水轮发电机下导滑转子脱落现场处理工艺.pdf

产 品与解 决方案 水轮发电机下导滑转子脱落现场处理工艺 张屹峰 湖南省 电力公 司东江水力发电厂 湖南 资兴4 2 3 4 0 3 摘要 本文简述一种采用不返厂的非常规的机加工方法 在电站现场使用专用工具将脱落的 发 电机 下导滑转子进行 固定 焊接 打磨 抛光处理 使滑转子同心度 光洁度 轴线质量及摆 度均符合制造加工厂 出厂要求及机组安全运行的各项要求 所提供 的施工工艺和检修方法可供电 站技术管理人员参考 关键词 发 电机 下导滑转子 脱落处理工艺 马 颈坳 电站位 于沅水 支流 辰水 中下游 安装 6 台悬式 三 导轴流机 组 6号机 组 于 1 9 9 6年扩 建 发 电机额 定 容量 2 5 0 0 k W 其 制造 安装 均存 在 绪多 问题 其 中 由于受水 导严 重磨 损 水 导瓦 间隙不 断 扩大 特 别是 受导 叶开 口不 均 转轮 所受水 力 不平 衡力过 大 并造成 剧 烈振动 致下 导轴 承径 向不 平衡 受力 过大 同时 由于发 电机 下导滑 转 子与 大轴 焊缝 可能存在焊接缺陷 在 8年投产时问内 滑转子在 运行 中两 次脱 落 第一 次脱 落后 电站 草草焊 接 未 采取任何保证质量的措施 第二次脱落后采用相同 的方法 处 理 均 不 能保证下 导滑 转子 的 同心 度 发 电机下 导轴 承在 机组 中起 着重 要 的作用 直 接承 受着 机 组转动 部 分径 向不平 衡力 和 电磁不 平衡 力 维持机组转动部件在轴承问隙范围内稳定运行 导轴 承 正常运 行 时 导瓦温 度 必须控 制在 规程 规 定 范 围 瓦温 一旦过 高 将严 重 限制机 组 的 出力 严 重 时会 出现 导轴 瓦及滑 转子 烧损 甚 至 导致机 组被 迫 停运 导 轴承各 项 技术 参数 符合 规范 标准 是保 证 导 轴承 正常运 行 的基本条 件 滑 转子 脱落 后在 停机 前与 大轴 产生 相对 转动 及 摩 擦 滑转 子将 大轴 上原 焊缝 部位 磨损 殆尽 造 成 更 大 的间 隙 滑 转子 已无 法返 回原 工作 部位 焊 接 就 位 也无法 保证 滑转 子 的 同心 度 因此 也不 能保 证 上 下 水 导三 导 同心 下 导瓦 间隙无 法调 整 发 电机转 动部 件 的所有 径 向力转 移至 上导 瓦 造成 上 导瓦温高 给机组运行埋下安全隐患 由于电站进行机组改造 6号水轮机开口不均 及水 导轴 承等 的缺 陷将 一并得 到 处理 有 必要对 下 导滑 转子 脱落 的重 大缺 陷进行 处 理 由于 发 电机 大 轴 返 厂加 工拆 卸难 度大 费用 高 必 须想 方设法 在 电站现 场 消除缺 陷 将 滑转 子重新 校 正就位 后进行 焊接 打磨 抛光 恢复其 出厂前技术参数 才能 保证本 台机 组 安全运 行 下 导基 本参数 大 轴直径 04 5 0 滑 转 子 直 径08 0 0 滑 转 子 工 作 面 高 度 l 9 0 mm 1 下 导现场 处理 工艺 为保 证下 导滑转 子现场 处 理质量 整个 工 艺分 三步 第 一步 依靠 测 圆架 百分表 的测量 将滑 转 子调整至工作位置 使用千斤顶等工具紧紧固定滑 转 子 第 二步 焊 接滑转 子 并利用 旋转测 圆架 对 滑转 子 的同心 度进 行测量 控制 以采 取不 同的焊 接 顺序 和焊 接工 艺缩 小变形 和位 移 第 三步 根据 同 心度 测量 数据 对滑 转子进 行打 磨 抛 光处 理 亦 为 本 次处 理 的关键工 序 本次 能够进行 现场 处理 的前 提是滑转子原加工的外圆与发电机大轴外圆同心 两 同心 圆与联 轴法 兰相互 垂直 以下为滑 转子 脱落 恢 复原 工位 的工艺措 施 2 固定 滑转子 至工作 位置 2 1 加工 专用工 器具等 固定用 具及旋 转测 圆架 限位 块 3块 高 4 5 mm 根据滑 转子上端 与转 子 轮 辐 的 距 离 为 4 5 mm 加 工 限 位 块 的 尺 寸 为 4 5 0 0 2 m m 限制在焊接 时滑转 子上 窜 千 斤顶 两端 