淺析定子下環(huán)板水平超標(biāo)的調(diào)整方法

陸建峰，祁康全，張廣華

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司緊水灘水力發(fā)電廠，浙江麗水323000）

淺析定子下環(huán)板水平超標(biāo)的調(diào)整方法

陸建峰，祁康全，張廣華

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司緊水灘水力發(fā)電廠，浙江麗水323000）

近些年，20世紀(jì)80、90年代投運(yùn)的水輪發(fā)電機(jī)組，多數(shù)出現(xiàn)了定子矽鋼片滑出的問題，給機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了威脅。通過定子改造，采用新材料、新工藝，提高定子可靠性是較為有效的處理方法。本文介紹了緊水灘電站定子改造時(shí)，原定子機(jī)座不進(jìn)行改造的情況下，對(duì)下環(huán)板波浪度超標(biāo)的測(cè)量、處理方法，為同類型機(jī)組改造提供借鑒。

定子機(jī)座；下環(huán)板；波浪度

1 概況

緊水灘電站位于浙江省麗水市云和縣甌江的大溪支流龍泉溪上，是甌江流域龍泉溪梯級(jí)開發(fā)中最早開發(fā)建設(shè)的大型電站。緊水灘電廠原設(shè)計(jì)有6臺(tái)單機(jī)50 MW的混流式機(jī)組，總裝機(jī)300 MW，先后于1987～1988年投產(chǎn)。水輪機(jī)型號(hào)為HL220-LJ-300，額定轉(zhuǎn)速 200r/min，發(fā)電機(jī)型號(hào)為SF-K50-30/6400，立軸懸式。

從2005年開始，緊水灘電站的6號(hào)、2號(hào)、3號(hào)發(fā)電機(jī)相繼發(fā)生定子鐵心下端部矽鋼片松動(dòng)滑出損壞定子線棒事件，而1號(hào)、4號(hào)、5號(hào)發(fā)電機(jī)定子鐵心下端部矽鋼片也存在不同程度的滑出，嚴(yán)重威脅發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行。后期檢修時(shí)雖然采取了發(fā)電機(jī)安裝下?lián)躏L(fēng)板、定期對(duì)發(fā)電機(jī)定子鐵心進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查并在鐵心滑出部位加焊不銹鋼拉勾等措施，但定子鐵心松動(dòng)與矽鋼片滑出問題沒有得到有效扼制，無法從根本上解決設(shè)備隱患。為此，電站于2012年逐步對(duì)發(fā)電機(jī)定子進(jìn)行改造。

2 定子改造范圍的選擇

緊水灘電站原定子為分瓣式結(jié)構(gòu)，三瓣定子分別在工廠疊裝后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)拼裝而成。定子改造前電站邀請(qǐng)哈爾濱電機(jī)廠設(shè)計(jì)專家對(duì)定子和上機(jī)架振動(dòng)情況進(jìn)行了核算，確定定子和上機(jī)架聯(lián)合結(jié)構(gòu)關(guān)鍵振動(dòng)模態(tài)頻率均有效避開了機(jī)組相應(yīng)的激振頻率，滿足振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，機(jī)組歷次A、B級(jí)檢修中檢查定子機(jī)座組合面把合螺栓和定子機(jī)座基礎(chǔ)安裝螺栓，均未發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)現(xiàn)象；測(cè)量定子機(jī)座各組合縫間隙，歷次檢修均未發(fā)現(xiàn)有擴(kuò)展現(xiàn)象，故本次定子改造仍采用原來的定子機(jī)座，將下壓指直接焊裝在下環(huán)板后對(duì)定子鐵心在機(jī)坑內(nèi)進(jìn)行整體疊裝的方式。定子鐵心裝配圖如圖1所示。

3 定子機(jī)座下環(huán)板波浪度測(cè)量及超標(biāo)原因分析

2014年緊站2號(hào)機(jī)組解體完后在機(jī)坑內(nèi)進(jìn)行定子鐵心部件拆除工作，相關(guān)部件拆除后對(duì)定子機(jī)座進(jìn)行了修整，修整后利用中心柱測(cè)量定子機(jī)座下環(huán)板水平，測(cè)量發(fā)現(xiàn)定子機(jī)座下環(huán)板波浪度較大，周向一圈最大相差4.05 mm,內(nèi)外徑最大相差0.51 mm，內(nèi)側(cè)低、外側(cè)高，達(dá)不到《水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范》的技術(shù)要求。由于波浪度超出規(guī)范較多，隨后用水工觀測(cè)儀對(duì)下環(huán)板水平進(jìn)行了復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示周向一圈最大相差4.83 mm,內(nèi)外徑相差0.57 mm,內(nèi)側(cè)低、外側(cè)高，數(shù)據(jù)一致,波浪度分布情況如圖2所示。

