五强溪电厂5#机组改造性B级检修经验及电气盘车浅述Word下载.docx
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二是水流惯性。
所以说水轮机调节系统的稳定性和动态特性品质取决于调节对象和调速器的特性,正由于这些调节系统不是长期处于好的状态,故然给机组设备带来一定的影响。
1.5由于本厂发电机上导轴承结构设计不合理也是造成轴领松脱的原因之一。
在每次调整上导间隙时都得在抗磨支承块后加垫,误差很大,往往不能保证上下轴承好的同心度和瓦隙的园度性。
另外5#机组于96年安装时,顶轴与转子中心体法兰处(5#、6#点)加有0.35mm紫铜垫片,对顶轴摆度进行过处理,虽然从计算的全摆度(滑环处)值没有超标,但从机组运行中所测摆度(双振幅)达到了0.70mm超出0.5mm(GB)的允许值,所以说这个不利的力源主要发生在这个部位。
2、5#机组检修中的主要工艺过程
2.1顶轴于2007年1月31日吊出、包装拖运去哈厂,3月1日运回厂部(加工精度记录见顶轴轴领处理加工示意图一)。
装复后原考虑做测园架准备实施对顶轴的垂直度、同心度和园度进行量测和校核,后因时间关系就放弃了。
2.2顶轴法兰螺栓把紧预应力为190MPa,实际拉伸值0.34mm(厂家设计值)。
由于当时所购置的液压拉伸器容量不够(100MPa),要分两次拉伸不能到位,故最后一次是用千斤顶升加百分表量测才算告成(测量值见表一)。
表一顶轴连接螺栓拉伸测量值单位:
mm
螺栓号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
拉伸值
0.31
0.30
0.35
0.32
0.36
0.37
0.33
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
0.34
注:
Max=0.37mm
Min=0.30mm
2.3机组盘车前实施了对三波纹弹性油箱压缩值的量测(见表二)
表二5#机弹性油箱压缩量检测值单位:
序号
转子顶起后
百分表读数改变值
落转子后
弹性油箱压缩量
综合计算压缩量值
1#
0.00
0.38
2#
0.40
3#
0.01
0.41
0.42
4#
0.02
5#
6#
0.23
7#
0.28
0.29
8#
0.18
9#
0.45
10#
11#
0.27
12#
0.22
13#
14#
0.15
15#
0.07
0.08
16#
0.24
17#
18#
Max=0.45mm
Min=0.08mm
Max-Min=0.45-0.08=0.37mm
2.4为便于对照计算,仍按原安装原始记录进行设点和全摆度计算(见表三、表四)
表三5#机组轴线安装原始检测记录单位:
0.01mm
测量部位
百分表读数
集电环
-18
-3
上导轴承
-5
-8
-21
-6
中心体
-13
-31
-47
-7
-10
镜板
-23
-41
-67
-52
-2
发电机大轴
-15
-22
-35
大轴法兰
-9
-17
-30
-1
水导轴承
-4
-14
相对点
1—5
2—6
3—7
4—8
相对点差数
-33
-11
34
58
24
59
29
-43
-65
23
43
39
表四5#机组轴线检修测定记录单位:
-44
-48
-32
镜板轴向
-66
-72
-37
①转子中心体未设点为了考虑不便读数;
②未计算净摆度进行比较主要考虑原安装记录是全摆度记录值,即相对点差数;
③盘车时上导抱四块瓦,水导抱五块瓦,油膜间隙较小0.03~0.04mm。
上表为最后一次盘车记录。
