【摘要】转子是水轮发电机的重要转动部件，其作用是产生磁场，主国由中心体、转子支架、磁轭和磁极等组成，通过主轴与下面的水轮机联接，转子检修的质量直接影响机组运行的稳定性。本文根据龙滩电站转子特点，详细介绍了转子拆装、与下端轴联接过程中的质量控制难点、重点；通过龙滩电站转子检修，总结了700MW A级检修转子吊装现场工艺及技术控制措施，以期类似大型水轮发电机转子现场检修提供参考与借鉴。
【关键词】700MW机组；A级检修；转子拆装
0引言
龙滩水电站位于广西西北部河池市天峨县境内红水河上,电站以发电为主，兼顾防洪、航运等综合利用。装机7台单机容量700MW,电站保证出力1234MW，多年平均年发电量156.7亿kW·h。
龙滩水轮发电机组为立轴半伞式三相凸极同步发电机。转子采用无轴结构，由转子支架、磁轭装配、磁极装配等部件构成。转子上部与上端轴联接，下部与发电机主轴联接。转子外径Ф14932mm，转子装配总重1652.672T，额定转速107.1r/min，飞逸转速为214r/min。转子作为水电站机组重要组成部分，在检修过程中应把控重点难点，理顺拆装工序，对缩短检修工期和后续水电站安全稳定运行起重要作用。据此，本文对于此类型机组转子拆装工艺进行探讨。转子吊出流程图见图0-1，转子吊入流程图见图0-2。
1 水轮发电机转子拆装的重点难点
1.1起重设备检查的重点难点
第一，桥机在机组大修前，应进行全面一次大修，消除桥机机械、电气方面各种隐患及缺陷。检修后的桥机应按有关规程做无负荷试验、静载试验、动载试验及桥机并车等试验，试验结果应正常。
第二，桥机在转子吊装前进行一次全面的检查，确保桥机处于良好的工作状态。
第三，桥机将转子提升到150~200mm时暂停工作，作三次升、降操作试验，确认监视桥机运行情况（特别是制动器制动、换档装置离合器位置、开关分合等情况）正常方可将转吊至机坑上方，调整转子中心后徐徐下落。
第四，转子吊装过程中，如遇桥机出现故障时，桥机司机应立即将所有的控制器手柄或控制按钮扳回零位，必要时，将总电源开关拨到分断位置。如不危及人身安全，司机不得离开驾驶室或做其他工作，待故障处理完毕后，经检修总指挥同意，方可继续工作。
第五，转子吊装过程中，厂用电系统不允许有其它大负荷用电作业及倒闸操作。机组尽量带固定负荷或尽量减少负荷调节。
1.3转子拆装过程中的重点难点
1.3.1转子拆除过程中的重点难点
第一，发电机轴与转子联轴螺栓拆除后，临时放置在水轮机基础环精加工面上。下落后的发电机轴法兰止口不能全部脱离转子中心体法兰面。为保证发电轴下落后的水平度，需测量基础环与转轮轴向间隙。根据间隙值通过加垫方式调整基础环加工面水平。并且，据此间隙值推算出发电机轴下落至基础环后其止口接触深度。第二，转子与推力头分离是用顶子油泵通过制动器油腔将转子顶起，而制动器设计行程不能满足要求。所以要根据转子中心体与推力头止口配合深度、制动器顶转子最大允许行程、制动器与转子底部制动环轴向间隙，确定制动器顶部所加钢板厚度。第三,在转子检修现场布置好转子的主要承重支墩及辅助支墩。支墩摆放位置正确，主要承重支墩水平误差在0.02mm/m规定范围内。
1.3.2转子吊装过程中的重点难点
第一，首先确定转子与推力头、转子与发电机轴的联接顺序。正确顺序是先与推力头联接，再与发电机轴联接。第二，确定转子与推力头联接方法。联接推力头有两种方法：第一种方法转子在桥机起吊状态下，穿入定位销钉，再将推力头把合。此方法可以不考虑转子下落与推力头发生压撞风险，但是对转子水平要求高，穿销时间长。第二种方法是转子落在调好高程、水平的制动器上，利用移动推力头调整好同心后穿销及把后螺栓。此方法调整方便，但需要推力高压减载装置恢复，且考虑制动器高程，转子下落后与推力头发应留有2~5mm间隙，避免发生碰撞。第三，转子与发电轴联接联接前，应事先做好法兰销钉孔同心调整专用工具（可用钢管加工锥销），同心度调整合格后对称穿入四颗定位销套，然后转子下落直至进入发电机轴止口并落至制动器上。
2 水轮发电机转子现场拆装技术的实施环节
2.1转子拆吊的实施
2.1.1转子上端轴拆除
第一，联接螺栓拆除。在互为间隔90°方位的4颗螺栓分别安装螺栓拉伸器，每颗螺栓上、下端部架设个百分表。用一台气动油泵同时对四个拉伸器供油打压。当联轴螺栓开始松动时停泵保压，并旋松四颗螺栓的螺母，记录螺母松开时的油泵压力值和螺栓回弹值。然后用同样的方法拆卸剩下的螺栓。
