淺析定子下環(huán)板水平超標的調(diào)整方法

陸建峰，祁康全，張廣華

（國網(wǎng)浙江省電力公司緊水灘水力發(fā)電廠，浙江麗水323000）

淺析定子下環(huán)板水平超標的調(diào)整方法

陸建峰，祁康全，張廣華

（國網(wǎng)浙江省電力公司緊水灘水力發(fā)電廠，浙江麗水323000）

近些年，20世紀80、90年代投運的水輪發(fā)電機組，多數(shù)出現(xiàn)了定子矽鋼片滑出的問題，給機組的安全穩(wěn)定運行造成了威脅。通過定子改造，采用新材料、新工藝，提高定子可靠性是較為有效的處理方法。本文介紹了緊水灘電站定子改造時，原定子機座不進行改造的情況下，對下環(huán)板波浪度超標的測量、處理方法，為同類型機組改造提供借鑒。

定子機座；下環(huán)板；波浪度

1 概況

緊水灘電站位于浙江省麗水市云和縣甌江的大溪支流龍泉溪上，是甌江流域龍泉溪梯級開發(fā)中最早開發(fā)建設(shè)的大型電站。緊水灘電廠原設(shè)計有6臺單機50 MW的混流式機組，總裝機300 MW，先后于1987～1988年投產(chǎn)。水輪機型號為HL220-LJ-300，額定轉(zhuǎn)速 200r/min，發(fā)電機型號為SF-K50-30/6400，立軸懸式。

從2005年開始，緊水灘電站的6號、2號、3號發(fā)電機相繼發(fā)生定子鐵心下端部矽鋼片松動滑出損壞定子線棒事件，而1號、4號、5號發(fā)電機定子鐵心下端部矽鋼片也存在不同程度的滑出，嚴重威脅發(fā)電機安全運行。后期檢修時雖然采取了發(fā)電機安裝下?lián)躏L板、定期對發(fā)電機定子鐵心進行內(nèi)窺鏡檢查并在鐵心滑出部位加焊不銹鋼拉勾等措施，但定子鐵心松動與矽鋼片滑出問題沒有得到有效扼制，無法從根本上解決設(shè)備隱患。為此，電站于2012年逐步對發(fā)電機定子進行改造。

2 定子改造范圍的選擇

緊水灘電站原定子為分瓣式結(jié)構(gòu)，三瓣定子分別在工廠疊裝后運至現(xiàn)場拼裝而成。定子改造前電站邀請哈爾濱電機廠設(shè)計專家對定子和上機架振動情況進行了核算，確定定子和上機架聯(lián)合結(jié)構(gòu)關(guān)鍵振動模態(tài)頻率均有效避開了機組相應的激振頻率，滿足振動標準要求。同時，機組歷次A、B級檢修中檢查定子機座組合面把合螺栓和定子機座基礎(chǔ)安裝螺栓，均未發(fā)現(xiàn)有松動現(xiàn)象；測量定子機座各組合縫間隙，歷次檢修均未發(fā)現(xiàn)有擴展現(xiàn)象，故本次定子改造仍采用原來的定子機座，將下壓指直接焊裝在下環(huán)板后對定子鐵心在機坑內(nèi)進行整體疊裝的方式。定子鐵心裝配圖如圖1所示。

3 定子機座下環(huán)板波浪度測量及超標原因分析

2014年緊站2號機組解體完后在機坑內(nèi)進行定子鐵心部件拆除工作，相關(guān)部件拆除后對定子機座進行了修整，修整后利用中心柱測量定子機座下環(huán)板水平，測量發(fā)現(xiàn)定子機座下環(huán)板波浪度較大，周向一圈最大相差4.05 mm,內(nèi)外徑最大相差0.51 mm，內(nèi)側(cè)低、外側(cè)高，達不到《水輪發(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)范》的技術(shù)要求。由于波浪度超出規(guī)范較多，隨后用水工觀測儀對下環(huán)板水平進行了復測，復測數(shù)據(jù)顯示周向一圈最大相差4.83 mm,內(nèi)外徑相差0.57 mm,內(nèi)側(cè)低、外側(cè)高，數(shù)據(jù)一致,波浪度分布情況如圖2所示。

