汽轮发电机安装时磁中心调整要点

・施工技术・

汽轮发电机安装时磁中心调整要点

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吴惠庭

(哈尔滨电机有限责任公司,哈尔滨市,150040)

[摘　要]　汽轮发电机安装时,应保证发电机定、转子的径向磁中心和轴向磁中心的同心度符合要求。

文章论述了发电机定转子磁中心不重合的危害,并对调整方法提出建议。

[关键词]　汽轮发电机　安装　径向磁中心　轴向磁中心　调整

汽轮发电机安装时,要注意2个磁中心:一是径向磁中心(一般称空气隙);二是轴向磁中心。由于是搞机械的人来调整这2个偏重于电磁方面的数字,除了应有认真、负责、慎重的态度之外,还要充分了解磁中心的方方面面,在制造、安装、检修中进行这项工作时才有主动性。

1　磁中心不重合的危害

111　径向磁中心不重合会产生单侧磁拉力,过大的单侧磁拉力将加剧振动。轴向磁中心不重合会产生轴向磁拉力,影响到汽轮机的推力瓦。112　磁中心不重合会造成小间隙部位动静摩擦。其中以哈电早期100、200MW汽轮发电机组配套的感应式副励磁机最为明显,副励磁机定、转子之间名义尺寸为1mm,几乎都发生过定、转子单侧相摩擦。

113　磁中心不重合还会产生单极效应,使轴电压偏高,产生轴电流,严重的能损伤轴瓦,磁化大轴甚至汽缸。

2　径向磁中心

211　径向磁中心的确定

对于定子是指定子铁芯(冲片)的圆中心,对于转子是指转子本体的轴线,它们均看不见摸不着,由制造厂工艺水平来保证。安装时是将转子穿入定子后,靠测量定、转子之间上、下、左、右4点空气隙来保证。

212　径向磁中心的同心度

中小型汽轮发电机一般采用座式轴承,在确定轴承座位置时,也就决定了定、转子径向磁中心的同心度。不论电机是否在厂内总装,由于基础不同必须在工地重新调整径向磁中心。

大型汽轮发电机为了缩短轴承跨距,减小轴的长(度)(直)径比,采用了端盖轴承支撑,端盖的固定位置,就决定了定、转子径向磁中心的同心度。哈厂200MW机组端盖在厂内参与找中心后,打销子定位,在安装中发现同心度(空气隙)超差时,其调整余度较小,仅仅可以调整瓦套调整垫块下的垫片或瓦套之间绝缘垫片。而300、600MW机组端盖参于找中心后,用半圆块定位,其调整量要大得多,也方便些。

213　一般文件的规定

对气隙大的汽轮发电机允许误差为±1 mm,即每点测量值与平均值比不大于±1mm 或最大值与最小值之差与平均值之比不大于5%。对气隙小的励磁机副励磁机,要求最大值与最小值之差与平均值之比不大于10%。

收稿日期:1997-05-20

214　径向磁拉力

以Q FS212522双水冷汽轮发电机为例,当径向磁中心偏心5%时,产生的单侧磁拉力约4411kN,相当于在半径450mm上加1kg重量产生的离心力。

文献[1]给出了单侧磁拉力的计算公式:

F=9.81×K1ΠD L B

×104

5000

2e

∆(1)

式中　F——单侧磁拉力,N;

　B——气隙磁通密度,T;

　D——转子直径,c m;

　L——转子长度,c m;

　∆——平均单侧气隙,mm;

　e——定、转子径向磁中心偏心值,

mm;

K1——磁场分布绕组结构饱和程度系

数,汽轮发电机取0.2。

215　实际调整中的问题

21511　测量困难:(1)没有现成可用的工具;

(2)测量点位于定子线圈喇叭口与护环交接内侧空间位置窄小;(3)转子本体比护环低30 mm左右;(4)转子本体上高低不一;(5)定子铁芯冲片高低不一;(6)端部径向隔板(挡风圈)妨碍测量(与护环的间隙仅5mm左右),定子铁芯内装径向和轴向隔板,有助于转子发热状态改善,故哈电200MW机组径向隔板,由底部空缺1 5(为取出穿转子用的弧形板用)改为整圈,位置也由第2段铁芯处移到铁心外,使测量空气隙的工作越来越困难。故在安装时就有将整圈径向隔板(胶皮部分)割上、下、左、右4个缺口的,为穿转子后测量空气隙创造方便条件。21512　误差偏大。安装时复测往往发现上部空气隙比下部大1mm左右,左右气隙虽有偏差但远小于此值。究其原因是制造厂在端盖定位时,没有考虑轴与轴瓦顶隙的影响。顶隙通常为轴颈的0115%左右,对200MW及以上的大机组约在(016～110)mm。当转子穿入定子在轴瓦中就位时,转子的中心比轴瓦(即定子、端盖)中心低顶隙的1 2。另外目前安装习惯于刮研轴瓦钨金与轴颈的接触面,这相当于又增大了顶隙,故造成复测空气隙时,总出现上大下小的现象。

21513　调整不便。哈厂200MW机组调整空气隙,是靠瓦套调整垫块下的垫片,而安装一般是先刮研轴瓦与瓦套,瓦套调整垫块与端盖的接触面,合格后再穿转子。当发现空气隙偏差大需要更换调整垫片时,还得重新刮研瓦套调整垫块与端盖的接触面,既费力又费时。

即使调整较方便的300、600MW机组,当空气隙调整量稍大时,除了顶起转子,拧松下半端盖所有把合螺栓外,个别端盖上的把合孔可能要作局部修整,最后还要重铰定位销孔、重配定位销,也是够费时费力的。

21514　励磁机副励磁机径向磁中心的确定。哈电200、300MW机组励磁机副励磁机,均采用1根轴2个轴承座结构,安装时要同时检查励磁机副励磁机两端的空气隙后,根据实际情况确定综合调整方案。是移动1个或2个轴承座或定子;还是增减垫片;或几者兼之。移动轴承座、定子后必须重铰定位销孔。

216　建议

21611　端盖轴承结构的电机,端盖定位预留抬高量,即端盖准备定位的中心要比电机定子铁芯的中心高该电机轴承顶隙的1 2。

21612　安装时在装好下半端盖情况下,可用拉钢丝或光学找正办法,复查端盖和定子铁芯中心。当发现重合时,使端盖中心比定子铁芯中心高轴承顶隙的1 2,然后再刮研轴承的接触面,这样穿完转子后可不用复查径向磁中心(空气隙)。

3　轴向磁中心

311　轴向磁中心的确定

对于转子是指护环之间的转子本体长度的1 2处。对于定子是指定子铁芯(矽钢片叠片段)长度的1 2处。用定子机座长度的1 2作轴向磁中心是有误差的,制造时定子铁芯叠片部分与机座并不完全对称,一般有5mm左右的误差。