600MW發(fā)電機(jī)定子鐵芯松動(dòng)原因分析及處理

1、600mw發(fā)電機(jī)定子鐵芯松動(dòng)原因分析及處理程?hào)|立 魯葉茂 李獻(xiàn)仁（大唐淮南洛河發(fā)電廠 安徽 淮南 232008）【摘要】 闡述了600mw水氫氫汽輪發(fā)電機(jī)首次檢修抽轉(zhuǎn)子檢查的重要性，介紹了定子鐵芯松動(dòng)及處理情況，對(duì)定子鐵芯松動(dòng)的原因進(jìn)行分析、對(duì)處理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)、并從設(shè)計(jì)、制造、監(jiān)造、安裝、運(yùn)行以及檢修等多方面對(duì)防止發(fā)電機(jī)鐵芯故障的預(yù)防措施進(jìn)行探討。對(duì)在建和新投運(yùn)的發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有借鑒意義?！娟P(guān)鍵詞】發(fā)電機(jī) 定子鐵芯 松動(dòng) 處理1 引言大唐淮南洛河發(fā)電廠5、6號(hào)發(fā)電機(jī)是某發(fā)電機(jī)廠引進(jìn)美國西屋公司技術(shù)生產(chǎn)的qfsn-600-2型水氫氫汽輪發(fā)電機(jī)。于2007年底投產(chǎn)發(fā)電。近年來已有部分臺(tái)次的同

2、類型發(fā)電機(jī)發(fā)生了定子鐵芯松動(dòng)、損壞等故障，如臺(tái)山2號(hào)機(jī)定子鐵芯損壞導(dǎo)致定子整體更換、吳涇二電廠2號(hào)機(jī)發(fā)生定子鐵芯片間磨損，導(dǎo)致與鐵芯接觸的定子線棒側(cè)面絕緣磨損，造成接地，機(jī)組跳閘、錦界2號(hào)機(jī)鐵芯故障等。發(fā)電機(jī)定子鐵芯的安全運(yùn)行是極其重要的，一旦出現(xiàn)問題，輕則更換線棒、局部修復(fù)鐵芯，檢修工期12個(gè)月，重則發(fā)電機(jī)定子返廠，全部重裝鐵芯，線棒全部更換，影響生產(chǎn)的時(shí)間至少610個(gè)月。因此，發(fā)電機(jī)首次檢修，有必要進(jìn)行抽轉(zhuǎn)子檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行后，暴露的設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行、維護(hù)等方面的問題，并且及時(shí)處理，為發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行打好基礎(chǔ)。需要對(duì)定子鐵芯松動(dòng)的原因進(jìn)行分析、對(duì)處理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)

3、、并從設(shè)計(jì)、制造、監(jiān)造、安裝、運(yùn)行以及檢修等多方面對(duì)防止發(fā)電機(jī)鐵芯故障的預(yù)防措施進(jìn)行探討。 洛河電廠5、6號(hào)發(fā)電機(jī)分別于2009年9月、2008年9月在發(fā)電機(jī)首次檢修中都進(jìn)行了抽轉(zhuǎn)子工作，并及時(shí)聯(lián)系了制造廠技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)，本廠技術(shù)人員配合對(duì)發(fā)電機(jī)定子鐵芯松動(dòng)、槽楔松動(dòng)、端部綁扎、手包絕緣、內(nèi)部清潔等情況進(jìn)行了檢查、處理。2 #5發(fā)電機(jī)定子鐵芯松動(dòng)及檢查、處理穿心螺桿定位筋螺桿圖1發(fā)電機(jī)定子鐵芯端部結(jié)構(gòu)圖 2.1鐵芯檢測(cè)情況（發(fā)電機(jī)定子鐵芯端部結(jié)構(gòu)見圖1）：主要檢查了鐵芯外觀整體情況，風(fēng)道齒條松緊度、穿心螺桿的預(yù)緊力。2.1.1鐵芯整體鐵芯表面較干凈整潔，無掉齒或者齒面燒壞現(xiàn)象，但在勵(lì)端階梯檔發(fā)

