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        水輪發(fā)電電動機磁極鍵拔鍵處理

        2020-02-28 01:56:18
        水電站機電技術(shù) 2020年1期
        關(guān)鍵詞:鍵槽磁極鉆桿

        吳 煒

        (東芝水電設(shè)備(杭州)有限公司,浙江 杭州310020)

        0 引言

        某蓄能電站裝機4×300 MW,額定水頭624 m,年發(fā)電量18.05億kW·h,年抽水用電量24.07億kW·h,電站建成后以500 kW出線接入電網(wǎng),擔任電網(wǎng)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相及事故備用等任務(wù)。

        1 事件背景

        該電站在對3號機組的磁極進行檢修,磁極回裝后,現(xiàn)場的監(jiān)理在對磁極鍵的檢查過程中,發(fā)現(xiàn)5號磁極的磁極鍵未按設(shè)計要求安裝到位的情況,需要對此磁極鍵進行拔鍵并重新安裝處理,否則機組存在在運行中出現(xiàn)磁極松動而導致重大事故的隱患。

        2 磁極鍵拔鍵處理過程

        2.1 磁極鍵結(jié)構(gòu)

        該機組的磁極在轉(zhuǎn)子磁軛上的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)采用雙“T”尾并由四對楔形磁極鍵打緊固定的方式(如圖1)[1]。該結(jié)構(gòu)磁極鍵安裝時,需要先把放置鍵放入鍵槽中,再從上端放入打入鍵并打緊,切割多余的部分,上下端安裝磁極鍵壓板壓緊。

        現(xiàn)場由于檢修安裝的工人對該種磁極鍵的安裝不熟悉,在沒有詳細核對圖紙情況下,自行進行磁極鍵的安裝工作,安裝完成后,監(jiān)理對磁極鍵進行檢查時,發(fā)現(xiàn)5號磁極的磁極鍵的放置鍵未按設(shè)計要求放置,放置鍵的下端面沒有和磁極鍵下托板面貼合,中間有大約50 mm的間隙(如圖2),這種情況下打緊的磁極鍵在運行過程中,放置鍵會有下落的趨勢,磁極鍵的功能將會失去作用,發(fā)生磁極松動進而引起發(fā)電機振動超標的重大事故。

        圖1 磁極鍵聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)

        2.2 磁極鍵拔鍵處理

        為了消除一切隱患,現(xiàn)場研究決定對該磁極的磁極鍵進行拔鍵并重新安裝新鍵處理。如果按常規(guī)檢修做法,需要整體吊出轉(zhuǎn)子再進行拔鍵處理,這樣將增加檢修工期和檢修成本,為避免損失擴大,決定不吊出轉(zhuǎn)子,在機坑內(nèi)進行拔鍵工作。

        由于發(fā)電機的磁極鐵心長度達到了2 800 mm,該磁極鍵屬于超長磁極鍵,打緊后將很難拔出?,F(xiàn)場首先利用傳統(tǒng)的拔磁極鍵的方法進行拔鍵,先用千斤頂從下端頂緊打入鍵,再用錘子對放置鍵的上端面向下進行錘擊,磁極鍵沒有任何移動的痕跡;而后又嘗試在打入鍵的上端部焊接一個吊耳,利用電站的行車從上方進行拔鍵,但是也沒有成功,甚至有2根磁極鍵拔斷了[2-4]。

        圖2 磁極鍵打緊情況

        經(jīng)過現(xiàn)場分析認為是因為放置鍵沒有放到位,而打入鍵還是按圖紙要求的長度進行打緊,磁極鍵的滑動面已經(jīng)擠壓變形,滑動面之間發(fā)生咬死情況,這個時候要拔出來幾乎是不可能的。

        現(xiàn)場研究討論后認為,在現(xiàn)有情況下只有從磁極鍵中間破開,消除滑動面咬死的部位,才有可能拔出磁極鍵。為了消除滑動面的咬死部位,決定先從磁極鍵的中間鉆一個直徑φ28 mm的通孔,再進行拔鍵。但是由于該磁極鍵太長,咨詢了相關(guān)制造廠和主機廠后,都沒有相關(guān)的經(jīng)驗和設(shè)備,鉆孔的過程中很難控制孔位不會偏心,一但孔位發(fā)生偏心,將會損壞鍵外側(cè)的磁極和磁軛,造成更大的損失。最后現(xiàn)場決定嘗試自己設(shè)計專用工具進行處理。

