600MW發(fā)電機定子鐵芯松動原因分析及處理

1、600mw發(fā)電機定子鐵芯松動原因分析及處理程東立 魯葉茂 李獻仁（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)電機首次檢修抽轉(zhuǎn)子檢查的重要性，介紹了定子鐵芯松動及處理情況，對定子鐵芯松動的原因進行分析、對處理經(jīng)驗進行總結(jié)、并從設(shè)計、制造、監(jiān)造、安裝、運行以及檢修等多方面對防止發(fā)電機鐵芯故障的預(yù)防措施進行探討。對在建和新投運的發(fā)電機安全穩(wěn)定運行具有借鑒意義?！娟P(guān)鍵詞】發(fā)電機 定子鐵芯 松動 處理1 引言大唐淮南洛河發(fā)電廠5、6號發(fā)電機是某發(fā)電機廠引進美國西屋公司技術(shù)生產(chǎn)的qfsn-600-2型水氫氫汽輪發(fā)電機。于2007年底投產(chǎn)發(fā)電。近年來已有部分臺次的同

2、類型發(fā)電機發(fā)生了定子鐵芯松動、損壞等故障，如臺山2號機定子鐵芯損壞導(dǎo)致定子整體更換、吳涇二電廠2號機發(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，機組跳閘、錦界2號機鐵芯故障等。發(fā)電機定子鐵芯的安全運行是極其重要的，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個月，重則發(fā)電機定子返廠，全部重裝鐵芯，線棒全部更換，影響生產(chǎn)的時間至少610個月。因此，發(fā)電機首次檢修，有必要進行抽轉(zhuǎn)子檢查，及時發(fā)現(xiàn)發(fā)電機經(jīng)過一段時間運行后，暴露的設(shè)計、制造、安裝、運行、維護等方面的問題，并且及時處理，為發(fā)電機安全穩(wěn)定運行打好基礎(chǔ)。需要對定子鐵芯松動的原因進行分析、對處理經(jīng)驗進行總結(jié)

3、、并從設(shè)計、制造、監(jiān)造、安裝、運行以及檢修等多方面對防止發(fā)電機鐵芯故障的預(yù)防措施進行探討。 洛河電廠5、6號發(fā)電機分別于2009年9月、2008年9月在發(fā)電機首次檢修中都進行了抽轉(zhuǎn)子工作，并及時聯(lián)系了制造廠技術(shù)人員到現(xiàn)場，本廠技術(shù)人員配合對發(fā)電機定子鐵芯松動、槽楔松動、端部綁扎、手包絕緣、內(nèi)部清潔等情況進行了檢查、處理。2 #5發(fā)電機定子鐵芯松動及檢查、處理穿心螺桿定位筋螺桿圖1發(fā)電機定子鐵芯端部結(jié)構(gòu)圖 2.1鐵芯檢測情況（發(fā)電機定子鐵芯端部結(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，運行過程震動摩擦導(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。具體位置在勵端11、22.23.24槽階梯檔。黑色油污 圖2 勵端鐵芯出現(xiàn)黑色油污2.1.2齒條松動情況檢查按照qfsn型水氫冷600mw等級發(fā)電機定子鐵芯現(xiàn)場檢查及再收緊方案汽勵端前六檔要求緊力大于90n，本體大于60n。使用推力計，檢測汽、勵兩端各6檔風(fēng)道板全部齒條、本體其余的每個風(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9檔）齒條的剩余緊力。檢測結(jié)果表明汽勵兩端、鐵芯本體抽檢的一檔齒條均

