淺談大型汽輪發電機制造過程中定轉子氣隙均勻性控制新工藝

劉亞軍 肖 寧

（東方電氣集團東方電機有限公司，四川 德陽618000）

大型汽輪發電機主要由定子和轉子組成，而轉子的重量又主要靠定子兩端的端蓋軸承支撐，受轉子重量影響端蓋將下沉，為了平衡端蓋的下沉量，需要將轉子故意抬高一定量，以抵消端蓋下沉對定轉子中心的影響。大型汽輪發電機在設備廠制造時，為了減少插轉子直接找中心的勞動量，經常使用光學準直儀間接找端蓋軸承與定子的同心，即近似找轉子與定子的同心。但是，由于光學準直儀的光學誤差以及轉子撓度等因素的影響，這種間接找中心的方式經常存在一定偏差，造成找中心結果與定轉子中心的實際狀態不符。為了彌補這種方式產生的誤差，光學準直儀間接找中心后，需要通過拉鋼絲方法對光學準直儀找中心結果進行修正，最終才能保證機組在電廠安裝時定轉子氣隙滿足要求。

1 工藝準備

1.1 準備鋼絲及重物

為了減小鋼絲撓度對測量過程的影響，保證整個測量過程鋼絲盡量繃直，根據鋼絲規格與懸掛重物的經驗對照表，習慣性選用直徑0.5mm 的鋼絲以及18.9kg 的重物。

1.2 準備測量工具及輔助工裝

拉鋼絲復查中心過程中，需要測量鋼絲至定子鐵芯的距離，需要在汽勵端端蓋端面安裝輔助工裝。為此，需準備內徑千分尺、信號感應裝置以及拉鋼絲工裝等工具及工裝。

2 工藝過程

2.1 測量鋼絲直徑，使用天平秤確定重物質量，并記錄。

2.2 在定子汽勵端安裝“拉鋼絲復查端蓋抬高量工具”，布置鋼絲并懸掛重物。

2.3 將自制的信號感應裝置與鋼絲、“拉鋼絲復查端蓋抬高量工具”連接。

2.4 在定子汽勵端第四段鐵芯處（汽勵端兩測點距鐵芯軸向中心的距離偏差應小于2mm），以鋼絲為基準測量鐵芯內徑尺寸，圓周方向測四點，要求上下、左右測量值偏差控制在0.03mm 以內。以此數據為參考，調整“拉鋼絲復查端蓋抬高量工具”上支架的位置，保證鋼絲與鐵芯同心，由此便確定了測量基準。如圖1 所示。

2.5 鋼絲基準確定后，在定子汽勵端端蓋軸承處，以鋼絲為基準測量端蓋軸承的內球面半徑，圓周方向測四點。如圖2 所示。

圖1 確定測量基準

2.6 建立拉鋼絲測量模型，如圖3 所示。

圖2 測量端蓋軸承內球面半徑

圖3 建立拉鋼絲測量模型

3 計算端蓋抬高量

3.1 所需參數

3.1.1 汽勵端第四段鐵芯（即測點1）之間的距離：4778mm

3.1.2 汽勵端端蓋軸承（即測點2）之間的距離：8000mm

3.1.3 鋼絲線密度（以直徑0.5mm 的鋼絲為例）：

3.2 計算過程簡介

3.2.1 以鐵芯軸向中心為原點建立如圖4 的坐標系。

圖4 建立坐標系

圖5 建立計算模型

圖6 考慮鋼絲撓度后的計算模型

式中：A1——端蓋軸承內球面下半圓最低點距鋼絲的尺寸（mm）；

A2——端蓋軸承內球面上半圓最高點距鋼絲的尺寸（mm）。

3.3 計算舉例

以某機組利用拉鋼絲方法測量端蓋抬高量的數據為例（如圖7 所示），利用上述的計算模型，計算端蓋抬高量，并與準直儀找中心的數據進行對比。

3.3.1 鋼絲線密度（鋼絲直徑實測為0.43mm）

圖7 某機組的測量數據

式中：A1——端蓋軸承內球面下半圓最低點距鋼絲的尺寸（mm）

A2——端蓋軸承內球面上半圓最高點距鋼絲的尺寸（mm）通過以上計算結果可知，該機組汽勵端端蓋抬高量較準直儀找中心時的端蓋抬高量存在一定偏差（端蓋抬高量設計值為0.40mm），汽端端蓋抬高量偏大，勵端端蓋抬高量偏小。故需利用準直儀重新調整端蓋抬高量，使機組汽勵端端蓋抬高量滿足設計要求。

4 結論

大型汽輪發電機在制造廠找中心時，通過準直儀抬高端蓋后，再采用拉鋼絲方法復查并修正端蓋抬高量，可有效減小準直儀光學誤差對端蓋抬高量的影響，有效保證電廠插轉子后定轉子氣隙的均勻性，避免因氣隙偏差重新找中心所帶來的重復工作量，提高機組的制造質量。