雷打?yàn)┧娬巨D(zhuǎn)子輪轂與發(fā)電機(jī)主軸熱套方案的選擇

王穎，彭惠

（1.中國電建集團(tuán)昆明勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南 昆明 650051;2.云南凱盈電站管理有限公司，云南 昆明 650051）

雷打?yàn)┧娬巨D(zhuǎn)子輪轂與發(fā)電機(jī)主軸熱套方案的選擇

王穎1，彭惠2

（1.中國電建集團(tuán)昆明勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南 昆明 650051;2.云南凱盈電站管理有限公司，云南 昆明 650051）

常規(guī)的轉(zhuǎn)子輪轂與發(fā)電機(jī)主軸熱套施工方案主要有兩種：輪轂套軸方案和軸插輪轂方案，兩種方案根據(jù)工程現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行選用。雷打?yàn)┧娬疽虬惭b場垂直空間限制，并考慮工程實(shí)際特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)安全性，對兩種施工方案進(jìn)行了比選，最終采取了軸插輪轂方案。實(shí)踐表明，采用軸插輪轂方案有效縮短了工期并降低了費(fèi)用，可供其他類似工程參考和借鑒。

雷打?yàn)┧娬荆晦D(zhuǎn)子輪轂；發(fā)電機(jī)主軸；熱套方案

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.07.069

1 引言

在水電站常規(guī)施工中，轉(zhuǎn)子輪轂與發(fā)電機(jī)主軸的熱套方案有兩種：一種輪轂套軸方案，一種軸插輪轂方案。在正常情況下，一般都采用輪轂套軸方案，操作方便簡單，但是受工程現(xiàn)場各種條件的制約，需要因地制宜選擇熱套方案，以保證經(jīng)濟(jì)安全及工期要求。本文對雷打?yàn)┧娬镜臒崽追桨高M(jìn)行了綜合比選，最終確定采用軸插輪轂，該方案有效降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，縮短了工期，并減少了費(fèi)用。該項(xiàng)目的轉(zhuǎn)子熱套施工方案的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，可作為其他類似工程施工的參考。

2 套嵌方案的對比及選擇

2.1 輪轂套軸方案

雷打?yàn)┧娬竟こ涛挥谠颇鲜浝湛h和邱北縣交界的南盤江干流上，工程以發(fā)電為主。裝有3臺單機(jī)容量為36MW的立軸懸式混流式水輪發(fā)電機(jī)組，保證出力24.928MW，年發(fā)電量5.327×108kW·h。機(jī)組中轉(zhuǎn)子起吊重量為150t，其中轉(zhuǎn)子輪轂重16t，為圓盤式焊接結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子輪轂外形尺寸為準(zhǔn)4310mm× 1475mm；發(fā)電機(jī)主軸采用優(yōu)質(zhì)合金鋼20SiMn鍛制而成，具有足夠的剛強(qiáng)度，長6877mm。為運(yùn)輸方便，轉(zhuǎn)子輪轂與發(fā)電機(jī)主軸擬在工地現(xiàn)場進(jìn)行熱套。

該電站廠房裝有一臺160/50t雙小車橋式起重機(jī)，主鉤起吊高度為9.1m，副鉤為9.7m，安裝場轉(zhuǎn)子組裝檢修坑尺寸為2500mm×2500mm×1200mm（長×寬×深），發(fā)電機(jī)主軸豎直固定在轉(zhuǎn)子檢修坑后，主軸露出安裝場地面高度計(jì)算如下:發(fā)電機(jī)主軸露出安裝場地面高度=L發(fā)電機(jī)主軸-h基坑深=6877-1200=5677mm，即輪轂至少需吊高5677mm，且越過發(fā)電機(jī)主軸后方可進(jìn)行熱套操作。此時(shí)，起吊鋼絲繩垂直高度為：起吊鋼絲繩垂直高度=9100-H-L輪轂=9100-5677-1475=1948mm。為保證熱套過程中轉(zhuǎn)子輪轂支架保持水平，以一鉤起吊為宜，同時(shí)為控制轉(zhuǎn)子輪轂支架熱套中的下落速度，采用橋機(jī)主鉤起吊。

轉(zhuǎn)子輪轂支架套入主軸并下落1948mm后，由于主軸頂部會與橋機(jī)主鉤接觸，須采取措施將轉(zhuǎn)子輪轂支架暫時(shí)支撐，更換鋼絲繩后，再將轉(zhuǎn)子輪轂支架套到位。因此，若采取輪轂套軸方案存在如下問題：

1）需準(zhǔn)備2套不同長度的鋼絲繩以備更換；

2）需制作更換鋼絲繩時(shí)的轉(zhuǎn)子輪轂支架支撐平臺；

3）更換鋼絲繩后，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子輪轂支架水平較困難，花費(fèi)時(shí)間長且在熱套施工中易造成輪轂支架與大軸碰撞事故；

4）為保證轉(zhuǎn)子輪轂支架軸孔漲量不減少，轉(zhuǎn)子輪轂支架加溫不能停止，施工工序繁雜且危險(xiǎn)性較大。綜上所述，在雷打?yàn)┧娬静扇≥嗇炋纵S方案會延長工期、增加費(fèi)用和施工風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 軸插輪轂方案

為控制主軸下落速度，軸插輪轂方案也采用橋機(jī)主鉤起吊主軸，根據(jù)工程特點(diǎn)采取機(jī)坑內(nèi)施工的方法。以下機(jī)架為支持平臺，將轉(zhuǎn)子輪轂支架翻轉(zhuǎn)放置在下機(jī)架上并固定。下機(jī)架制動閘高程為905.72m，轉(zhuǎn)子輪轂支架上部高程計(jì)算：轉(zhuǎn)子輪轂支架上部高程=905.72+1.475=907.195m。安裝場高程為909.8m，從轉(zhuǎn)子輪轂支架上部至橋機(jī)的極限起升高度垂直尺寸為：極限起升高度=安裝場地面高程-輪轂支架上部表面高程+9.1m=909.8-907.195+9.1=11.705m。