5、出現(xiàn)不同程度的松動情況。具體情況主要如下：2.1.2.1勵端端部前六檔松動的情況較輕微。松動齒條主要為2號、3號齒條，剩余緊力大都為60100n左右，亦有極個別松動的齒條剩余緊力為40n、50n。2.1.2.2汽端端部6檔齒條松動的情況較嚴重。和勵端相比數(shù)量較多，剩余緊力也大都為60100n左右，亦有個別松動的齒條剩余緊力為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)有個少數(shù)齒條緊力不足需要補償。和汽勵兩端相比，情況較好。2.1.3鐵芯緊力檢查 按照修理規(guī)范，需對穿心螺桿用液壓拉伸器進行緊力測試，一方便掌握發(fā)電機鐵芯松緊情況，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，進行及時處理。（穿心螺桿標準緊力1259bar） 實際檢測時候發(fā)現(xiàn)個別穿心螺桿和螺母由于洋沖眼位置不對有咬住現(xiàn)象，收緊穿心螺桿之前必須打磨。緊力檢測發(fā)現(xiàn)鐵芯緊力為9001000n，需要打開人口蓋板，松夾緊環(huán)螺栓之后進行穿心螺桿收緊，同時需要時間對螺母螺桿有咬住部位進行打磨。2.2鐵芯修理方案和實際實施情況根據(jù)檢查情況結(jié)合qfsn型水氫冷600mw等級發(fā)電機定子鐵芯現(xiàn)場檢查及再收緊方案需對鐵芯齒條進行打斜楔片補償，對穿心螺桿、定位螺桿進行再收緊。詳細的鐵芯修理方案以及實際實施操作情況如下：2.2.1測試內(nèi)容：2.2.1.1汽勵端端部前六檔及本體各

7、一檔齒條緊力測試，分為初測復(fù)測。2.2.1.2拉伸前拉伸后分別對汽勵端穿心螺桿定位螺桿伸出長度進行測試。2.2.1.3測試穿心螺桿預(yù)緊力。2.2.1.4測試定位螺桿預(yù)緊力。2.2.1.5測分塊壓板對地絕緣電阻。2.2.2齒條松動處理汽端勵端前六檔各打4圈斜楔片，本體各風(fēng)區(qū)根據(jù)實際情況進行局部處理。預(yù)計鐵芯緊力補償工作量為500片2.2.3鐵芯收緊拆汽勵端冷卻器罩內(nèi)部夾緊環(huán)螺栓以及本體各2個 共計6個人孔蓋板。對于測試時不能拉動的所有螺桿進行打磨。然后按照工藝分兩次進行收緊（見圖3）。圖3 發(fā)電機穿心螺桿收緊操作2.3定子槽楔檢查情況根據(jù)制造廠提供的發(fā)電機定子槽楔檢修檢測標準，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。這次檢測值普遍是在0.30.9 mm之間，個別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，不需要進行重打槽楔工作。3 6發(fā)電機定子鐵芯檢查、處理情況3.1#6發(fā)電機定子鐵芯檢查項目3.1.1汽勵端端部前六檔及本體各一檔齒條緊力測試，分為初測復(fù)測。3.1.2拉伸前拉伸后分別對汽勵端穿心螺桿定位螺桿伸出長度進行測試。3.1.3測試穿心螺桿預(yù)緊力。3.1.4測試定位螺桿預(yù)緊力。3.1.5測分塊壓板對地絕緣電阻。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)過對鐵芯仔細檢查后根據(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)范實施的鐵芯修理操作對鐵芯的緊量進行了有效補償，最終以100%額定緊力收緊了穿心螺桿和汽、勵兩端定位螺栓，并測量了穿心螺桿、分塊壓板對地絕緣電阻均符合標準。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)電機鐵芯松動的主要原因分析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。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、疊壓時齒部和軛部調(diào)整塞片工藝

10、粗糙，易造成勵側(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應(yīng)。由此，在鐵芯定位筋螺桿和穿心螺桿緊固、壓接后，會造成沿整個內(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，甚至個別在齒部張口，使風(fēng)道隔筋在長期振動下松動、直至脫落，造成鐵芯松動。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。 當(dāng)發(fā)電機經(jīng)過一段時間的運行后，沖片表面有機絕緣涂層會發(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)電機運行一段時間后螺桿的剩

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)）存在個別高低不平，導(dǎo)致鐵芯松動。4.4發(fā)電機運行中密封瓦漏油，發(fā)電機內(nèi)部長期存在油污，在一定程度上加速了定子鐵芯的松動、磨損。油的侵入減弱了定子鐵芯及風(fēng)道隔筋的摩擦力，較多的油污進入發(fā)電機定子鐵芯片間，硅鋼片表面的絕緣漆受到油的侵蝕，此時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、磨擦，將會導(dǎo)致磨擦加劇，在一定程度上加速了原本存在輕微磨損、松動的定子鐵芯的損壞。4.5勵端相對汽端更容易發(fā)生鐵芯松動故障的原因 由于勵端有出線，當(dāng)技術(shù)人員采用體積相對較大的液壓力矩扳手對發(fā)電機進行定位筋螺桿、穿心螺桿緊固時，往往