4、現(xiàn)幾處黑色油污，并且該處矽鋼片片間松散（見圖2）。黑油主要是由于矽鋼片片間緊力不足，運(yùn)行過程震動(dòng)摩擦導(dǎo)致絕緣漆膜變成粉塵，粉塵和油霧結(jié)合形成黑油狀物體。具體位置在勵(lì)端11、22.23.24槽階梯檔。黑色油污 圖2 勵(lì)端鐵芯出現(xiàn)黑色油污2.1.2齒條松動(dòng)情況檢查按照qfsn型水氫冷600mw等級(jí)發(fā)電機(jī)定子鐵芯現(xiàn)場(chǎng)檢查及再收緊方案汽勵(lì)端前六檔要求緊力大于90n，本體大于60n。使用推力計(jì)，檢測(cè)汽、勵(lì)兩端各6檔風(fēng)道板全部齒條、本體其余的每個(gè)風(fēng)區(qū)各一檔（分別為18檔、25檔、32檔、40檔、48檔、56檔、63檔、70檔和79檔，共計(jì)9檔）齒條的剩余緊力。檢測(cè)結(jié)果表明汽勵(lì)兩端、鐵芯本體抽檢的一檔齒條均

5、出現(xiàn)不同程度的松動(dòng)情況。具體情況主要如下：2.1.2.1勵(lì)端端部前六檔松動(dòng)的情況較輕微。松動(dòng)齒條主要為2號(hào)、3號(hào)齒條，剩余緊力大都為60100n左右，亦有極個(gè)別松動(dòng)的齒條剩余緊力為40n、50n。2.1.2.2汽端端部6檔齒條松動(dòng)的情況較嚴(yán)重。和勵(lì)端相比數(shù)量較多，剩余緊力也大都為60100n左右，亦有個(gè)別松動(dòng)的齒條剩余緊力為30n、40n。2.1.2.3中間風(fēng)道抽檢的各一檔齒條發(fā)現(xiàn)鐵芯本體緊量較好，抽檢發(fā)現(xiàn)有個(gè)少數(shù)齒條緊力不足需要補(bǔ)償。和汽勵(lì)兩端相比，情況較好。2.1.3鐵芯緊力檢查 按照修理規(guī)范，需對(duì)穿心螺桿用液壓拉伸器進(jìn)行緊力測(cè)試，一方便掌握發(fā)電機(jī)鐵芯松緊情況，確定是否需要開夾緊環(huán)蓋板；另

6、外可以預(yù)先發(fā)現(xiàn)有穿心螺桿和螺母咬住而不能拉伸情況，進(jìn)行及時(shí)處理。（穿心螺桿標(biāo)準(zhǔn)緊力1259bar） 實(shí)際檢測(cè)時(shí)候發(fā)現(xiàn)個(gè)別穿心螺桿和螺母由于洋沖眼位置不對(duì)有咬住現(xiàn)象，收緊穿心螺桿之前必須打磨。緊力檢測(cè)發(fā)現(xiàn)鐵芯緊力為9001000n，需要打開人口蓋板，松夾緊環(huán)螺栓之后進(jìn)行穿心螺桿收緊，同時(shí)需要時(shí)間對(duì)螺母螺桿有咬住部位進(jìn)行打磨。2.2鐵芯修理方案和實(shí)際實(shí)施情況根據(jù)檢查情況結(jié)合qfsn型水氫冷600mw等級(jí)發(fā)電機(jī)定子鐵芯現(xiàn)場(chǎng)檢查及再收緊方案需對(duì)鐵芯齒條進(jìn)行打斜楔片補(bǔ)償，對(duì)穿心螺桿、定位螺桿進(jìn)行再收緊。詳細(xì)的鐵芯修理方案以及實(shí)際實(shí)施操作情況如下：2.2.1測(cè)試內(nèi)容：2.2.1.1汽勵(lì)端端部前六檔及本體各