水輪發(fā)電機定子機座下環(huán)板主要作為定子鐵心疊片的支撐，承受定子鐵心的重量及機組運行時的磁不平衡，若定子機座下環(huán)板強度不足，將直接威脅到機組的安全穩(wěn)定運行。機組改造前要求設(shè)計單位對機組上機架和定子機座的強度進行了復核，確定上機架和定子機座的強度滿足要求。為了查找引起定子機座下環(huán)板水平超標的原因，利用水工測量儀器對定子機座上端部上機架安裝基礎(chǔ)水平（測量位置為上機架支腿安裝部位，共6處），測量發(fā)現(xiàn)定子機座上端部水平偏差較大，最大偏差3.57 mm，且高程變化情況與下環(huán)板波浪度的數(shù)據(jù)基本一致，基本確定建廠時定子安裝水平超標是導致定子機座下環(huán)板水平超標的主要原因，由于改造時調(diào)整難度較大，為此，未對定子機座水平、高程進行調(diào)整。

圖1定子鐵心裝配圖

圖2緊站2號機定子機座下環(huán)板波浪度

4 定子機座下環(huán)板波浪度超標的處理工藝

為了保證下壓指安裝后上平面的水平度滿足技術(shù)規(guī)范的要求，經(jīng)與廠家共同商議決定，在不改變原定子機座的情況下，按照下環(huán)板水平測量的數(shù)據(jù)，對高程相對較高部位的下壓指進行加工處理，對高程相對較低部位的壓指通過加不銹鋼調(diào)整墊，從而保證壓指安裝后的水平度及定子高程，同時在壓指內(nèi)側(cè)底部加墊片，調(diào)整齒壓條內(nèi)外側(cè)高差。根據(jù)測量的下環(huán)板波浪度情況，對圖2所示的22～35區(qū)域的壓指根據(jù)超差量分別按0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm 4個規(guī)格進行刨削處理，對圖2所示的1～5區(qū)域的壓指根據(jù)超差量分別按0.5 mm和1.0 mm 2種規(guī)格分別進行加墊。壓指加工后按要求進行滿焊，滿焊后檢查壓指徑向和周向波浪度，測量壓指波浪度最大值為1.75 mm，相鄰壓指高差小于0.5 mm，測量壓指內(nèi)外高差符合要求。定子鐵心疊裝后鐵損試驗合格，機組投運后鐵心溫度、鐵心振動等運行正常。

5 結(jié)束語

受改造工期、施工場地、施工條件、經(jīng)濟性等因素的限制，機組改造時很難進行徹底的改造換新，而未改造部件或原安裝基礎(chǔ)或多或少的存在著這樣那樣的問題，這些問題也只有在改造過程中才能發(fā)現(xiàn)，只有找到問題的根本原因并采取有效的處理措施，才能確保改造的順利、有效實施。緊水灘電站目前已先后對6號、2號、1號、3號水輪發(fā)電機組定子進行了改造，在已改造的4臺機組中，發(fā)電機定子下環(huán)板波浪度均在4 mm以上，通過分區(qū)域測量下環(huán)板水平，并按測量的波浪度刨削下壓指或在下壓指下方加墊，調(diào)整壓指上端部波浪度達到相關(guān)規(guī)范要求，有效的解決了原定子機座下環(huán)板水平超標的問題。

[1]GB/T 8564-2003水輪發(fā)電機組安裝技術(shù)規(guī)范[S].

[2]哈爾濱電機廠有限責任公司.緊水灘2號發(fā)電機增容改造定子鐵芯裝壓工藝守則[Z].

[3]王曉波.水輪發(fā)電機定子機座結(jié)構(gòu)與加工工藝討論[J].科技風,2012（19）：47.

TV734.4

B

1672-5387（2017）11-0042-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.11.016

2017-08-30

陸建峰（1981-），男，高級工程師，從事水電機械檢修工作。