摘要：本文结合一次成功的定子铁心现场拉紧施工案例，提出了拉紧工艺及验收标准、防止压偏、防止塑性变形等方面应注意的问题，解决了铁心现场插漆处理效果不理想和返厂处理需要工期长费用高的问题，对现场修复发电机铁心松动故障具有借鉴意义。
关键词：发电机；定子铁心；松动；拉紧工艺
1引言
由于在2005年至2010年期间，发电机厂家生产任务重、工期紧，出厂了一批铁心压紧质量存在松动隐患的产品，近年来多次出现发电机铁心松动断齿缺陷，事后虽进行了铁心迭片的插漆处理，但效果均不理想。
某厂发电机型号为QFSN-200-2型，2014年定子铁心损耗试验发现30余处过热点，过热点插云母箔片、电腐蚀等工艺修复后，铁损试验合格。2016年解体检修发现定子汽端（12点钟方向）14号槽与15号槽之间的第1段铁心断齿，同时出现20余处热点。为彻底处理铁心松动问题，厂家建议将发电机返厂，更换端部迭片并重新叠压，但工期较长，费用较高。由于现场无法用立式压紧工艺彻底解决铁心松动问题，需要采用现场铁心拉紧施工工艺，达到现场处理铁心松动隐患的目的。
2发电机定子铁心现场拉紧工艺
2.1 发电机定子铁心现场拉紧定位筋拉力计算
QFSN-200-2型发电机定子铁心由18根Φ56定位筋和压圈压指固定，在定位筋端部安装液压拉伸器，同时对压圈施压，拉伸螺栓并旋紧螺帽，端部铁心迭片即通过压圈和压指得到压紧。
根据图纸定位筋材质为45号钢，从GB/T 3098.1-2000《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》可以得到该螺栓强度等级为5.6级。根据JB/T6390-2007，计算出强度等级为5.6级螺栓的预紧力：
定位筋预紧力Fv（5.6）=0.47×Fv（8.8）=0.47×909.4=427.418kN
定位筋规格M56×5.5的受力截面积为S=2030mm2，抗拉强度为δb=500MPa，屈服极限δs=300MPa。
最大拉力Fmax=δb×S=500×2030=1015kN。
达到屈服极限的拉力为：F=δs×S=609kN。
根据ASME-PCC1-2003标准，一般螺栓拉力应限定在屈服极限的40%-70%之间，就是243.6-426.3之间，如果超出426.3kN这个拉力，螺栓寿命大幅缩短，有可能发生塑性变形。
查询国内标准，M56强度等级为5.6级的螺栓预紧力推荐值在354.2kN。
而厂家给出的380kN的拉力值也在此范围之内。
按照厂家要求，压紧铁心至少需要500T压力，按照每条螺栓380kN的拉力计算需要拉伸器的个数：
500T=500×9.8=4900kN，4900÷380=12.89≈13
出于对称性和螺栓安全性的考虑，采用18个拉伸器，则每根定位筋承受的拉力为：
4900÷18=272kN
因此，单个拉伸器的拉力应至少满足上述数值。根据对当前国内拉伸器材质的调研，长度在400mm的拉伸器最大拉力能够达到600kN左右，18个拉伸器总拉力=600KN×18=10800kN，满足发电机铁心压力要求。
2.2 发电机定子铁心现场拉紧注意事项
本发电机铁心拉紧时采用18个液压拉伸器同步均匀拉伸，120°均匀布置三个压盖位移测量装置，实时监视压盖推进距离。由于发电机铁心压圈生产工艺存在差异，因此拉紧前要进行必要的测绘，主要包括以下几点：
2.2.1 汽励两端定位筋螺栓伸出压圈长度的现场测量。
2.2.2 测量定位筋螺纹伸出螺帽长度，应满足拉伸强度要求。
2.2.3 测量铁心压圈与机座端板之间的间隙及铁心长度。
2.2.4 计算拉伸总压力及每个拉伸器的压力是否满足要求。
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2.2.5 由于发电机励侧端部有环形引线，空间不足，液压拉伸器须满足该侧空间要求。