7、一檔齒條緊力測(cè)試，分為初測(cè)復(fù)測(cè)。2.2.1.2拉伸前拉伸后分別對(duì)汽勵(lì)端穿心螺桿定位螺桿伸出長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)試。2.2.1.3測(cè)試穿心螺桿預(yù)緊力。2.2.1.4測(cè)試定位螺桿預(yù)緊力。2.2.1.5測(cè)分塊壓板對(duì)地絕緣電阻。2.2.2齒條松動(dòng)處理汽端勵(lì)端前六檔各打4圈斜楔片，本體各風(fēng)區(qū)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行局部處理。預(yù)計(jì)鐵芯緊力補(bǔ)償工作量為500片2.2.3鐵芯收緊拆汽勵(lì)端冷卻器罩內(nèi)部夾緊環(huán)螺栓以及本體各2個(gè) 共計(jì)6個(gè)人孔蓋板。對(duì)于測(cè)試時(shí)不能拉動(dòng)的所有螺桿進(jìn)行打磨。然后按照工藝分兩次進(jìn)行收緊（見圖3）。圖3 發(fā)電機(jī)穿心螺桿收緊操作2.3定子槽楔檢查情況根據(jù)制造廠提供的發(fā)電機(jī)定子槽楔檢修檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，定子槽楔波紋板波峰

8、波谷差不超過1mm，其中關(guān)門槽楔不超過0.8 mm。這次檢測(cè)值普遍是在0.30.9 mm之間，個(gè)別1.0mm，關(guān)門槽楔是0.30.7 mm之間，都在制造廠規(guī)定的范圍內(nèi)，緊力很好，不需要進(jìn)行重打槽楔工作。3 6發(fā)電機(jī)定子鐵芯檢查、處理情況3.1#6發(fā)電機(jī)定子鐵芯檢查項(xiàng)目3.1.1汽勵(lì)端端部前六檔及本體各一檔齒條緊力測(cè)試，分為初測(cè)復(fù)測(cè)。3.1.2拉伸前拉伸后分別對(duì)汽勵(lì)端穿心螺桿定位螺桿伸出長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)試。3.1.3測(cè)試穿心螺桿預(yù)緊力。3.1.4測(cè)試定位螺桿預(yù)緊力。3.1.5測(cè)分塊壓板對(duì)地絕緣電阻。3.2處理情況本次小修檢查鐵芯表面較干凈整潔，無掉齒或者齒面燒壞現(xiàn)象，經(jīng)過對(duì)鐵芯仔細(xì)檢查后根據(jù)修理工藝規(guī)

9、范制定了合理的修理方案，按照工藝規(guī)范實(shí)施的鐵芯修理操作對(duì)鐵芯的緊量進(jìn)行了有效補(bǔ)償，最終以100%額定緊力收緊了穿心螺桿和汽、勵(lì)兩端定位螺栓，并測(cè)量了穿心螺桿、分塊壓板對(duì)地絕緣電阻均符合標(biāo)準(zhǔn)。3.3定子槽楔檢查情況定子槽楔波紋板波峰波谷差普遍在0.30.8 mm之間，個(gè)別0.9mm，關(guān)門槽楔是0.30.7 mm之間，都在制造廠規(guī)定的范圍內(nèi)。4導(dǎo)致發(fā)電機(jī)鐵芯松動(dòng)的主要原因分析4.1鐵芯端面平整度不好，造成第一檔風(fēng)道隔筋脫落，引起鐵芯松動(dòng)。定子鐵芯壓緊采用雙側(cè)端部分塊壓板、磁屏蔽及壓環(huán)、壓指、42條穿芯螺桿、42條鐵芯背弧定位筋螺桿配合壓緊。如果螺桿緊力不均，或鐵芯疊片、疊壓時(shí)齒部和軛部調(diào)整塞片工藝