2.5盘车中滑环处所装百分表座下加绝缘垫,防止触电或损坏表计。
2.6盘车后机组中心记录和两导轴承瓦隙记录(见表五、六,表七、八)
表七水导瓦间隙记录值单位:
瓦号
间隙值
0.2816
0.2644
0.2788
0.2736
0.2744
0.2872
0.2968
0.2852
0.2780
表八上导瓦间隙记录值单位:
0.13
2.7电气盘车装置技术参数
定子柜
输入电压:
AC380V/220V
输入电流:
304A/定子柜
手动远控操作柜距离:
0-20m
输出电压:
0-16V(连续可调)
输出电流:
0-5500A(连续可调)
2.7.1转子柜
570A
0-210V(连续可调)
0-1000A(连续可调)
3、盘车思考和电气盘车工艺过程
五强溪电厂五台机组至今尚未进行过扩大性大修,所以说对盘车或电气盘车是感觉陌生的。
为了考虑利用安装时期遗留下的盘车设备电厂领导还是决定实施电气盘车。
虽然电气盘车也有一定的缺点:
如单边磁拉力的影响;
摩擦力加大启动电流;
或停点不准确,或发生逆时针旋转影响机组轴线的测量参数。
但是我们考虑只要精心组织,把握住每一个工艺过程和掌握操作要领,相信成功的把握是大的。
3.1电气盘车准备工作
3.1.1动力电源和转子回路的接线
3.1.1.1动力电源:
电气盘车柜动力电源取自5#机机旁动力屏145开关,采用一根3×
150mm2+1×
70mm2低压橡套电缆将该电源引入转子盘车柜总电流开关进线侧,并由转子盘车柜总电源开关进线侧分别并入三个定子盘车柜总电源开关进线侧。
3.1.1.2转子回路的接线:
解开发电机励磁电缆至转子滑环处接线端子,卸下所有碳刷。
用4根(25m/根)1×
150mm2低压橡套电缆由整流变压器上的分流器向转子线圈的输出端子引线。
3.1.2定子回路的接线
3.1.2.1解开发电机风洞内发电机出线盘式绝缘子侧连接铜排,并用环氧板、热缩套管等绝缘材料进行隔离。
3.1.2.2解开发电机风洞内中性点连接铜排。
3.1.2.3分别剥开发电机风洞内定子绕组三相6个(每相2个)连接端子绝缘层和发电机风洞内中性点引线铜排三相6个连接端子处绝缘层,用于定子盘车柜接线。
3.1.2.4分别由定子柜电流继电器KAA、KAB、KAC的下端向定子线圈的A相、B相、C相的输出端子引线,每相8根(28m/根)1×
150mm2低压橡套电缆。
分别由整流变压器上的分流器向定子线圈中性点引线,每相8根(26m/根)1×
3.1.3遥控电缆操作盒:
分别将遥控电缆操作盒上“转子盘车启动”、“转子盘车停止”按钮并到转子盘车柜上的对应按钮;
分别将遥控电缆操作盒上“定子A相盘车”、“定子B相盘车”、“定子C相盘车”按钮并至定子A、B、C相盘车柜“盘车”按钮上。
3.2盘车电流的估算
5#机初始盘车定、转子电流(800A),定子电流1400A由于厂家所给值过大,致使机组中心拉偏到5~6mm之多,并使上导瓦所支撑的两根螺杆都压弯了。
为此笔者认为有必要利用经验公式进行详细核算和在调整中寻找到最小的临界启动电流。
经过几次的调整最后寻找到了最佳启动值(在剩磁的情况下)定子电流1400A,转子电流400A。
电气盘车的基本原理就是磁场间的相互吸引和排斥。
两磁场相互作用的力矩称为电磁转矩M,若电磁转矩M大于转动摩擦力矩Mf,转子就转动一个角度,直至新的平衡位置。
盘车的电流和定、转子的额定电流与机组的摩擦力矩Mf有关,Mf可以按下述方法进行计算:
Mf=G·
D·
f/2=1.29×
104×
4.19×
0.02/2=541KN·
m
式中:
G:
转动部分总重1.29×
104KN
D:
推力镜板直径4.19m
f:
推力瓦摩擦系数,本厂瓦面材料为氟塑瓦取f=0.02