2.2.6 液压拉伸器及其附件严禁与挡圈接触，安装及使用时严禁碰撞绝缘引水管等部件。
2.2.7 液压拉伸装置压力、行程应能随时监测并受控，防止压偏或产生塑性变形。
2.2.8 准备好槽楔、云母垫片及线棒等备品备件。
2.3发电机定子铁心现场拉紧验收标准
2.3.1 按照《发电机定子现场检查规范》进行铁心全面检查验收，满足制造厂质量标准。
2.3.2 铁损试验合格，在规定的磁通密度下，经过规定的试验时间，铁心最大温升△tmax不大于25K，相同部位（定子齿或槽）温差δt不大于15K；定子铁心比损耗P1不得大于所用硅钢片标准比损耗的1.3倍（即P1≤1.3P14/50），铁心相同部位（定子齿或槽）温差超过10K的热点总数不超过3个。
2.3.3 定子绕组端部振型模态、内冷水管路超声波流量试验、端部手包绝缘表面对地电位、交流耐压、端部电晕、水压、气密等相关试验合格。
2.3.4 发电机并网运行后，最大出力与汽轮机出力相匹配。
2.3.5 发电机并网运行后，定子线棒层间最大温差＜8K，定子绕组出水最大温差＜8K。
2.3.6 发电机并网运行后，任一定子线棒温度＜90℃或任一出水温度＜85℃。
2.3.7 经过一个大修期后，发电机上述试验数据仍合格。
2.4发电机定子铁心现场拉紧步骤
2.4.1 发电机转子抽出后，进行铁损试验，根据试验结果，恢复铁心热点部位片间绝缘，消除超标热点。
2.4.2 检查边段铁心通风槽钢的强度和紧力、用紧量刀检查定子铁心紧力，特别是标记热点的部位。
2.4.3 拆掉定位筋螺母锁紧绳，拆前用电热风将浸胶绳加热软化以免将螺纹损坏。
2.4.4 锁绳拆除后，检查胶是否清除干净，测量并记录定位筋螺纹伸出螺母的长度。
2.4.5 测量并记录全部定位筋螺纹顶端到压圈平面的高度，用记号笔从顶部到底部标记测量标线（包括螺帽），便于拉紧后比较。
2.4.6 用拉伸器在每个定位筋试装，如果有绝缘引水管影响拉伸器的使用，应拆下绝缘引水管。
2.4.7 在励侧安装拉伸器，每个定位筋安装一个，将总拉力分4次进行拉紧。
2.4.8 在智能液压拉伸系统中预设压力和推进距离，少量分次进行，避免过拉造成塑性形变。
2.4.9 按上述方法对汽端铁心进行拉紧，并旋紧螺母，拆除拉伸器。
2.4.10 用紧量刀检查定子铁心紧力，特别是标记松动的部位与拉紧前对比。
2.4.11 测量定位筋螺帽标线的旋转角度，根据螺距计算旋入长度，与定位筋伸出螺帽长度的增加量对比应基本相符。
2.4.12 测量每根定位筋伸出长度、铁心压圈与机座端板间隙及铁心长度并记录，计算压缩量，最后做全面检查和铁损试验。
2.4.13 回装绝缘引水管，按照验收标准进行各项试验，并进行评估验收。
3 结束语
本工艺方案采用发电机铁心现场卧式拉紧方式，整套工艺易于实施，可操作性和安全性强；尤其是对铁心松动初期的拉紧，从根本上解决了松动问题，并能够在其他穿心螺杆式的发电机上推广使用，是今后发电机定子铁心松动治理的一种发展趋势。
参考文献：
[1] 杨楚明，周尚礼。大型发电机定子铁心故障及现场试验[J]，广东电力；1996
[2] 哈尔滨电机厂《大唐公司机组定子现场检查规范》；2008
[3] 哈尔滨电机厂《发电机安装说明书及图纸》
作者简介：1.张海权（1976-），男，本科，高级工程师，从事火力发电厂电气一次及电气试验工作，。
2.娄宏（1966-），男，本科，工程师，从事火力发电厂电气一次生产及技术管理工作。
论文作者:张海权1,娄宏2
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/10
标签：铁心论文; 定子论文; 发电机论文; 拉紧论文; 螺栓论文; 现场论文; 拉力论文; 《电力设备》2019年第2期论文;