第二，上端轴吊出。在上端轴与转子中心体把合法兰处，在互为90°方位垂直架设四块百分表。上端轴安装吊具后，起升吊钩监桥机荷重仪，重量不超过发电机轴重量的2/3。监测百分表，用顶丝对称均匀顶起发电机轴，顶起过程发电机轴不应发卡，监测百分表读数应一致。当发电机轴脱离止口后吊出发电机上端轴至指定地点。
2.1.2转子拆除
第一，转子与发电机轴的拆除。需测量基础环与转轮轴向间隙。根据间隙值通过加垫方式调整基础环加工面水平。在互为间隔90°（转子中心体与发电机主轴联轴螺栓21颗）的4颗螺栓分别安装螺栓拉伸器，同步旋松此四颗螺栓螺母约3mm间隙，此四颗螺栓作为转子下落的专用螺栓。然后用同样的方法拆卸剩下颗螺栓，旋松螺母后，将螺母旋松至25mm间隙。用液压拉伸器将专用四颗螺栓缓慢分步旋松螺母，在转轮处派人监视发电机主轴下落行程，直至转轮落在基础环处的铜皮上。
第二，转子与推力头分离
在所有制动器与转子制动环之间加钢板及配合用的钢垫片，加完钢板后的间隙应小于2mm。启动顶转子油泵顶起转子，检查推力头与转子中心体法兰是否顺利脱开，用塞尺检查四同间隙是否一致。转子顶起过程中严密观察油泵压力表读数不大于工作压力，如果压力突变则立即停泵，锁定制动器，检查转子有无卡阻。一切正常后启动顶转子油泵，缓慢分步顶起转子。直至推力头与转子中心体法兰脱分离，然事用桥机将转子吊出机坑放置在转子检修支墩上并调整水平在0.02mm/m。
2.2 转子吊装的实施
2.2.1 转子与推力头安装的实施
第一，将制动器调整到最大允许行程上，通过加钢板及钢垫调整制动器周向水平小于不大于0.2mm，高程大于推力头2~5mm。
第二，利用桥机将转子吊至机坑上方，下落距定子20mm左右时，校正转子中心一次；转子在定子内下落过程中，沿定子圆周每隔一个磁极处，用宽度约50~80mm、约空气间隙1/2（且大于磁极阻尼环支架伸长度4mm）厚的木条均匀布置在空气间隙位置，防止磁极与定子线圈直接接触。当木板条发生卡阻时，立即汇报地面总指挥，停止起落转子，待找正转子中心后再起吊。
第三，当转子制动环距制动器顶面500mm左右时，利用两台桥机四个起升大钩调整转子中心体与推力头对称四个方向间隙差值小于3mm。然后在转子制动环与定子机座对称方向处挂2台5吨葫芦，利用葫芦转动转子，调整转子中心体法兰与推力头同心且方位一致。对称穿入八颗定位销后，然后继续下落转子，并检查转子中心体与推力头对称四个方向间隙差值应小于3mm，转子不得发生卡阻现象。否则采取在推力头四个径向吊孔处安装四个千斤顶调整推力头与转子间隙，然后下落转子至制动器上。
第四，用四个千斤顶将推力头同步、均匀顶起直至转子中心体贴合。安装转子与推力头的联接螺栓螺栓并对称拧紧。然后用深度尺复核两者同心度小于0.03mm，用0.02mm塞尺检查组合面无间隙。
2.2.2转子与发电机下端轴安装的实施
第一步，在互为90°方位的预留四个螺栓孔先不装入螺栓，剩下全部穿入联接螺栓。
第二步，用桥机将转子提升约20mm，然后快速抽出钢板，调整转子中心体法兰与发电机轴法兰同心且方位一致。在互为90°方位的预留螺栓孔内打入专用调同心整工具，调整螺栓孔对正及同心度达到要求后，对称穿入4个销套。将转子缓慢落至制动器上，使吊钩钢丝绳不受力。
第三步，利用液压拉伸工具在在互为90°方位同步分段拉伸螺栓，开始提升主轴。开始提升时不宜过快，以免主轴进入止口时对转子中心体止口产生刮蹭，提升过程中随时检查两法兰间隙、错位情况，若有卡阻等异常现象应立即停止提升。
第四步，观察液压拉伸器表压力值有所升高后，说明两法兰已经贴靠。用0.02mm塞尺从螺栓孔内检查两法兰无间隙，用游标深度尺检查两法兰的四周错牙，转子中心体与发电机轴同心度偏差不超过0.03mm。安装剩余销套。
第五步，落下制动器，将转子转移到推力轴承上，安装预留孔螺栓及销套，所有转子联轴螺栓采用对称拉伸的方式进行紧固，且按照30%、70%、100%的预紧力分三次完成，切勿一次性将螺栓拉伸至设计伸长值。
3 总结
转子检修中的快速拆除和正确吊装是机组检修过程中的重要环节，对检修质量起关键作用。由本文分析、探讨可知，通过分析转子拆除和吊装难点，理顺转子吊装工序，合理制定吊装方案，可以有效缩短检修工期，及时解决转子吊装过程中出现同心度调整困难、销套卡阻等问题情况。最后，希望通过本文的探讨，对同类型机组的检修提供参考。
论文作者:刘丰
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第13期
论文发表时间:2019/8/28
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