俄罗斯TBФ-120-2和TBM-160-2系列汽轮发电机拆装转子护环工艺.pdf

2 O O 8年 4月 第 3 6卷 第 2期 总第 1 9 5期 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r Ap r 2 00 8 Vo 1 3 6 No 2 S e r No 1 9 5 俄罗斯 T B d 一 1 2 0 2和 T B M一 1 6 0 2系列汽轮发 电机 拆装转子护环工艺 Di s mo un t i n g a n d M o un t i n g Te c h ni c s f o r Re t a i n i ng Ri n g Rus s i a M a d e TBd P 1 2 0 2 a n d TBM 1 6 0 2 S e r i e s S t e a m p o we r e d g e n e r a t o r 杨 明 于长胜 杨 占廷 王 昕辉 赵 雪松 1 吉林省电力有限公 司电力科 学研究院 吉林 长春1 3 0 0 2 1 2 大唐 辽 源热 电厂 吉林辽 源 1 3 6 2 0 0 摘 要 在 详细介绍俄 罗斯 T B q I 2 0 2和 T B M 一 1 6 0 2系列汽轮 发 电机 转子 与护环 的连接结 构及拆 装原理 的基础 上 针对以上型号的汽轮发电机的转子端部故障 提出采用挠性感应加热护环方法 温度和温升时间控制方便 加 热过程简单 消除了明火加热对转子护环 的损 伤 关键词 汽轮发 电机 转子 护环 拆装 中图分类号 TM3 1 1 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 9 5 3 0 6 2 0 0 8 0 2 0 0 2 9 0 4 汽轮发电机转子故障是发电机常见故障之一 当汽轮发 电机转子绕组的端部或槽部绝缘有缺陷或 护环 中心环 绝缘端环 绝缘瓦等元件损坏时 都要 拆装转子护环 我国在 1 9 9 0年 先后从俄罗斯引进 了多 台 T B c P 1 2 0 2 T B M一 1 6 O 一 2系 列汽 轮 发 电机 吉 林 省 3座电站共 引进 6台俄罗斯 该系列汽轮发 电 机 因为俄罗斯生产的汽轮发电机转子与护环的配 合在结构上与国产发 电机不同 因此 在拆装转子护 环的工艺方法上就有所差异 吉林省大唐辽源热电 厂 2号发电机转 子端部风区档板脱落 现 阐述在处 理过程 中 转子拆装护环工艺和方法及现场采用挠 性 感应加热 护环方法 供有 同类 型机组 检修 人员 参 考 1 转 子与护环的连接结构及拆装原理 转子护环是发电机承受机械负载最大的转动部 件 俄罗斯生产的汽轮发 电机组 功率为 2 5 MW 及 以上发 电机的护环 都为非磁性钢制造 护环的配合 分 3种类型 在中心环与本体止 口上均有配合 的称 为两端配合式 仅在中心环上有配合的称为脱离式 在转子本体止 口上有配合的称为悬挂式 该系列汽 轮发 电机转子与护环 的配合类型属于悬挂式结构 收稿 日期 2 0 0 8 0 1 1 4 作者简介 杨 明 1 9 7 1 一 男 工程 师 从事 电机 专业技 术工作 中心环可以随护环一起拆下 护环与转子止 口的配合面上有一个齿状键 以 下将对齿状键进行详细的论述 护环的内侧为阻尼 绕组 阻尼绕组共分 2层 每层 6块 由大约 2 mm 镀银铜板制成 阻尼绕组的下面是绝缘瓦 绝缘瓦 下面是转子端部绕组部分 端部绕组下部是风区档 板 风 区档板 每端 4 块 由环氧树 脂玻 璃布 板制 成 转子大轴与风区相邻 拆装转子护环的关键就是 齿 状键 的位置 齿状键 镶嵌在护环内侧与转子止 口处外圆表 面的槽中 即镶嵌在护环 与转子毂之间 作用就是防 止发 电机转子与护环之 间发生轴 向位移 在发 电机 转子两侧的护环与转子毂之间各有 4块 