水輪發(fā)電機(jī)定子機(jī)座下環(huán)板主要作為定子鐵心疊片的支撐，承受定子鐵心的重量及機(jī)組運(yùn)行時(shí)的磁不平衡，若定子機(jī)座下環(huán)板強(qiáng)度不足，將直接威脅到機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。機(jī)組改造前要求設(shè)計(jì)單位對(duì)機(jī)組上機(jī)架和定子機(jī)座的強(qiáng)度進(jìn)行了復(fù)核，確定上機(jī)架和定子機(jī)座的強(qiáng)度滿足要求。為了查找引起定子機(jī)座下環(huán)板水平超標(biāo)的原因，利用水工測(cè)量?jī)x器對(duì)定子機(jī)座上端部上機(jī)架安裝基礎(chǔ)水平（測(cè)量位置為上機(jī)架支腿安裝部位，共6處），測(cè)量發(fā)現(xiàn)定子機(jī)座上端部水平偏差較大，最大偏差3.57 mm，且高程變化情況與下環(huán)板波浪度的數(shù)據(jù)基本一致，基本確定建廠時(shí)定子安裝水平超標(biāo)是導(dǎo)致定子機(jī)座下環(huán)板水平超標(biāo)的主要原因，由于改造時(shí)調(diào)整難度較大，為此，未對(duì)定子機(jī)座水平、高程進(jìn)行調(diào)整。

圖1定子鐵心裝配圖

圖2緊站2號(hào)機(jī)定子機(jī)座下環(huán)板波浪度

4 定子機(jī)座下環(huán)板波浪度超標(biāo)的處理工藝

為了保證下壓指安裝后上平面的水平度滿足技術(shù)規(guī)范的要求，經(jīng)與廠家共同商議決定，在不改變?cè)ㄗ訖C(jī)座的情況下，按照下環(huán)板水平測(cè)量的數(shù)據(jù)，對(duì)高程相對(duì)較高部位的下壓指進(jìn)行加工處理，對(duì)高程相對(duì)較低部位的壓指通過加不銹鋼調(diào)整墊，從而保證壓指安裝后的水平度及定子高程，同時(shí)在壓指內(nèi)側(cè)底部加墊片，調(diào)整齒壓條內(nèi)外側(cè)高差。根據(jù)測(cè)量的下環(huán)板波浪度情況，對(duì)圖2所示的22～35區(qū)域的壓指根據(jù)超差量分別按0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm 4個(gè)規(guī)格進(jìn)行刨削處理，對(duì)圖2所示的1～5區(qū)域的壓指根據(jù)超差量分別按0.5 mm和1.0 mm 2種規(guī)格分別進(jìn)行加墊。壓指加工后按要求進(jìn)行滿焊，滿焊后檢查壓指徑向和周向波浪度，測(cè)量壓指波浪度最大值為1.75 mm，相鄰壓指高差小于0.5 mm，測(cè)量壓指內(nèi)外高差符合要求。定子鐵心疊裝后鐵損試驗(yàn)合格，機(jī)組投運(yùn)后鐵心溫度、鐵心振動(dòng)等運(yùn)行正常。

5 結(jié)束語

受改造工期、施工場(chǎng)地、施工條件、經(jīng)濟(jì)性等因素的限制，機(jī)組改造時(shí)很難進(jìn)行徹底的改造換新，而未改造部件或原安裝基礎(chǔ)或多或少的存在著這樣那樣的問題，這些問題也只有在改造過程中才能發(fā)現(xiàn)，只有找到問題的根本原因并采取有效的處理措施，才能確保改造的順利、有效實(shí)施。緊水灘電站目前已先后對(duì)6號(hào)、2號(hào)、1號(hào)、3號(hào)水輪發(fā)電機(jī)組定子進(jìn)行了改造，在已改造的4臺(tái)機(jī)組中，發(fā)電機(jī)定子下環(huán)板波浪度均在4 mm以上，通過分區(qū)域測(cè)量下環(huán)板水平，并按測(cè)量的波浪度刨削下壓指或在下壓指下方加墊，調(diào)整壓指上端部波浪度達(dá)到相關(guān)規(guī)范要求，有效的解決了原定子機(jī)座下環(huán)板水平超標(biāo)的問題。

[1]GB/T 8564-2003水輪發(fā)電機(jī)組安裝技術(shù)規(guī)范[S].

[2]哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司.緊水灘2號(hào)發(fā)電機(jī)增容改造定子鐵芯裝壓工藝守則[Z].

[3]王曉波.水輪發(fā)電機(jī)定子機(jī)座結(jié)構(gòu)與加工工藝討論[J].科技風(fēng),2012（19）：47.

TV734.4

B

1672-5387（2017）11-0042-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.11.016

2017-08-30

陸建峰（1981-），男，高級(jí)工程師，從事水電機(jī)械檢修工作。