可見，極限起升高度大于主軸加吊具及鋼絲繩長度，軸插輪轂方案在機(jī)坑內(nèi)有足夠的垂直空間實(shí)施，且熱套施工可一次成功，工序工藝相對簡單。綜合考慮，本電站采取軸插輪轂方案，見圖1。

3 軸插輪轂實(shí)施過程

軸插輪轂方案的施工過程如下：

1）把機(jī)組下機(jī)架吊入機(jī)坑，調(diào)平并緊固螺栓，將輪轂吊起翻轉(zhuǎn)并放置在下機(jī)架上，調(diào)平并固定；主軸顛倒吊起，調(diào)節(jié)吊軸工具，使主軸垂直度保持在0.1mm/m以內(nèi)；將主軸吊到輪轂上空對中；調(diào)整勵(lì)磁引線方位，用行車反復(fù)升降幾次，將大軸穿入輪轂中心孔進(jìn)行預(yù)套；將大軸懸吊在輪轂上方2m處等待正式套嵌。蓬布加工成保溫箱，整個(gè)輪轂安置在特制的保溫箱內(nèi)。

圖1 軸插輪轂方案

圖2 施工過程中的檢測

圖3 軸插輪轂施工完成

2）對輪轂進(jìn)行加熱升溫（主要采用電熱絲加熱升溫，加熱體總負(fù)荷為90kW，30根3kW電熱絲）：輪轂中心孔4根，外壁8個(gè)加熱點(diǎn)，每個(gè)加熱點(diǎn)2根；在底部布置4根，8個(gè)退下方6個(gè)；用

3）電氣接線方式：采用三相對稱布置負(fù)荷，7組開關(guān)分別進(jìn)行控制，使輪轂加熱升溫過程能夠很好地控制調(diào)整。確保輪轂加溫過程能夠均勻、勻速地進(jìn)行。

4）保溫箱上下需留通過主軸的活動孔門。輪轂加熱過程中，每小時(shí)用溫度計(jì)或紅外測溫儀監(jiān)測一次輪轂中心孔溫度，用內(nèi)勁千分尺測量輪轂孔徑實(shí)際膨脹量。套裝前應(yīng)仔細(xì)檢查加溫后輪轂孔徑的膨脹量，其值需滿足計(jì)算要求。

5）輪轂加溫時(shí)注意：

（1）開始加溫時(shí)，溫升控制在15℃/h之內(nèi)，緩慢均勻加熱；

（2）當(dāng)達(dá)到100℃時(shí)，可根據(jù)內(nèi)部上下溫差情況，適當(dāng)加入底部電熱器，當(dāng)?shù)竭_(dá)150℃時(shí)所有電爐全部加入使用，溫度快速上升；

（3）保溫箱四周要有足夠的消防設(shè)備，并安排專人值班監(jiān)護(hù)；

（4）每小時(shí)測量并記錄溫度及輪轂孔徑膨脹量一次，保持測量值與設(shè)計(jì)要求值近似；

（5）溫度升高到計(jì)算值后，保持2h，再復(fù)查輪轂孔徑實(shí)際膨脹量，達(dá)到要求后方可進(jìn)行套裝。

圖2為施工過程中的檢測場景，圖3為施工最終完成后的場景。

4 結(jié)語

本文對雷打?yàn)┧娬巨D(zhuǎn)子輪轂與發(fā)電機(jī)主軸的熱套方案進(jìn)行了綜合比選，最終確定采用軸插輪轂。實(shí)踐表明，該方案有效控制了工程風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用，并明顯縮短了工期，相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可作為其他類似工程施工的參考。

【1】田毅.江口電站1號機(jī)組轉(zhuǎn)子組裝[J].水電工程技術(shù)，2006(1):30-31．

【2】熊世煊.電機(jī)用端蓋式球面滑動軸承防負(fù)壓結(jié)構(gòu)的改進(jìn)[J].電機(jī)技術(shù)，2005(1):53-54．

【3】JB/T5888電機(jī)用DQ系列滑動軸承結(jié)構(gòu)與尺寸[S]．

【4】JB/T5888.1電機(jī)用DQ系列端蓋式滑動軸承技術(shù)條件[S]．

Choice of Heating Sleeving Scheme of Rotor Hub and Generator Shaft for Leidatan Hydropower

WANGYing1,PENGHui2
（1.ChinaPowerGroup，KunmingEngineeringCo.Ltd.,Kunming650051; 2.YunnanYingkaiPowerStationManagementCo.Ltd.,Kunming650051,China）

There aremainly two kinds of heating construction sleevingmethods for rotor hub and generator of hydropower station: hub-sleeving-shaft, and shaft-inserting-hub, which should be selected as per actual condition on site. Considering the vertical space limit of assembly bay, peculiarities and economic security requirements of Leidatan Hydropower Station, the two methods are compared, and shaft-inserting-hub is finally selected. The practice showed that shaft-inserting-hubmethod used in LeidatanHydropower Station is successfully shortening the construction period aswell as reducing the cost,which can be a referenceforothersimilarprojects.

LeidatanHydropowerStation;rotorhub;generatormainshaft;heatingsleevingscheme

TV547.3

B

1007-9467（2016）07-0107-02

2016-5-17

王穎（1972～），男，湖南衡陽人，高級工程師，主要從事水利水電工程機(jī)電安裝研究，（電子信箱）564093777@qq.com。