齿状键 齿 状键 沿轴 圆周表面布置 因此 也称此键为环 键 环键长约 6 0 0 mm 宽约 2 2 mm 为了形象表述 此键 这里将其称为 环形齿状键 每个环形齿状键 共有 1 O个齿 9 个矩形齿 1 个梯形齿 梯形齿起移 动和固定环形齿状键作用 称其为定位齿 矩形齿起 防止护环与转子毂发生轴向 位移 作用 称其为工 作齿 环形齿状 键有 2个位置 拆装位置和工作位 置 需要拆装护环时 用专用工具将环形齿状键移动 一 个角度 使环形齿状键的 1 0个齿全部对准转子绕 组的槽和预制的槽中 沿轴向移动转子护环时 在轴 2 9 维普资讯 2 0 0 8年 4月 第 3 6卷 第 2期 总第 1 9 5期 吉 林 电 力 J i l i n E l e c t r i c P o we r Ap r 2 0 0 8 Vo 1 3 6 No 2 S e r No 1 9 5 向上 环形齿状键无阻碍物 可以移动 当转子修理 结束 为防止转子护环与转子毂发生轴向位移 这时 用专用工具将环形齿状键拨到工作 位置 此时环形 齿状键齿被转子铁心的齿部封锁住 使两者之 间不 能 发生相 对运 动 环形齿状键 的梯形齿侧 在工作位置时两键的 尾部是挨在一起的 在安装和卸下护环时 尾部是分 开的 相距 6 5 mm 左 右 固定销的横断面与转子槽楔相同 头部是斜的 其角度与环形齿状键的梯形齿角度一样 在工作位 置时 将固定销用外力推到环形齿状键 的梯形齿上 两者相吻合后 再将固定销的尾部用止动螺钉锁死 在卸下护环位置时 需要将固定销的止动螺钉启开 用 外力 将 固定 销退 出 环形 齿状 键 才 能用 专用 的放 在与固定销相邻 的预制槽 中的拨键销 用外力推动 梯形齿 使其移动到拆装位置上 拨键销随机工具 中 共有 2组 每组 3支 因在拆护环时 需要将相邻的环形齿状键 的梯 形齿侧 向分离方向拨动 因此拨键销前部的斜面方 向是 相 反 的 所 以拨 键 销 为 2组 每组 3支拨 键 销 形态及尺寸基本相同 不 同的是拨键销 的头部有宽 有窄 在拨环形齿状键时 先将拨键销头部最窄的先 插入 用外力 敲击 拨键 销的尾 部 环形 齿状键 将发 生 移位 为了使环形齿状键移位到指定位置上 这时就 要更换拨键销头部较宽的 最后更换拨键销头部最 宽的 就可使环形齿状键移到指定位置 2 转子护环 的感应加热 根据俄罗斯生产厂家要求 为避免材料机械强 度急剧降低 护环加热温度不应超过表 1中列出的 温度值 同时还要求 无磁性钢护环 禁止用明火加 热 以防发生局部过热 产 生龟裂 可用 5 O 6 0 Hz 工频电源进行加热 由于可能使护环材料产生危险 的表面淬火 建议不要采用高频电流加热护环 护 环的感应加热器一般采用 2种类型的感应加 热器 钢性的和挠性的 根据护环外径尺寸 钢性加热器一 般采用外径约为 2 0 mm 壁厚为 1 2 mm 的紫钢管 制成 钢性感应加热器可以避免在每次护环加热时 的缠绕线圈过程 适用于经常性的拆装护环场合 因 此 在 电机 制造 厂应用 的较 多 挠性 加 热 器可 用 于任 意 直径 的 护环 一 般 由充 水电缆在护环表面进行缠绕制成 为 了改善护环端 部的加热 边缘部分的线匝要缠绕密实些 中间可有 3 O 一 定的间隔 使其在加热时护环的温度更均匀些 为 达到加热温度及加温时间要求 在采用挠性加热器 时 可以多层缠绕 感应加热器的选择可参见表 2 表 1 护环与中心环材料的线性膨胀 系数和极限加热温度 材料 线性膨胀系数 l o 极限加热温度 表 2护环 感应加 热系统参数 加热系统参数 发电机型号 TB 12 O 一 2 TBM一 1 6 O一 2 感应加热器一般由线圈 接头 单相变压器 3部 分组成 线圈分钢性 挠性 2种 在这次处理 2号发 电机转子端部风区档板脱落过程中 采用 了挠性感 应加热护环方法 为了保证在环境温度高 