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探讨转子中心体现场热套新工艺、新方法在去学水站的实施

2020-04-27 434 上传者：管理员

摘要：在去学水电站机现场机坑中完成转子中心体现场热套，发电机轴反向穿过转子中心体的转子中心体现场热套新工艺、新方法在去学水电站顺利实施，为同类机型水电站的转子中心体热套方法提供了具有参考价值的资料，为施工方案的选择提供了指导意见。

关键词：
新工法
水轮发电机
现场热套
转子中心体
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1. 概述

发电机转子由中心体、磁轭和磁极组成。转子中心体为整体，转子中心体与发电机轴热套在现场完成。转子磁轭叠片、磁极挂装均在工地现场完成。转子外形尺寸为Φ6.098x8.05m，总重量为289t。发电机轴采用20SiMn锻制而成，为中空结构，并采用真空去气的优质钢材整体锻制成。发电机轴的外形尺寸为Φ0.95x8.47m。发电机轴总重为38.49t。转子中心体外形尺寸为Φ4.216x2.117m。转子中心体总重为27.53t。

2. 现场热套方案

根据去学水电站机电设备安装进度计划，1、2#机组转子中心体热套时1、2#机坑混凝土均已浇筑至下机架平台，且水轮机组设备未开始安装，因此在机坑下机架平台进行转子中心体热套不影响机组机坑直线工期。在机坑下机架平台热套转子中心体，需在下机架平台增设一套热套平台，该平台称重条件需满足转子中心体、发电机轴、中心体保温装置、吊具等总重的承重要求。热套前需将转子中心体倒置于称重平台上，调整水平度满足热套要求并布置加温及保温装置，然后利用桥机上、下游主钩将发电机轴翻身倒挂于上游主钩上，并调整垂直度及中心位置，悬挂于转子中心体正上方。然后开始加热转子中心体，待加温到内孔涨量满足热套要求时停止加热，落下发电机轴，完成热套。待转子中心体完全自然冷却后，利用桥机上下游主钩将发电机轴与转子中心体一并吊出翻身180°，然后立于安装间转子施工工位，至此热套工作全部完成。在机坑下机架平台进行转子中心体热套有以下优缺点。优点：热套安全系数大；易于操作，不易发生卡阻及剐蹭；施工简单，不需考虑转子中心体冷却降温问题。缺点：对设备供货及现场施工进度同步性要求较高。

3. 施工措施

3.1 施工措施简述

（1）机坑热套施工平台安装完成后，在安装间采用2钩抬吊的方式，将转子中心体翻身180°，吊放置在平台上，调整中心体与平台、机组中心基本同心；调整中心体水平，水平度小于2mm。

（2）在主轴上安装下部法兰吊具、上部卡环吊具。下游桥机主钩作为主吊钩，用1对Φ57*9m钢丝绳与主轴下部法兰吊具连接，上游桥机主钩作为翻身辅助吊钩，用1对Φ57*9m钢丝绳与主轴上部卡环吊具连接。

（3）拆除主轴上部卡环吊具，下游桥机主钩吊起主轴，至机组机坑热套部位，在转子中心体加热完成后，落钩进行中心体热套。

（4）等中心体冷却后，下游桥机主钩吊起主轴及中心体，至主轴顶部离开施工平台，安装主轴上部卡环吊具，上游桥机主钩，用1对Φ57*9m钢丝绳与主轴上部卡环吊具连接。

（5）在机坑内桥机2个主钩抬吊，完成主轴及转子中心体的180°翻身，拆除主轴下部法兰吊具。

（6）将主轴及转子中心体放置在承重平台上，注意主轴下法兰的台阶需对正平台中心孔，并落入中心孔内。在承重平台主梁上布置4根Φ159*1.8m钢支墩，上面布置4台25T螺旋千斤顶，用于支持转子中心体，防止整体侧翻。