        由于機坑內(nèi)的空間有限,大型鉆孔設(shè)備沒有辦法安裝和操作,只能采用小型的磁力鉆進行鉆孔工作(如圖3),為了盡量減小鉆桿的振動而產(chǎn)生偏心,決定采用低轉(zhuǎn)速進行鉆孔工作,鉆孔中心偏向打入鍵側(cè)0.1 mm。為了中心定位作用,鉆桿上端部固定一個中心定位套筒,套筒直徑比磁力鉆的固定板上的孔直徑小0.05 mm(如圖4),保證鉆桿在一個中心工作。鉆桿是由多節(jié)短桿連接而成,鉆桿直徑是26 mm,根據(jù)鉆孔深度的進行,一節(jié)節(jié)的增加加長桿。正式鉆孔前,先預鉆一個直徑φ10 mm,深約20 mm左右的導向孔,再鉆直徑φ28 mm的通孔。鉆孔進度盡量保持很慢的速度推進,每鉆5 mm左右,就取出鉆頭,用專用的吸鐵石對鍵槽內(nèi)的鐵屑進行清理,并在鉆頭處加植物油進行冷卻潤滑。鉆孔到達300 mm深左右后,每隔100 mm左右要用內(nèi)窺鏡對鍵槽內(nèi)進行檢查,查看孔位是否有鉆偏的情況,是否有傷到磁極或者磁軛的情況發(fā)生,如果有偏心的情況發(fā)生,需要通過調(diào)整上端的定位裝置進行中心的調(diào)整。

        在鉆孔前和鉆孔過程中,需要對鉆孔附件的轉(zhuǎn)子、定子的上下端進行保護,防止鐵屑等異物掉落。鉆通后,用千斤頂在下端部頂緊打入鍵,并在下部做好防護工作,防止磁極鍵掉落傷到主機部位,再用錘子向下敲擊放置鍵的上端面,拔出磁極鍵。

        圖3 磁力鉆

        圖4 鉆桿

        首個孔鉆通大約持續(xù)了近1個月的時間,并順利的拔出了磁極鍵。但是有兩對磁極鍵,鉆通孔后還是沒能拔出磁極鍵。現(xiàn)場經(jīng)過分析認為,由于磁極鍵太長,鉆孔時可能中心有偏移,咬死的部位還有部分沒有鉆通,所以沒能順利拔出磁極鍵。決定對已鉆通的孔,繼續(xù)對磁極鍵結(jié)合面兩邊分別進行單邊擴腰子孔,使磁極鍵的結(jié)合部位徹底被消除。擴孔時還是利用鉆孔的工具,只是對其進行了適當?shù)母脑?。在鉆桿的下方制作一個外徑和孔徑一樣的定位塊(如圖5),鉆桿的下端安裝一根細長桿穿過定位塊上的小孔進行定位,當需要鏜左邊孔時,把定位塊上的小孔對準左邊,鉆右邊時,同樣的把定位塊上的小孔對準右邊,這樣就能保證鏜孔時只能鏜孔的一邊。在其中一節(jié)鉆桿上開一個小孔安裝鏜刀刀頭(如圖6),隨著擴孔深度,有鏜刀的鉆桿依次往下安裝,直到最下端。當磁極鍵接觸面的兩邊都被切削掉以后,剩下的兩對磁極鍵都順利的取出來了。

        圖5 定位塊

        圖6 鏜刀桿

        2.3 磁極鍵回裝

        磁極鍵拔出后,利用內(nèi)窺鏡對鍵槽內(nèi)進行檢查,鍵槽雖然沒有大的傷害,但是有很多高點和毛刺需要處理,現(xiàn)場利用廢棄的磁極鍵制作了一個去處毛刺的專用工具(如圖7),該工具的背面安裝了一個小彈簧,確??梢源蚰サ舾唿c。鍵槽清理干凈后,重新安裝新的磁極鍵,安裝磁極鍵時需要對鍵進行研配工作。先在磁極鍵的接觸面涂抹紅丹粉,再把放置鍵按要求放入鍵槽中,下端支撐牢靠,再把打入鍵輕輕放入鍵槽中,并輕輕敲擊上端面,再拔出打入鍵,觀察接觸面積是否達到設(shè)計的要求,如果達不到,需要對接觸面的高點進行打磨處理,再重復上一次工作,直到接觸面積達到設(shè)計圖紙的要求(85%以上),再按要求打緊磁極[5]。

        圖7 鍵槽打磨工具

        3 結(jié)束語

        磁極鍵的安裝過程中,要嚴格按照設(shè)計要求和相關(guān)標準執(zhí)行,加強質(zhì)量監(jiān)督措施,把好質(zhì)量關(guān),不給后續(xù)運行留下任何隱患[6],機坑內(nèi)進行作業(yè)時,需要做好防護工作,保證鐵屑等異物不會侵入到轉(zhuǎn)子和定子中。

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