不使挠性 线圈绝缘损坏 一般采用充水电缆 充水电缆的电流 密度选择一般为 1 0 0 0 1 2 0 0 A c m 冷却水温度 在 2 5 左右 水压 0 1 5 O 2 0 MP a 在缠绕时 注 意在护环表面要用石棉布缠 2 层 以防充水 电缆被 加热后的转子护环表面烫坏 在匝数 的选择上一般 用电流的大小来判别 在护环加热时 充水电缆中的 电流在1 4 0 0 A左右 当电流大小需调整时 可适当 调整线圈匝数 接头的作用是既能使充水电缆的电 流通过 又能使冷却水通过 是连接水路和电路的专 用连接的接头 一般用黄铜或紫铜为材料 在其上有 水路接头和电路接头 加热变压器一般选取 5 0 Hz 1 5 0 2 0 0 k VA 的单相干式 变压器 二次 电压 为 8 5 V 二次电流为2 0 0 0 A左右即可 因加热变压器 为单相变压器 投入及退出运行时对电源系统的冲 维普资讯 2 0 0 8年 4月 第 3 6卷 第 2期 总第 1 9 5期 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r Ap r 2 00 8 Vo l 3 6 No 2 S e r No 1 9 5 击较大 因此现场对转子环护加热时 最好采用 1台 备用的低压厂用变压器 单独为加热变压器供电 在采用感应加热时 要注意充水电缆的冷却水 在通电之前 先通入冷却水 在加热过程中 要保证 冷却水连续 不能断水 一旦断水 应立即停 电 采取 其他措施 在加热完成后 不要急于断水 要充分考 虑充 水 电缆能 否被 加热 后 的工件 烫伤 3 转子护环拆装前的准备工作 拆装转子护环的准备工作是指拆装转子护环的 技术和工具材料的准备 首先要阅读厂家的随机材 料及 图纸 掌握转子护环与转子 的材质 内部结构 拆装原理和相应的技术要求 根据拆装护环的 目的 和现场的实际情况 工期等 制定施工方案 网络图 安 全技术 措施 等 同时 要检 查 随机 配套 的转 子护 环 拆卸工具是否齐全 对于缺少拆装的专用工具应进 行加工 主要有大型拉拨器 2组 6支拨键销 4支固 定环型齿状键的专用卡具 除此 而外 要制做 2支游 锤 铜头 和吊装护环的卡环等工具 其次 要准备好 加热设备的充水 电缆 接头 加热变压器及 电源 计 算线圈匝数 选择好冷却水的水源及连接水管 做好各位置 的标记 用划针 记号笔等方法 将 护环与转子毂的各原始的相对位置标识清楚 不可 用尖锐的金属物体 在转子毂及护环上刻 出沟痕 以 防因沟痕处的应力集 中造成转子及护环的损坏 在 转子与护环的原来位置线 沿轴线在转子毂上 画出 1 mm线 在转子护环首次加热到 2 5 0 时 将转 子护环 向轴子毂方向推到 1 mm 线处 解除护环 与转子毂对环形齿状键的紧力 以便在拨动环形齿 状键时 使键条有活动裕度 除此之外 还要 准备一定数 量的石棉 布 绑扎 线 远红外测温仪 各种记录表格 钳形 电流表 手锤 等材料及用具 4 转子护环的拆卸程序 a 将 中心环上顶在绝缘端环上的顶丝拆下 取 出蝶形弹片 使 中心环及绝缘端环之间的紧力解除 b 调整转子放置方 向 使转子的大齿在垂直位 置 检查各标志线 保证全部画出且正确 检查转子 的各支撑点 无阻碍护环移动的物体 C 安装加热变压器的电源部分 并在转子护环 上缠绕 2 层石棉布 绑扎紧固 按计算好 的匝数 缠 绕充水电缆 连接各端头 连接充水 电缆的水路并与 加热变压器连接 d 加热变压器送 电前 先做充水 电缆的水路通 水试验 水流及水压调整好后通电 检查挠线加热器 上加热线圈的电流是否满足加热时间的要求 若不 满足 应对线圈匝数进行调整 当正式通电加热后 每隔 5 mi n记录 1次加热电流和护环温度 直到护 环温度到 2 5 0 士2 o 为止 e 将加热电源断开 用挂在行车上的游锤将转 子护 环 向转子 