淺談大型汽輪發(fā)電機(jī)制造過(guò)程中定轉(zhuǎn)子氣隙均勻性控制新工藝

劉亞軍 肖 寧

（東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司，四川 德陽(yáng)618000）

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

1 工藝準(zhǔn)備

1.1 準(zhǔn)備鋼絲及重物

為了減小鋼絲撓度對(duì)測(cè)量過(guò)程的影響，保證整個(gè)測(cè)量過(guò)程鋼絲盡量繃直，根據(jù)鋼絲規(guī)格與懸掛重物的經(jīng)驗(yàn)對(duì)照表，習(xí)慣性選用直徑0.5mm 的鋼絲以及18.9kg 的重物。

1.2 準(zhǔn)備測(cè)量工具及輔助工裝

拉鋼絲復(fù)查中心過(guò)程中，需要測(cè)量鋼絲至定子鐵芯的距離，需要在汽勵(lì)端端蓋端面安裝輔助工裝。為此，需準(zhǔn)備內(nèi)徑千分尺、信號(hào)感應(yīng)裝置以及拉鋼絲工裝等工具及工裝。

2 工藝過(guò)程

2.1 測(cè)量鋼絲直徑，使用天平秤確定重物質(zhì)量，并記錄。

2.2 在定子汽勵(lì)端安裝“拉鋼絲復(fù)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(hào)感應(yīng)裝置與鋼絲、“拉鋼絲復(fù)查端蓋抬高量工具”連接。

2.4 在定子汽勵(lì)端第四段鐵芯處（汽勵(lì)端兩測(cè)點(diǎn)距鐵芯軸向中心的距離偏差應(yīng)小于2mm），以鋼絲為基準(zhǔn)測(cè)量鐵芯內(nèi)徑尺寸，圓周方向測(cè)四點(diǎn)，要求上下、左右測(cè)量值偏差控制在0.03mm 以內(nèi)。以此數(shù)據(jù)為參考，調(diào)整“拉鋼絲復(fù)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(cè)量基準(zhǔn)。如圖1 所示。

2.5 鋼絲基準(zhǔn)確定后，在定子汽勵(lì)端端蓋軸承處，以鋼絲為基準(zhǔn)測(cè)量端蓋軸承的內(nèi)球面半徑，圓周方向測(cè)四點(diǎn)。如圖2 所示。

圖1 確定測(cè)量基準(zhǔn)

2.6 建立拉鋼絲測(cè)量模型，如圖3 所示。

圖2 測(cè)量端蓋軸承內(nèi)球面半徑

圖3 建立拉鋼絲測(cè)量模型

3 計(jì)算端蓋抬高量

3.1 所需參數(shù)

3.1.1 汽勵(lì)端第四段鐵芯（即測(cè)點(diǎn)1）之間的距離：4778mm

3.1.2 汽勵(lì)端端蓋軸承（即測(cè)點(diǎn)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(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)介

3.2.1 以鐵芯軸向中心為原點(diǎn)建立如圖4 的坐標(biāo)系。

圖4 建立坐標(biāo)系

圖5 建立計(jì)算模型

圖6 考慮鋼絲撓度后的計(jì)算模型

式中：A1——端蓋軸承內(nèi)球面下半圓最低點(diǎn)距鋼絲的尺寸（mm）；

A2——端蓋軸承內(nèi)球面上半圓最高點(diǎn)距鋼絲的尺寸（mm）。

3.3 計(jì)算舉例

以某機(jī)組利用拉鋼絲方法測(cè)量端蓋抬高量的數(shù)據(jù)為例（如圖7 所示），利用上述的計(jì)算模型，計(jì)算端蓋抬高量，并與準(zhǔn)直儀找中心的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

3.3.1 鋼絲線密度（鋼絲直徑實(shí)測(cè)為0.43mm）

圖7 某機(jī)組的測(cè)量數(shù)據(jù)

式中：A1——端蓋軸承內(nèi)球面下半圓最低點(diǎn)距鋼絲的尺寸（mm）

A2——端蓋軸承內(nèi)球面上半圓最高點(diǎn)距鋼絲的尺寸（mm）通過(guò)以上計(jì)算結(jié)果可知，該機(jī)組汽勵(lì)端端蓋抬高量較準(zhǔn)直儀找中心時(shí)的端蓋抬高量存在一定偏差（端蓋抬高量設(shè)計(jì)值為0.40mm），汽端端蓋抬高量偏大，勵(lì)端端蓋抬高量偏小。故需利用準(zhǔn)直儀重新調(diào)整端蓋抬高量，使機(jī)組汽勵(lì)端端蓋抬高量滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)論

大型汽輪發(fā)電機(jī)在制造廠找中心時(shí)，通過(guò)準(zhǔn)直儀抬高端蓋后，再采用拉鋼絲方法復(fù)查并修正端蓋抬高量，可有效減小準(zhǔn)直儀光學(xué)誤差對(duì)端蓋抬高量的影響，有效保證電廠插轉(zhuǎn)子后定轉(zhuǎn)子氣隙的均勻性，避免因氣隙偏差重新找中心所帶來(lái)的重復(fù)工作量，提高機(jī)組的制造質(zhì)量。