汽輪發電機定子鐵損試驗噪聲超標原因分析

李光明

（哈爾濱電機廠有限責任公司制造工藝部，黑龍江哈爾濱 150040）

0 引言

空冷200 MW汽輪發電機原引進東芝公司技術，屬哈爾濱電機廠有限責任公司水氫冷1000 MW汽輪發電機產品結構的縮減版本，具有短而精的特點，在生產過程中采取大量的新方法和新工藝。該產品采用圓形定位筋焊接結構，定位筋與機座成為一個整體進行定位筋鴿尾的加工工藝，定子鐵心采用分段外疊裝的方式進行裝配，實現高效率和高精度要求。根據恒源空冷200 MW發電機項目實際生產過程中遇到的，做大電流鐵損試驗噪聲超標問題，給出影響發電機在電站運行過程中產生噪聲的影響因素，有利于生產過程中進一步控制相關工藝參數，為發電廠實際運行中的檢查和維護提供參考。

1 定子鐵心裝配結構特點

空冷200 MW汽輪發電機定子鐵心和機座之間采用彈簧棒作為支撐。定子鐵心有66個下線槽并用22根鴿尾形定位筋限位，固定定位筋的中間6道浮動環板與機座環板留有10 mm間隙，塞入硅膠棒減振（圖1）。

鐵心質量通過定位筋作用于16根彈簧棒上，定子鐵心靠彈簧棒減振，可以將每根定位筋看作2點支撐的梁，且這2點有彈簧棒支撐。每根彈簧棒可以看成是3點支撐的梁（圖2），彈簧棒和其余環板有10 mm間隙，同樣塞入硅膠棒減振，并且用擋圈封住硅膠棒兩端，擋圈裝焊時上下留有2.5 mm的偏差，見圖3。

圖1 浮動環板減振結構

2 定子鐵損噪聲超標原因分析

空冷200 MW汽輪發電機定子在線圈嵌入裝配結束后，根據合同要求做一次鐵心介質損耗試驗，試驗結果鐵心溫升符合要求，而噪聲值高達97 dB，嚴重超過標準80 dB的要求。初始分析噪聲超標是鐵心存在松動，檢查鐵心緊度符合要求，排除鐵心松動的原因。進一步分析認為：①受到鐵心和線圈整體質量的影響，支撐鐵心定位筋的彈簧棒和機座環板擋圈之間、以及中間6道浮動環板之間間隙過小甚至干涉，致使做鐵損試驗時產生振動噪聲；②中間6道浮動環板間隙中的硅膠棒以及彈簧棒與機座環板之間的硅膠棒，在裝配過程中需保證20%的壓縮量，如果硅膠棒材質不合格則很難達到減振效果；③如圖3所示，彈簧棒與機座環板之間的擋圈在整個圓周位置均上下偏差5 mm，即中心偏差2.5 mm，沒有按照設計要求安裝擋圈，導致擋圈與彈簧棒之間間隙過緊。

圖2 定子鐵心裝配示意

圖3 彈簧棒減振結構

經過細致排查證實，實際裝配時沒有考慮裝配要求的偏差。經過理論計算鐵心的下沉量為（2.5～3）mm，如果擋圈與彈簧棒均按同心裝配的情況下，彈簧棒與擋圈之間的距離很近甚至發生干涉，嚴重降低彈簧棒的減振效果。對此，按要求重新調整擋圈間隙，降噪效果見表1。

3 結語

定子鐵損試驗噪聲超標，根據以往經驗都是鐵心松動所致，也與定子試驗時支撐定子基礎方箱是否牢固有關。由于空冷200 MW定子結構特殊，在定子裝配過程中應加強質量控制以保證關鍵部位符合要求。

表1 處理前后鐵損試驗振動噪聲測試結果