当机组的电磁力矩M=Mf时,可计算出机组电气盘车时启动电流的临界值。
经验公式:
=6085×
0.15=913A
ICST:
启动电流(计算值913A)
Ifo:
空载的励磁电流(1256A)
nN:
机组额定转速(68.18r/min)
UN:
定子额定电压(15.75KV)
ae
:
定子与转子的步距角,取=60o
可知摩擦力矩Mf为541KN·
m,使机组转动的最小启动电流ICST=913A。
根据电动盘车的经验,转子转动电流Ie一般占定子电流Ia的30%~50%左右,但要符合Ie·
Ia≥ICST2,取Ie为Ia的40%,即0.4Ia2≥ICST2。
因此可取Ie=578A,Ia=1444A。
3.3盘车电流的调整
3.3.1转子盘车电流的调整
①将给定电位器R17逆时针旋转至终点。
②将“手动—自动选择”开关SA8置于“手动”位置。
③依次合上总电流开关QF和控制电流开关SA10、SA9,使触发器和主回路、控制回路分别有电源送入。
④调整触发器上的电位器A相触发、B相触发、C相触发,用示波器观察输出电压波形达到平衡,调整好后锁牢电位器螺母。
⑤按顺时针调整给定电位器R17使输出达到所需盘车电流值。
⑥按下转子启动SB18按钮,这时从示波器上看到的波形为整流波形。
⑦按下转子停止SB17按钮,这时从示波器上看到的波形为逆变波形,待逆变结束后断开QF电源开关。
3.3.2定子盘车电流的调整
定子柜输出的电流调整步骤和转子柜相同,按转子的调整方法分别调整定子A、B、C三相直流电流使之发电机三相电流均达到盘车所需值且应相等。
3.4盘车前转子旋转方向测试模拟操作
为了保证转子旋转正确,正式盘车前要先作测试。
可用一个小磁针代替某个磁极,把小磁针放在磁极轴线的气隙处。
先给转子通入小的电流检查磁极的极性,要求磁极的极性与小磁针的极性相同,注意磁针不要因地磁的吸引偏转。
给某相通入小的电流(以产生的磁阻转矩不足以使转子转动,但能使磁针偏转为原则)。
如果磁针反向偏转,应改由另一相通电,直至磁针正向偏转,才可按比例加大定子、转子电流,使转子正向转到稳定到平衡点下。
设该相为A相,接着断开A相电流和转子电流,再次把小磁针放回同极性的磁极轴线气隙处,然后对其余两相的一相及转子通小的电流,如果磁针正向偏转,该相为B相。
依法对最后一相通电,磁针向正向偏转,必然是C相。
这样经过测试,设定的A—B—C通电顺序正确,可以进行盘车。
3.5盘车操作
3.5.1盘车前的操作
①合上转子控制柜内总电源开关QF和控制电源开关SA10、SA9,按下转子启动按钮SB18,调整好直流电输入转子绕组。
②分别合上定子A、B、C三相的总电源自动空气开关QF和控制电源开关SA4、SA5、SA6,观察电源电压监视电压表和操作电源指示信号灯是否正确。
3.5.2正式盘车操作
①按照计算的定、转子最小启动电流,给定电位器转子电流为600A,定子三相电流为1500A。
②按下遥控电缆操作盒“转子盘车启动”按钮,转子盘车柜工作,观察盘面电流指示正常。
按下柜上风机“启动”按钮,启动冷却风机。
③按下遥控电缆操作盒“定子A相盘车启动”按钮,定子盘车柜工作,观察盘面电流指示正常。
④转子和定子某相同时通以直流电后,转子应缓慢顺时针方向转动。
盘车过程中应经常检查接线电缆、滑环、定转子绕组的温度是否正常。
⑤按照A—B—C顺序对转子进行盘动。
每转动一点力求准确,不得反转,待机组完全停下后读取各表的数据,然后继续下一点,盘至原点百分表都基本回零。
4、盘车检修经验总结和启示
现在全国各电厂盘车方式基本有四种:
人工盘车、机械盘车、电气盘车和自动盘车。
