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摘要：转子是水轮机发电机的重要组成部分之一。转子由中心体、支臂、磁轭、磁极等部分组成。磁轭直接叠装在支臂外围，用磁轭键固定在支臂上，并用磁轭拉紧螺杆将磁轭压紧，压紧系数不低于0.99。官帽舟水电站大机磁轭拉紧螺杆在安装过程中因材质问题断裂需要更换。并1#机转子已安装在机坑内，因此需在机坑内更换转子拉紧螺杆。更换螺杆时需要对定、转子进行防护。
关键词：转子；拉紧螺杆；断裂；防护
1 概述
1.1电站概述
官帽舟水电站是一座以发电为主的中型水电站，水库是马边干流梯级开发的龙头水库，位于马边县城上游的马边河干流上。采用一级长隧洞引水式开发方案，坝址位于距马边县20km的苏坝镇上游约1.5km处，厂房位于坝址下游约10km处。为了满足拦河大坝与长引水洞电站之间河道生态流量的要求，还设置了坝后引水式生态电站。因此本工程由二座水电站组成：长引水洞电站（简称“大机”）和生态电站（简称“小机”）。长引水洞电站安装两台55MW大机组，生态电站安装两台5MW小机组。
1.2事件原由
官帽舟水电站大机安装过程中，出现转子拉紧螺杆断裂现象。在1#机组螺杆断裂之后，施工单位将情况反映到业主，业主与主机厂家联系。主机厂家出示一张“关于官帽舟水电站转子拉紧螺杆材质检验单”，表示螺杆无问题，施工单位可继续施工。
在2#机组安装过程中，一根转子拉紧螺杆在无人操作时突然断裂。施工单位发现后，通知业主单位，并提出螺杆材质有问题，要求更换螺杆。经业主单位、监理单位、厂家单位、施工单位联合会议决定将之前已安装材质为40Cr的螺杆更换为材质为42CrM的螺杆。
由于1#机组转子已吊入机坑内，而且上机架已经吊入机坑安装，若将转子吊出更换螺杆工作量太大。因此，会议决定在机坑内更换螺杆。但是，机坑内更换螺杆涉及到机坑内磁极与线棒的防护及已安装设备的拆除与回装。因此，专门编制一套完整的施工方案。
2 机坑内更换螺杆在官帽舟水电站的应用
2.1施工准备
2.1.1 拆装螺杆工装、工具及材料准备
①石棉布：18M2；②防火布：18M2；③1mm钢板：2M2；④角向磨光机：2台；⑤电动扭矩扳手EDS350：1台；⑥专用拆装螺杆工具：1付；⑦拔螺杆工具：现场制作；⑧碳弧气刨、焊接及氧割设备；⑨其他常规扳手、起子等：1付；⑩吸尘器和空压机。
2.2.更换工艺要点
①拆卸相关零部件时做好对定子绕组、磁极的防护，禁止任何零件、杂物、金属碎屑和粉尘吊入定、转子内损伤线圈活降低绝缘水平。
②拆卸一根，换一根。并按要求扭矩上紧螺母。
③更换前和更换后对定子线圈、转子磁极进行预防性试验对比，即进行绝缘电阻测试和耐电压试验，耐电压试验按标准的85%进行。
④更换完毕后使用吸尘器和压缩空气清洁定、转子，一定要先吸后吹。
⑤慎用碳弧气刨。保证绝对安全的条件下，熔渣不会吹向线圈时方可使用。
2.3.施工过程
2.3.1更换前准备
（1）根据上、下机架六条腿之间的油、汽、水管路及测量控制线布置情况，确定1～2#、2～3#支腿之间有可操作的方位和空间，最终螺杆的抽出和穿入在此选定机架腿之间进行。所有磁轭螺杆采用盘车方式转动转子通过此机架腿之间进行更换。
（2）上盖板、上下挡风圈、极间连接、转子引出线在磁轭上的部分，分别用记号笔做清晰的配对标识。
（3）拆除上盖板、上下挡风圈。
（4）磁轭断面上的极间连线、转子引出线在磁轭上的部分，据转子旋转到适当的位置时进行拆卸，拆卸后螺栓、锁片再上回连线上按配对标记放置保护好。
（5）割下选定上机架腿之间的上挡风圈支撑环板并作配对标记。割除前磁轭上端铺设薄钢板和防火布，严防熔渣异物掉入转子。
