周 峰

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司， 黑龍江哈爾濱 150040)

厄瓜多爾CCS水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子支架熱套工藝

周 峰

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司， 黑龍江哈爾濱 150040)

介紹了厄瓜多爾CCS水電站大功率懸式水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子支架尺寸及熱套難點(diǎn)，指出無法采用傳統(tǒng)的退火爐加熱法進(jìn)行熱套工作。詳細(xì)地介紹了按轉(zhuǎn)子支架尺寸設(shè)計(jì)的加熱設(shè)施、加熱過程及溫度監(jiān)測(cè)方法，介紹了特制長(zhǎng)度可調(diào)花籃螺絲，制定了可行的熱套方案，加熱時(shí)轉(zhuǎn)子支架與軸的間隙值、加熱溫度及升溫速度、保溫時(shí)間等。

水輪發(fā)電機(jī)；懸式機(jī)組；轉(zhuǎn)子支架；熱套

0 引言

科卡科多辛克雷(Coca Codo Sinclair)水電站是厄瓜多爾在建的最大水電項(xiàng)目，發(fā)電機(jī)單機(jī)容量184.5 MW。厄瓜多爾CCS發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子支架之間采用過盈配合。轉(zhuǎn)子支架在廠內(nèi)進(jìn)行加熱并熱套在主軸上，保證機(jī)組運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子支架間足夠的緊量。

1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

CCS主軸總長(zhǎng)9 570 mm，總重量約74 t，非驅(qū)動(dòng)端軸徑740 mm，驅(qū)動(dòng)端法蘭直徑1 570 mm。轉(zhuǎn)子支架為輪轂式整體焊接結(jié)構(gòu)，總高3 060 mm，總重量近30 t，驅(qū)動(dòng)端配合段軸向長(zhǎng)度690 mm，內(nèi)徑尺寸988 mm，非驅(qū)動(dòng)端配合段軸向長(zhǎng)度690 mm，內(nèi)徑980 mm。

由于轉(zhuǎn)子支架重量較大，傳統(tǒng)的加熱方式已不能達(dá)到熱套要求。根據(jù)目前的實(shí)際情況，有兩種熱套方法：第一種方法是采用退火爐加熱并熱套轉(zhuǎn)子支架；第二種方法是搭設(shè)加熱設(shè)施熱套轉(zhuǎn)子支架。

由于第一種方法整體成本較高，綜合考慮后決定采用第二種方法完成轉(zhuǎn)子支架熱套工作。

2 工藝方案

2.1 準(zhǔn)備工作

轉(zhuǎn)子支架重近30 t。根據(jù)起吊規(guī)范的要求選用合適的吊耳，并在加熱前將四個(gè)吊耳焊接在轉(zhuǎn)子支架主立筋附近筋板上。焊接位置應(yīng)遠(yuǎn)離中心，以有效地防止鋼絲繩與主軸端面干涉。為將轉(zhuǎn)軸由水平狀態(tài)立起，特制了立軸工具。為避免主軸法蘭面在立軸過程中受到磕碰，制作了法蘭保護(hù)工具。為使熱套工作更快更可靠，特制了足夠的履帶式加熱板。為使轉(zhuǎn)子支架落入到主軸的正確位置，特制了熱套定位工具。此工具安裝在轉(zhuǎn)子支架和主軸之間，可防止轉(zhuǎn)子支架熱套后發(fā)生竄動(dòng)。

2.2 具體方案

1) 經(jīng)過充分的調(diào)研和研究，在車間搭建了加熱設(shè)施(見圖1)。該設(shè)施由防火磚等部件組成。防火磚由無機(jī)防火材料預(yù)制而成，成本低，防火阻燃性能優(yōu)越，對(duì)環(huán)境沒有污染。加熱裝置高度比轉(zhuǎn)子支架高出約600 mm，外徑尺寸小于轉(zhuǎn)子支架內(nèi)徑。設(shè)施外部布置感應(yīng)線圈并利用中頻焊機(jī)加熱，感應(yīng)線圈外部包繞石棉布進(jìn)行保溫。

2) 加熱設(shè)施搭建完成后，將轉(zhuǎn)子支架套入其中，并在轉(zhuǎn)子支架中部布置履帶式加熱板進(jìn)行輔助加熱。最后將轉(zhuǎn)子支架利用石棉布包繞進(jìn)行保溫，防止熱量的大量散失。加熱過程中定期測(cè)量溫度。加熱時(shí)間不宜過長(zhǎng)，漲量達(dá)到即可，避免溫度過高損傷轉(zhuǎn)子支架已精加工的部位。

3) 由于吊車起吊高度的制約，需特制合適的鋼絲繩。為了能夠在轉(zhuǎn)子支架起吊之前有調(diào)平的余量，特制長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的美式UU型花籃螺絲?；ɑ@螺絲可用于拉緊鋼絲繩，并起調(diào)節(jié)松緊作用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用方便。

圖1 加熱裝置

4) 經(jīng)過計(jì)算和分析，轉(zhuǎn)子支架和主軸的配車公差：0.60～0.65 mm.考慮到轉(zhuǎn)子支架高度較高，對(duì)調(diào)平的要求也較高，熱套時(shí)單邊間隙控制在1.0～1.2 mm。為防止轉(zhuǎn)子支架發(fā)生變形，要求以10～15 K/h的溫升對(duì)轉(zhuǎn)子支架加熱，最終的加熱溫度控制在240℃左右。保溫約在3～4 h后，保證轉(zhuǎn)子支架受熱全面均勻。測(cè)量轉(zhuǎn)子支架上、下配合段的漲量，如未達(dá)到熱套要求，需對(duì)轉(zhuǎn)子支架繼續(xù)加熱直到達(dá)到漲量要求。漲量達(dá)到要求后，停止加熱，拆除石棉布及保溫裝置。將轉(zhuǎn)子支架吊出加熱裝置(見圖2)，套入主軸中并合理地固定牢固。

圖2 轉(zhuǎn)子支架吊出加熱裝置

3 結(jié)語

通過工藝科研和攻關(guān)，特制了轉(zhuǎn)子支架熱套工藝的加熱裝置及長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)的花籃螺絲，制定了實(shí)際可行的熱套工藝方案，從而掌握了大型懸式機(jī)組轉(zhuǎn)子支架的熱套技術(shù)。

周峰，男，1982年生，工程師，哈爾濱理工大學(xué)電機(jī)專業(yè)畢業(yè)，哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司制造工藝部工程師，從事水輪發(fā)電機(jī)制造工藝工作。