10、粗糙，易造成勵(lì)側(cè)階梯段第一檔風(fēng)道隔筋兩側(cè)鐵芯端面平整度不好或平整度不對(duì)應(yīng)。由此，在鐵芯定位筋螺桿和穿心螺桿緊固、壓接后，會(huì)造成沿整個(gè)內(nèi)圓周齒部壓力不均勻，形成齒部有緊有松的狀態(tài)。緊力小的部位風(fēng)道隔筋壓緊不牢固，甚至個(gè)別在齒部張口，使風(fēng)道隔筋在長(zhǎng)期振動(dòng)下松動(dòng)、直至脫落，造成鐵芯松動(dòng)。4.2緊固螺桿彈性回松、片間漆膜收縮等原因，導(dǎo)致穿心螺桿剩余預(yù)緊力非均勻性降低，導(dǎo)致鐵芯松動(dòng)。 當(dāng)發(fā)電機(jī)經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，沖片表面有機(jī)絕緣涂層會(huì)發(fā)生蠕變收縮，從而使原設(shè)定的沖片片間緊量下降；或者定子鐵芯硅鋼片間涂刷的絕緣漆厚度不一致，以及穿心螺桿、定位筋螺桿彈性回松等等一系列原因，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后螺桿的剩

11、余預(yù)緊力變小。4.3風(fēng)道隔筋（軛部為不銹鋼材質(zhì)、齒部為黃銅材質(zhì)）存在個(gè)別高低不平，導(dǎo)致鐵芯松動(dòng)。4.4發(fā)電機(jī)運(yùn)行中密封瓦漏油，發(fā)電機(jī)內(nèi)部長(zhǎng)期存在油污，在一定程度上加速了定子鐵芯的松動(dòng)、磨損。油的侵入減弱了定子鐵芯及風(fēng)道隔筋的摩擦力，較多的油污進(jìn)入發(fā)電機(jī)定子鐵芯片間，硅鋼片表面的絕緣漆受到油的侵蝕，此時(shí)如果鐵芯硅鋼片間存在微小間隙，在受到倍頻交變電磁力的作用下發(fā)生振動(dòng)、磨擦，將會(huì)導(dǎo)致磨擦加劇，在一定程度上加速了原本存在輕微磨損、松動(dòng)的定子鐵芯的損壞。4.5勵(lì)端相對(duì)汽端更容易發(fā)生鐵芯松動(dòng)故障的原因 由于勵(lì)端有出線，當(dāng)技術(shù)人員采用體積相對(duì)較大的液壓力矩扳手對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行定位筋螺桿、穿心螺桿緊固時(shí)，往往

12、是在空間相對(duì)較為寬裕的汽端進(jìn)行，最后收緊的螺母也是汽端螺母，因此收緊力傳遞到勵(lì)端時(shí)也相對(duì)較小，勵(lì)端收緊力相對(duì)較小，勵(lì)端螺母也相對(duì)容易松動(dòng)，因此，勵(lì)端相對(duì)汽端更容易發(fā)生鐵芯松動(dòng)故障。5 建議及對(duì)策5.1 提高發(fā)電機(jī)制造、安裝質(zhì)量，避免發(fā)電機(jī)制造和安裝階段隱藏的缺陷和問題遺留到生產(chǎn)中。在設(shè)備監(jiān)造階段，應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備監(jiān)造， 例如鐵芯壓緊力、鐵芯壓裝平整度、鐵損試驗(yàn)、鐵芯外觀、定位及穿芯螺桿緊力配合、螺母的鎖緊等。在設(shè)備到廠安裝階段，應(yīng)加強(qiáng)安裝調(diào)試驗(yàn)收，同時(shí)注意不要在安裝中損傷鐵芯。5.2運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)定子鐵芯溫度的監(jiān)視，尤其是定子鐵芯溫度雖未達(dá)到其報(bào)警值，但其相對(duì)變化量的增大，也應(yīng)引起重視。監(jiān)視發(fā)電機(jī)各項(xiàng)