12、是在空間相對較為寬裕的汽端進行，最后收緊的螺母也是汽端螺母，因此收緊力傳遞到勵端時也相對較小，勵端收緊力相對較小，勵端螺母也相對容易松動，因此，勵端相對汽端更容易發(fā)生鐵芯松動故障。5 建議及對策5.1 提高發(fā)電機制造、安裝質(zhì)量，避免發(fā)電機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)加強設(shè)備監(jiān)造， 例如鐵芯壓緊力、鐵芯壓裝平整度、鐵損試驗、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)加強安裝調(diào)試驗收，同時注意不要在安裝中損傷鐵芯。5.2運行中加強對定子鐵芯溫度的監(jiān)視，尤其是定子鐵芯溫度雖未達到其報警值，但其相對變化量的增大，也應(yīng)引起重視。監(jiān)視發(fā)電機各項

13、運行參數(shù)，并結(jié)合定子線圈層間及出水溫度、冷熱氫溫度、發(fā)電機各瓦振動參數(shù)、運行中聲音情況，定期對發(fā)電機運行工況進行監(jiān)視及狀態(tài)分析。5.3避免向發(fā)電機內(nèi)部的漏油。漏油可能使定子鐵芯松動加劇，應(yīng)提高檢修質(zhì)量，采取技術(shù)和管理措施杜絕向發(fā)電機內(nèi)部漏油；運行中注意觀察發(fā)電機底部油污排出閥液位報警裝置的情況。檢查液位報警裝置窺鏡內(nèi)的油污積存情況，運行人員及時調(diào)整差壓閥、平衡閥，保證機內(nèi)不進油。5.4要注意投產(chǎn)一年后的首次發(fā)電機檢修中的檢查和試驗，并做好記錄。聯(lián)系制造廠專業(yè)技術(shù)人員對發(fā)電機定子鐵芯汽勵兩端定位螺桿、穿心螺桿進行預(yù)緊力下降情況檢查，根據(jù)情況安排鐵芯收緊工作。必要時通過鐵損試驗進行比較。對鐵芯進行

14、全面檢查，對定位筋螺桿螺母檢查、加強防松措施，對風(fēng)道通風(fēng)進行檢查。并根據(jù)檢查情況，在有條件時，在下一次的檢修中打開人孔門，使用內(nèi)窺鏡對機內(nèi)情況進行檢查，或者拆開端蓋，直接對端部鐵芯等部件的情況進行檢查，重點是容易出現(xiàn)問題的勵端鐵芯。5.5對新投運發(fā)電機機組，提前準備好第一次檢修的相關(guān)工作，認真組織檢修項目，對發(fā)電機進行全面檢查，包括定子槽楔松動檢查、定子水壓試驗、定子繞組手包絕緣表面對地電位試驗、定子繞組端部模態(tài)試驗等。6 結(jié)束語6.1 針對近年來600mw發(fā)電機出現(xiàn)的問題，特別是在同一制造廠家的機組上重復(fù)發(fā)生的問題應(yīng)引起重視，及時對其他機組進行針對檢查，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，確保機組安全運行。6.2對于技術(shù)密集的大型發(fā)電設(shè)備，從設(shè)計、制造工藝、運行、檢修等方面均存在積累經(jīng)驗的過程，對設(shè)備的技術(shù)認識也存在一個不斷提高的過程。制造廠家對引進技術(shù)生產(chǎn)的發(fā)電機的認識也在不斷加深中。所以，對600mw發(fā)電機在設(shè)備認識、運行、檢修等方面的技術(shù)研究和探討是較為長期的技術(shù)工作。6.3由于發(fā)電機制造周期長、手工操作在生產(chǎn)工藝過程中所占比例大、工藝質(zhì)量對人的手工工藝和責(zé)任心依賴性高。所以，對