为螺 帽 中 间为螺杆 长度 由滑 转 子 内面至 大轴 间距 决定 螺 帽旋至极 限位 置时螺 杆 长度 为 1 2 0 1 5 0 mm 用 于调整 滑转子 同心度 旋转测 圆架 用厚 l O mmQ 2 3 5 钢 板制 作一 圆形 支架 安装三 圈 6 0 0 2深沟 球轴承 每 圈 8个 下排 滚 动球 轴承 垂直 落在 下部法 兰面 上转动 上 部两 圈 2 0 1 2 1 1 期电 技 术l 9 7 产品与解决方案 滚 动球轴 承垂直 落在 发 电机 大轴 圆面上 布 置在滑 转 子与法 兰 中间 测 圆架 可灵活绕 大轴 转动 用于 测 量滑转 子 的圆度及 作为对 滑转 子进行 旋转 打磨 的 支 架 测 圆架见 图 1 图 1 发 电机 下导滑转 子处 理示意 图 虎钳 将虎 钳底座 拆 除 并将 虎钳 滑动 面及基 座 固定在 旋转 支架上 虎钳 滑动 面可 上下滑 动并锁 紧 模拟 机加 工时 车床上 刀架进 刀 可 以保 证 固定 在虎 钳上 砂轮机 沿滑 转子 工作面 轴 向移动 时偏差足 够 小 提 高打磨 精度 2 2 固定滑 转子 安装调 整测 圆架 利用 限位块 千斤 顶将滑 转子 固定在安 装位置 同时将测 圆架各 部组 装在 法兰上 部 调整各 滚动轴 承 使各 轴承 均接触 法兰 及大轴 紧 固各部 螺栓 测 圆架不 蹩劲 转 动灵活 打上 百分表 后 沿 圆周 转 动一周 百分 表读数 偏差不超 过 0 0 2 m m 利用测 圆架测量 滑转 子 同心度 同 时用 千斤 顶进行 调整 保 证滑转 子工位 位置偏差 及 同心度合格 3 焊接滑 转子 先将 滑转 子对称 点焊 固定 采用 对称焊 及分 段 退步焊 选用 3 2 mmJ 5 0 7焊条 减小焊接变形 焊接 时在 测 圆架 垂直方 向打 2块 百分表监 视滑转 子 变形量 为使滑转子稳固 在圆周向焊接工作完成 后 将 限位块 焊接在 滑转 子上 部及转 子轮辐 上 滑 转子焊接完毕后同心度测量值见表 1 以 1 1 点为起 点 百分 表读数 为 0 从表 1 可见 下 导滑转子 同心度 为 0 1 8 mm 远 大于 0 0 5 mm 的同心度要 求 须 从最低 点开始进 行 打磨抛光 处理 9 8 I 电 鼍 技 7 lt 2 0 1 2 1 1 期 表 1 下 导滑转 子满焊 后同心度 测量表 单位 0 0 1 mm 圆周 工作面 工作面 工作面 E 作而 测点 上部 中部 1 中部 2 F 部部 1 Y 6 2 2 1 3 7 2 3 4 2 6 1 9 l 4 3 2 8 2 4 1 9 1 7 4 X 1 8 2 0 21 2 4 5 2 0 2 1 2l 2 2 6 2 6 2 4 2l 2 0 7 一 Y 2 5 2 2 1 9 l 8 8 1 2 1 2 1 3 1 4 9 5 4 4 3 1 0 X 一 2 2 1 O 1 O O O O 1 2 1 7 1 0 5 O 4 下导滑转 子打磨 工艺 1 将 虎钳用 螺栓 固定 在测 圆架上 将 1 5 k W 砂 轮机 固定在虎 钳滑 动台上 砂轮 片直 径 1 O O mm 砂 轮 片打磨 面与滑 转子应 相切 通 过焊接 在测 圆架 上 的 调 整 螺 栓使 虎 钳 整 体 相 对 滑 转 子 产 生位 移量 达 0 2 mm 是能够进 行打磨 保证打 磨质量 的先 决条件 重新 调整各 个滚 动轴承 的受 力 保 持合 适 的松紧 程 度 保证测 圆架 转动 灵活 旋转 一周后 至起 点 百 分表 测量数值 相差 不超 0 0 2 mm 2 考 虑打磨 时砂轮机 的振 动及偏 差 采取分 批 少量 多次 打磨 采用打 磨 的粗 砂轮 片先 粗后 细 最 后用 尼龙砂轮 片抛 光 1 在 上表 1 1测 点 作 为打磨 起点 处调 整 8 0 砂轮 片与滑转 子 的距 离为用 0 2 0 mm 塞 尺刚好 能 通过 固定砂轮 机 给 电动砂 轮 机通 电 转 动测 圆 架 进 行打 磨 一轮 要打磨 2 3周 一轮 打磨好 后 往上 移动 虎钳滑 动 台并锁 