（7）在转子中心体上，围绕主轴搭设单层2m高脚手架，用于摘换钢丝绳。

（8）钢丝绳更换完成后，桥机上游主钩将主轴及中心体吊至安装间转子工位后，安装转子安装间工装基础和转子中心体支撑基础。

（9）摘除上部卡环吊具，转子热套施工完成。

3.2 机坑施工平台设计

详细计算情况如下所示：

3.2.1 关于梁的静力计算结果及受荷截面的选择

3.2.2 相关参数

（1）材质：Q235；（2）b、x轴塑性发展系数γx：1.05（3）梁的挠度控制　[v]：L/250。

3.2.3 单根内力计算结果和强度及刚度验算结果

因此，主框架型材选择I40c工字钢满足承重要求。

4. 转子热套主要部件翻身吊装尺寸校核

4.1 钢丝绳校核

（1）安装间转子中心体翻身受力计算：转子中心体重27.53t，在安装间翻身180°后吊至平台进行加热。按2钩抬吊翻身，在转子中心体立筋上增加翻身吊耳4个。经计算，钢丝绳的直径取至D=32mm，满足要求。

（2）主轴翻身、主轴及中心体整体翻身受力计算：转子中心体重27.53t，发电机主轴重38.49t，热套完成后整体重量66.02t。其中主轴水平到货后，需翻身90°倒立，吊入机坑热套；热套完成后，主轴及转子中心体整体需翻身180°正立后吊至安装间转子工位安装。按2钩抬吊翻身，所以按整体抬吊翻身进行计算。经计算，钢丝绳的直径取至D=57mm，满足要求。

4.2 吊装高度校核：（以下计算时，桥机主钩起吊高度极限EL2130.5m，桥机并车后主钩间距4700mm计）

（1）安装间转子中心体翻身高度计算

转子中心体外形尺寸为φ4216mm*2200mm。在转子中心体外侧立筋上增加焊接4个翻身吊耳，对称侧吊耳间距约4000mm，吊耳位置距法兰面间距1100mm，转子中心体垂直立起时高度4216mm，因此钢丝绳长度不得大于10m–4.216m=5.784m，不得小于1.1m。经计算，选择2对φ32*10m钢丝绳满足要求。

（2）主轴翻身90°倒立时高度计算

主轴外形尺寸为φ1530mm/φ720mm*8470mm。主轴上下设计有下部法兰吊具、上部卡环吊具，卡环吊具安装后，吊点中心距离轴顶904mm。

主轴翻身采用2个桥机主钩进行抬吊，桥机主钩分别吊装2个吊具。翻身时既要满足辅助翻身钩摘钩时与主钩的间距（4700mm）要求，还要满足主钩提起时高度高于机坑内转子中心体顶部，满足热套要求。经计算，需选择2对φ57*9m钢丝绳。

（3）主轴及中心体整体翻身180°正立时高度计算

主轴及转子中心体外形尺寸为φ4216mm/φ1530mm/φ720mm*8470mm。

主轴及转子中心体翻身采用2个桥机主钩进行抬吊，吊点位置为主轴上、下2套吊具，桥机主钩分别吊装2个吊具。经计算，2对φ57*9m钢丝绳满足翻身要求。

（4）主轴及中心体整体吊装至安装间高度计算

主轴及转子中心体外形尺寸为φ4216mm/φ1530mm/φ720mm*8470mm。整体吊装安装间时选用单钩吊装，吊点为主轴顶部卡环吊具。

高度方向：Lmas＜EL2130.5m（桥机起吊极限高程）–EL2120.5m（安装间地面高程）–8.47m+0.904m=2.434m；综上：需选择1对φ57*4m钢丝绳。因此上述翻身钢丝绳不能满足整体吊装至安装间要求，需在主轴及中心体翻身180°后，在机坑合适位置竖直放置主轴及转子中心体，更换1次钢丝绳后，再整体吊至安装间。

5、结论

去学水电站转子中心体现场热套新工法的成功实施，为同类机型水电站的转子中心体热套方法提供了更多的参考依据。同时该工法的成功实施，还可以为设备厂家安装指导文件增加新的指导意见。在设计院进行地下厂房洞室开挖及明厂房建设时，不需再保证转子中心体在安装间热套所需足够起吊高度而增加洞室的开挖高度和明厂房的建造高度，从而节约了投资成本，具有较大的社会价值。

参考文献;

[1]天津市天发重型水电设备制造有限公司规范.0FZ961044去学电站转子安装作业指导书[E].

[2]GB8564水轮发电机组安装技术规范,2003[S].

魏亚垒,周方博.去学水电站转子中心体现场热套新工法浅析[J].装备维修技术,2020(1):63-63.