2.3.2更换螺杆
（1）对定转子绕组进行细致严密防护。用防火布严密遮挡定子线圈端部和磁极端部，并在其上包裹少量浸水的石棉布，磁极T尾槽内可塞防火布和石棉布遮挡，确保金属粉尘、异物不会进入定转子线圈。
（2）用角磨机磨开上下螺母焊点，可同时磨多颗。但旋松螺母只能换一根松一根。下端螺母可用碳弧气刨吹掉，不过须用钢板、防火布遮挡，保证绝对安全的条件下，熔渣不会吹向线圈。磨削焊点时同时用吸尘器吸走粉末。
（3）用电动扭矩扳手旋松上端螺母，不完全松开，以用敲击扳手较易把下端螺母首先送出为准。
（4）旋入拔螺杆吊具，用桥机小钩吊出螺杆。穿入新螺母，注意螺杆两端长度保持一致。
当出现螺杆不易从上端拔出时，将螺杆从上往下打出，下端根据实际情况伸出一段隔断一段。隔断时须用薄钢板防火布遮挡，不能损伤下端线圈端部。
（5）换一根标识一根，用盘车方式旋转磁轭到对应机架腿之间，重复以上工序依次更换螺杆、上紧螺母直到全部换完为止。当更换靠近磁极的三根螺杆时，采用专用套筒及防干涉垫板进行操作。
（6）确认全部更换完后，配焊割下的上挡风板支撑环板。
2.3.3更换完毕后清扫、回装
（1）更换完后进行仔细清扫检查。现用吸尘器全面清扫，取出石棉布、防火布，再用吸尘器对定转子线圈端部全面吸扫，然后用压缩空气吹净。仔细观察是否有异物掉入定转子内。
（2）按标记依次回装极间连接、转子引线、上下挡风板、上盖板等，所有螺栓锁片锁紧。其中极间连线、转子引线回装时，接头处半叠包云母带6层，热缩涤波带1层并在表面涂刷紫红色189绝缘漆。
2.4 预防性检查
（1）定、转子绕组用2500V兆欧表测试绝缘电阻。
（1）按标准的85%分别对定、转子进行耐压试验。
2.5安全注意事项
（1）机组盘车转动转子时，操作人员不得逗留在机坑内部或机组上，操作人员应佩戴安全头盔及手套，穿戴防护服。
（2）用桥机吊出换装螺杆时，当螺杆脱离磁轭瞬间，应防止螺杆甩动碰擦、撞击到设备及操作人员。
（3）在进行气割、打磨等工序时，应严格防火，应配备灭火设备。
（4）在转运工具、工装、零件时，应站稳扶好，应注意人身安全，并避免工具、工装、零件落入定转子之间，避免重物坠落砸到操作人员。
（5）整个换装螺杆工作完成后，在机组启动前，应再三认真细致的检查确认，以避免因疏忽、遗漏造成其他损失。
3结论
本次螺杆更换只是把螺杆材质由40Cr更换为42CrMo，几何尺寸不变。因转子在机坑内，无法测量转子半径。因此，只对螺杆更换后盘车数据（见表一）进行检验，与更换前数据（见表二）进行比较。
由表一与表二对比得出结论，更换后不影响机组轴系几何尺寸和空间位置，不改变机组的盘车状态和数据。对以后机组检修无影响
表一：更换螺杆前机组盘车数据表
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表二：更换螺杆后机组盘车数据表
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参考文献
[1]《GB T 8564水轮发电机组安装规范》
[2]《官帽舟大机安装工艺指导书》
[3]《官帽舟大机磁轭拉紧螺杆现场更换工艺指导方案》
论文作者:宁俊杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/14
标签：螺杆论文; 转子论文; 机组论文; 磁极论文; 螺母论文; 水电站论文; 线圈论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;