、上环为：20mm,存在板厚较薄易发生波浪变形的风险，单头顶柱在压紧托块的时候同样会使环板产生变形，如每层定位筋安装中反复进行拆、装，定位筋尺寸就会出现不断波动，对安装极为不利，因此在安装阶段采用整体加固的方式，将每个托块都安装单头顶柱，起到整体固定的效果，后续在定位筋焊接过程中进行拆除。

（2）双头顶柱作为弦距调整用工具，在安装阶段起到固定两定位筋之间距离的作用，在使用中同一层应全部安装起到整体固定作用。

2.2 环境控制

白鹤滩右岸电站为地下电站，定位筋在机坑内进行，由于烟囱效应，尾水洞内的风裹挟着潮湿空气，从尾水吹至机坑内，会引起定位筋施工环境温差大、空气湿度大等问题，因此环境控制也是定位筋安装质量控制的重要一环。

（1）定位筋在安装过程中会受到环境温度影响，为使定子定位筋安装区域实现温度的稳定，在定子上方安装有防尘棚，防尘棚上设有轴流风机起到通风作用，定位下方安装施工平台和测圆架平台，由于定子施工平台与测圆架平台不能发生接触，因此在两平台之间设计存在400mm的高差，此处的缝隙需要使用防火布进行封堵，避免尾水洞内的风裹挟着潮湿空气进入定位筋安装区域，同时在定子施工平台满铺塑料地板纸、外圈采用防火布封堵措施，以达到良好的封堵效果，形成封闭环境。

在机坑内进人门、墙体孔洞、母线出口都会对安装环境产生影响，因此进人门需要挂装门帘，同时保持常关状态，墙体孔洞与母线出口需要进行封堵。为保证温度的稳定，在定子外围还需要对称安装热风机、除湿机、空调等设备，起到控制温度稳定的效果。

2.3 测量工艺

测量是定位筋安装质量控制的基础，如何保证测量精度，在各环节需要注意的关键点和措施如下：

（1） 机组中心的测量措施

机组中心是定位筋的基础，在土建单位进行混凝土浇筑时，在机组轴线对称的8个方向分别埋设8个标桩点（φ160*5mm钢管，垂直埋设并与钢筋网焊接牢固），作为定子中心测量的基础测量点。

在机组下止漏环加工完成后，以下止漏环为机组中心开始机坑返点，使用电测法和三维激光测量互相效验，在调整钢琴线至机组中心后，分别测量各标桩点至机组中心实际尺寸，并详细记录测量数据，作为后续安装的基础尺寸。

（2）测圆架的测量措施

测圆架安装与效验是施工中测量的基础，其与机组同心度、垂直度、跳动值、回零值都是影响安装精度的主要因数。

在安装前预埋的8个标桩点，这些标桩点为测圆架的安装提供了基础数据，在使用一组对称4点安装测圆架后，再对另一组4点测量效验，在两组标桩都与原始数据对应无误后即可确定安装尺寸无误。

垂直度、跳动着、回零值采取进行定期检查，每3天一次，每次检查从测圆架中心至每一项指标都是需检查项目。

（3）定位筋半径的测量措施

半径的测量是定位筋的重要安装指标，他的测量精度影响到定子与转子的空气间隙、偏心值、圆度，因此在测量精度控制上采取三套测量办法互相验证的措施。

使用效验合格的测杆对定位筋点至测圆架中心柱进行测量，测量数据加中心柱半径，可得到测圆架实际对比机组中心偏差。

测量模具，为保证测量精度厂家提供了一套测量模具，其特点是刚性大，不存在扰度对测量精度的影响，缺点是使用笨重，需要多人一起操作和三维激光的配合。测量方法为：使用三维激光在基础平台测定两点距离，再使用测量模具对两点测量进行距离校对，最后按照校对的尺寸定位筋测点至测圆架中心柱距离。

使用三维激光测绘技术进行测量，定位三维激光设备后，在测圆架中心柱同高度上分别测量至少3个点，确定测圆架中心，再测量定位筋测点，最后合成数据，得到实际半径值。

以上三套测量方法的共同使用，可互相验证测量数据的准确性，一般取两组最接近的数据为最终数据，如果三组数据均存在较大误差或与过往测量数据误差加大，则需要重新测量，并多次对比效验。

2.4 定位筋组装

（1）挂装基准定位筋，使用单头顶柱和C型卡初步固定。

（2）基准定位筋径向和周向挂钢琴线采用电测法测量垂直度，调整基准定位筋合格后，挂装大等分定位筋。

（3）大等分定位筋采用测圆架调整半径，弦距采用理论值先调整，安装顺序为以基准筋为起点，顺时针调整1/3，再逆时针调整1/3，最后安装剩余部分，安装完成后通过各大等分定位筋之间的弦距差值至进行重新弦距调整，直至满足技术要求。

（4）大等分安装完成后，开始笑等分定位筋的安装，弦距按照大等分实际数字进行均分，半径以效验点为基础效验测量调整。

（5）小等分定位筋每安装完成一个开档后，使用电焊固定点焊。

2.5 定位筋焊接

（1）定位筋采用6名焊工对称位置同时、同向、同速、同规范焊接，9层环板按照从上至下8→6→2→4→1→3→5→7→9的顺序焊接，所有焊工在同一环焊接，每层环板上的托块焊接完成后，冷却30分钟再进行下一环托块的焊接。

（2）在打底焊接前，同一环板定位筋间用定位筋弦距双头顶柱均匀撑紧，单头顶柱全部撑紧，全面检查调整定位筋各项尺寸合格后，再进行焊缝焊接。

（3）打底焊接完成后拆除单头顶柱与双头顶柱，全面检查定位筋尺寸，根据第一道焊后检查纪录，在径向第二道焊缝焊前，对超差测点定位筋重新进行组装，待定位筋检查合格后，再进行径向第二道焊缝焊道焊接。

（4）每层焊接完成后进行一次整体测量，两天进行一次测圆架尺寸效验。

（5）每层定位筋焊接完成后才能进行下一层定位筋焊接。

（6）需严格控制焊接速度，单环的焊接速度应当保持基本一致。

（7）全部定位筋焊完后，全面检查定位筋弦距及径向尺寸，作好记录，并对超差点作相应的处理。

3 定子定位筋安装合格率

已经完成安装工作的白鹤滩右岸电站,定子定位筋过程严格按照本文提出的措施施工，在整个安装过程中，未出现任何指标数据超标，验收合格率99%、优良率98%。

4 结语

白鹤滩右岸电站定子定位筋尺寸巨大，具有在安装技术要求高，施工难度的特点，对定位筋安装人员技术要求起点较高。通过优化合理装配方案，控制现场施工环境、控制装配工艺并全程监测，及时地分析圆度、半径、垂直度等数据的变化并及时结合实际工作情况做出调整，从而有效地控制了各机组定子定位筋的施工质量，保证了定子的性能和发电机日后的平稳正常运转。

参考文献：

[1]李传法, 郭非易. 官地水电站水轮发电机定子定位筋安装调整技术[J]. 水利水电科技进展, 2013, 33(S2):11-12.

[2]刘攀, 张浩, 谭鋆,等. 焊接对定位筋安装与调整的影响[J]. 水利水电快报, 2019, 40(03):43-45.