13、運(yùn)行參數(shù)，并結(jié)合定子線圈層間及出水溫度、冷熱氫溫度、發(fā)電機(jī)各瓦振動(dòng)參數(shù)、運(yùn)行中聲音情況，定期對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況進(jìn)行監(jiān)視及狀態(tài)分析。5.3避免向發(fā)電機(jī)內(nèi)部的漏油。漏油可能使定子鐵芯松動(dòng)加劇，應(yīng)提高檢修質(zhì)量，采取技術(shù)和管理措施杜絕向發(fā)電機(jī)內(nèi)部漏油；運(yùn)行中注意觀察發(fā)電機(jī)底部油污排出閥液位報(bào)警裝置的情況。檢查液位報(bào)警裝置窺鏡內(nèi)的油污積存情況，運(yùn)行人員及時(shí)調(diào)整差壓閥、平衡閥，保證機(jī)內(nèi)不進(jìn)油。5.4要注意投產(chǎn)一年后的首次發(fā)電機(jī)檢修中的檢查和試驗(yàn)，并做好記錄。聯(lián)系制造廠專業(yè)技術(shù)人員對(duì)發(fā)電機(jī)定子鐵芯汽勵(lì)兩端定位螺桿、穿心螺桿進(jìn)行預(yù)緊力下降情況檢查，根據(jù)情況安排鐵芯收緊工作。必要時(shí)通過鐵損試驗(yàn)進(jìn)行比較。對(duì)鐵芯進(jìn)行

14、全面檢查，對(duì)定位筋螺桿螺母檢查、加強(qiáng)防松措施，對(duì)風(fēng)道通風(fēng)進(jìn)行檢查。并根據(jù)檢查情況，在有條件時(shí)，在下一次的檢修中打開人孔門，使用內(nèi)窺鏡對(duì)機(jī)內(nèi)情況進(jìn)行檢查，或者拆開端蓋，直接對(duì)端部鐵芯等部件的情況進(jìn)行檢查，重點(diǎn)是容易出現(xiàn)問題的勵(lì)端鐵芯。5.5對(duì)新投運(yùn)發(fā)電機(jī)機(jī)組，提前準(zhǔn)備好第一次檢修的相關(guān)工作，認(rèn)真組織檢修項(xiàng)目，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行全面檢查，包括定子槽楔松動(dòng)檢查、定子水壓試驗(yàn)、定子繞組手包絕緣表面對(duì)地電位試驗(yàn)、定子繞組端部模態(tài)試驗(yàn)等。6 結(jié)束語6.1 針對(duì)近年來600mw發(fā)電機(jī)出現(xiàn)的問題，特別是在同一制造廠家的機(jī)組上重復(fù)發(fā)生的問題應(yīng)引起重視，及時(shí)對(duì)其他機(jī)組進(jìn)行針對(duì)檢查，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，確保機(jī)組安全運(yùn)行。6.2對(duì)于技術(shù)密集的大型發(fā)電設(shè)備，從設(shè)計(jì)、制造工藝、運(yùn)行、檢修等方面均存在積累經(jīng)驗(yàn)的過程，對(duì)設(shè)備的技術(shù)認(rèn)識(shí)也存在一個(gè)不斷提高的過程。制造廠家對(duì)引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)的認(rèn)識(shí)也在不斷加深中。所以，對(duì)600mw發(fā)電機(jī)在設(shè)備認(rèn)識(shí)、運(yùn)行、檢修等方面的技術(shù)研究和探討是較為長(zhǎng)期的技術(shù)工作。6.3由于發(fā)電機(jī)制造周期長(zhǎng)、手工操作在生產(chǎn)工藝過程中所占比例大、工藝質(zhì)量對(duì)人的手工工藝和責(zé)任心依賴性高。所以，對(duì)