毂侧撞击 使护 环到达 预先 画好的 1 mm线处 解除环形齿状键的紧力 自然冷却转 子 护环 f 检 查固定销 的定 位螺钉 拧 出 锁边 清理完 毕 用随机配备的端头最窄的拨键销 放在图纸指定 的槽内 头部插在环形齿状键 的梯形齿的夹缝中 用 手锤轻敲拨键销的尾部 同时移动固定销 边进边 退 按梯形齿移动的距离 更换拨键销到端头最大 的 拨键销 注意拨键销与固定销要相互配合 以防环形 齿状键失去紧力 滑入键槽 内 环形齿状键拨到位 后 用随机带来的卡具 将环形齿状键固定 按上述 方法 将其余 的 3个环形齿状键拨完并固定好 用塞 尺检查在转子绕组槽与护环内部的环形齿状键的矩 形齿是否有缝隙 有缝隙说明环形齿状键的齿 已经 进入到轴向的槽 中 如无缝 隙 再适当调整环形齿状 键的位置 g 固定随机带来的拉拨器位置 并调整拉紧螺 栓 使每个拉紧螺栓的紧力相 同 将 护环 吊环安装 上 用行车 吊好 h 重新合上加 热电源 开始第二次升温 当温 度升到 2 3 0 2 7 0 断开电源 旋动拉紧螺栓 使护 环沿轴 向向外移动 同时在 中心环与转子轴之间沿 轴向垫上尺寸合适的木条 以使护环移动时 平行于 转子轴 注意如用拉拔器拉不动护环时 应找 出原 因 当护环移动到于转子毂的紧力失去时 可拆下加 热线 圈采用游锤撞击护环两侧 使护环 的移出速度 加快 i 当护环移动离开转子毂并露 出阻尼绕组时 要用 自紧带将 阻尼绕组捆好 防止阻尼绕组和绝缘 瓦移位 散落到地上 记 录各阻尼绕组片和各绝缘瓦 的相对位置 便于修复后就位 减少转子找平衡的工 作量 j 护环拆下后 记 录各环形齿状键的位置 拆下 卡具 取出环形齿状键 并将护环放置好 用石棉布 31 维普资讯 2 0 0 8年 4月 第 3 6卷 第 2期 总 第 1 9 5 期 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c Po we r Apr 2 0 0 8 Vo 1 3 6 No 2 S e r No 1 9 5 包上 让 护环 慢慢冷 却 防止护环 变形 5 转子护环 的安装程序 a 护环回装前 要将整个护环内 外及结合面上 的尘土 油污 锈蚀 斑痕清扫干净 完成表面检查及 探伤试验 b 将绝缘 瓦 阻尼绕 组按原来的位置装配好 并用 自紧带捆好 C 将环形齿状键用卡具 固定在原来的位置上 卡具要固定牢固 防止在安装过程中松动 造成环形 齿状键 移位 d 将护环的卡环装上 用行车吊装到转子的端 部 缓缓 的插入 到转 子绕组 端部线 圈上 随着 护环的 插入及时解开阻尼绕组上面的 自紧带 直到护环移 动到转子毂上时止 检查各环形齿状键 的位置是否 合适并适当调整 安装好拉马和在转子护环上缠上 石 棉布 e 将感应加热 的充水 电缆按预定的匝数缠绕 上 连接端头 水路 电路 接好后 调 整冷却 水 水 流 水压稳定后 开始通电加热 记录电流及护环温 度 到护 环温度 到达 2 5 0 时停 电 f 用拉拔器和游锤将护环移动 1 mm线处 拆 除加热线圈 拉拔器等装置 让护环 自然冷却 g 将其 中之一的固定销装入槽 中 并顶在环形 上接 第 1 5页 4 结论与建议 a 煤堆深层温度升高受环境温度影响不大 煤 堆浅层因接近大气 又无法压实 其温度受环境因素 影响较大 距地 面 1 3 5 m 煤层 平均温度分别是 3 3 9 5 4 5 3 5 7 比环境温度 2 5 3 分别高出 8 6 2 9 2 1 O 4 温度升高是加速储煤氧化并造 成 自燃的关键因素 也是导致煤质下降的主要原因 b 褐 煤变质程度低 易氧化加之机械强度小 空气中易风化破碎 粒度变小 吸水性增强 加速氧 化速度 导致煤的变质程度加快 C 该煤堆共储存 1 0 7天 总损失率 1 8 2 月 损失率 0 5 1 d 随着褐煤存放时间的增加 热值损失会