紧 移 动量 为砂轮 片 宽度 的一 半 打磨方 式与第 一轮相 同工艺进 行 直至 滑 转子 整个工作 面打磨 完毕 2 将砂轮 片与滑 转子 的工作面 的 间距 调整 为 0 1 5 mm 打 磨完 毕 后 再调 整至0 1 mm 直 至 问 隙 0 0 5 mm 打磨完 毕 3 换 用 2 0 0 砂 轮片 调整 问隙为 0 0 l mm 进 行 打磨 打磨完 毕后用 尼龙砂 轮 片进行 抛光 抛光 后测 量 同心度 值见表 2 表 2表 时 滑转子 同心度合 格 经 检测 光洁度 达标 为 了验证 以发 电机大轴 外 圆面及 法兰上 端面 为基 准进 行下 导滑转子 打磨 的正确 性及 本次 打磨 处 理 的质量 在机组轴 线处理 时记录 盘车数据 见表 3 表2 下导 滑转子打磨 抛光后同心度测量 表 单 位 0 0 1 m m 5 结 伦 工作面 工作 面 工作 面 工作 面 圆周测 点 上部 中部 1 中部 2 下部 l Y l 2 2 0 2 0 0 1 0 3 O 0 2 2 4 X O 0 O O 5 2 l l l 6 1 1 5 1 1 7 一 Y 1 O 0 0 8 0 0 0 0 9 1 5 1 1 5 1 0 一 X 0 5 0 2 1 l 1 4 l 2 3 1 2 5 4 2 l 表 3 6 机盘 车记 录表 单位 0 O l mm 测点 方位 1 2 3 4 5 6 7 8 上 X 2 1 1 O 2 6 6 5 百 导 Y 一 2 5 6 5 3 O 2 3 分 下 X l 3 1 7 一 l 7 1 1 1 0 1 4 数 导 Y 1 1 1 8 一 l 7 1 3 2 1 2 6 值 水 X 7 8 4 1 1 3 1 6 l 0 导 Y 4 2 1 0 1 9 7 1 3 3 相对点 1 5 2 6 3 7 4 8 上 X O 7 7 5 全 导 Y 一 5 8 8 摆 下 X 4 1 7 8 7 度 导 Y 一 9 9 一 l 5 5 值 水 X 4 9 O 一 2 l 导 Y 3 7 6 净 下 X 一 1 4 0 l 一 2 摆 导 Y O 4 7 3 度 水 X 4 6 3 1 6 佰 导 Y 1 8 1 8 产品与解决方案 从 表3 可 见 下 导 单 边 净 摆 度 最 大 只 有 0 0 7 mm 摆 度最 大方位 有 0 0 5 mm 以上 的油膜 厚度 能保证 轴承 正常 工作 6 号机组 改造施 工完 毕 进 行 7 2 h试 运行 额 定 负荷 运行 时 下导 瓦温 为 3 4 环境温 度 2 2 下 导轴承运 行 正常 笔 者经 过应 用专 用工具 将 脱落 的下 导滑转 子 重新焊 接至 原工 作位 置 并在 电站现场 模拟 车床进 刀 等机 加工 条件进 行 打磨抛 光等 处理工 艺 使下 导 轴 承各 项参 数恢 复 出厂前状 态 保证 了机组 正常稳 定运行 开辟了发电机大轴不返厂机加工而在电站 现 场 使用专 用工 具将 下导滑 转 子 同心度 和光 洁度 处 理合格的先例 因此本次滑转子脱落处理是一次有 益 的偿试 和探 索 作者简介 张屹峰 1 9 7 5 男 湖 南洞 口人 湖南省电力公司东江水力发 电 厂工程师 上接第 8 3页 5 投 资 成本 合计 9 0 0 0 0元 6 投 资 回收 期 投 资成 本 年 节 电效 益 9 0 0 0 0 元 5 6 4 7 5元 年 1 5 9 约为 1 8个 月 预 期总 收益 产 品有效 使用 年 限 年 节 电效益 1 0年 x 5 6 4 7 5元 年 5 6 4 7 5 0元 由于该节 电产品使用年限可达 1 0年以上 因此 其会 带来 非常 大 的经 济效 益 4 结论 通 过对 电机 输入 电流 频 率 的改变 实现 了变 频调 速 达 到 了对 电机转 矩进 行控 制 的 目的 利 用该 项 技 术 能够解 决 空压机 起动 加 载和 卸载 过程 中出现 的大量 消耗 电能 的现 象 不但 降低 了工况 改变所 带 来 的能源浪 费 而 且带 来 了可 观 的经 济效益 参考 文献 1