通过笔者在其他工地的实践,自动盘车实用性好,盘车装置由山东青州通利电力配件厂生产为三力偶六电机驱动的机械盘车装置。
当时我厂在未进行盘车时也曾设想采用自动盘车,之后由于经费和时间等关系就放弃了这种想法,改用电气盘车,即三相单三拍方式:
定子轮流单相通电,先给A相通电,转子转过一步距角,停稳后A相断电、B相通电,转子角向前走一步距角,然后B相断电、C相通电又走一步距角,如此循环下去,转子就可以慢慢地转过360o完成盘车的要求。
4.1五强溪电厂的这套电气盘车装置(KPG—3型)是1994年3月生产的设备,由于年久失修存在很多缺陷,遥控盒已经丢失,没有盘车电缆。
之后经过电力工程公司维修部同志们的共同努力,终于恢复了电气盘车功能。
4.2盘车前脉冲给定调整很重要,在实际操作中经过多次调整,最终启动最小电流:
转子电流400A;
定子某相输入1400A。
在历经两个时段和两个程序(二天时间)的盘车中是成功的,数据准确,电厂满意。
4.3通过这次盘车也使们们意识到如果时间允许的话,还可以对如下设备进行处理和改造。
4.3.1弹性油箱压缩值虽未超过厂家规定值0.5mm,但已超过(GB)规定的0.20mm的要求,如对托盘进行加垫处理,那么机组盘车的质量会进一步得到提高,摆度还会减小。
4.3.2顶轴法兰加垫处如再一次进行处理,集电环处的摆度和影响顶轴轴领松动的力源会随至减小。
顶轴内设置的补气套管(φ508mm,长4m多)和阀座在今后扩大性大修中最好要进行盘车检测、调整、消除它的摆度(因安装时未进行这步工作)。
4.3.3上导轴承结构有待改造
以往在每台机组检修时,上导瓦的间隙调整都是以加垫的形式方能解决极其麻烦,并且误差又大。
如果改成水导瓦那种斜楔板式的结构就方便多了。
笔者认为要改造也不困难。
只要在现场配备小型立式插床并由哈厂配置斜楔块配套可达到目的,避免大件拖运厂家进行加工。
4.3.4以往对每台机组检修时修刮瓦面时没有一个标准的弧面研磨,如果靠紧立轴研磨劳动强度大又费时。
为此笔者认为有必要加工假轴(1/4弧度)对研磨瓦面弧度大有好处,又能保证对五台机轴瓦修刮的工艺要求。
4.4五强溪电厂五台机组气蚀和裂缝处理工作量不大,但4#、5#机偏重于1#、2#、3#机组。
因1~3号机转轮为全不锈钢由伏依特公司与哈厂联合设计生产。
4#、5#转轮的上冠、下环为普通碳钢由哈厂生产。
在经历10多年的运行情况看,气蚀和裂缝都发生在这些碳钢部位。
在这次裂缝处理中由电力工程公司检修部实施“PT”探伤,裂缝首尾钻φ8mm消除应力孔,孔深超过裂缝深度5mm。
然后进行碳弧气刨后再一次用“PT”或30%浓度的硝酸溶液进行酸洗检查,看是否已将裂缝全部刨掉。
然后实施打磨再烤枪加温100oC左右用A307不锈钢焊条(必须用烘箱烘干)进行焊接和锤击(一般三个来回),使焊体锤击模糊、平缓为止(一般高出原基面2~3mm)再进行打磨。
4.5通过对五强溪电厂五台机组的检修也使我们认识到加强对设备的维护保养和检测,发现历史所遗留的问题对今后机组进行扩大性大修都会得到启示。
如1#机在停机后约15分钟时间导水机构连续发生大的声响,之后经检测是由于两个接力器压紧行程相差3.4mm相互蹩劲,单边抬高控制环所致。
另4#机控制环在调节过程中摩擦声响很大,之后加了润滑脂就解决了问题。
4.6通过5#机改造性B级检修和顶轴轴领的处理也使我们引起了警觉,加强对1#~4#机顶轴轴领松动的监测也是迫在眉捷之事,为此正在考虑加装行程监测位号装置,防患于未然。
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- 五强溪 电厂 机组 改造 检修 经验 电气 盘车浅述