空冷器安装（共5篇）
空冷器安装 篇1
摘要：朱集西矿井下巷道采用锚网支护, 介绍了WK400型空冷器在煤矿井下锚杆、锚索吊挂安装技术, 对煤矿巷道支护进行分析, 验算了吊挂安全系数, 经过实际应用, 该技术符合安全实际需要, 满足系统运行的稳定性、可靠性、安全性。
关键词：朱集西煤矿,空冷器安装,吊挂技术,吊挂安全系数验算
1 工程概况
朱集西煤矿是皖北煤电集团公司重要的接替矿井之一和“十二五”重要的经济增长点, 矿井设计生产能力400万t/a, 设计服务年限77.1 a, 地质储量85 578万t, 可采储量43 164.6万t。目前, 井下安装12台型号为WK400型空冷器。在煤矿井下安装, 需要根据巷道支护技术特点, 采取不同的吊挂技术, 以确保顶板支护安全和设备运行安全[1]。空冷器安装技术措施应满足GBT15386-94《空冷式换热器》安装规范[2], 以及装置设计图纸、生产厂家技术资料要求。同时, 需要对井下空冷器吊挂安装制定专门措施[3]。
2 空冷器井下吊挂技术分析
2.1 锚网支护巷道吊挂技术
在煤矿井下吊挂空冷器, 一般需要顶板完好时采用锚杆吊挂。需在空冷器中线上方施工2组吊挂点 (每组2根φ22 mm的左旋无纵筋高强螺纹钢锚杆, 锚杆长度不小于2 000 mm, 每根锚杆使用2卷Z2850型锚固剂) , 每根吊挂锚杆下方安装1个三环40T锚链, 选用φ12.5 mm钢丝绳穿过空冷器吊挂装置和锚链 (每组起吊锚杆的2个锚链均需穿过) 吊挂, 每根钢丝绳配两个配套绳卡, 钢丝绳搭接长度不小于300 mm。吊持方式如图1所示。
当煤矿井下顶板破碎、空冷器安装时, 要将起吊锚杆换成锚索。锚索选用φ22×6 300 mm钢绞线, 每根锚杆使用3卷Z2850型锚固剂, 每组吊挂点为1根锚索, 其他要求同上;或者采用钢架托放, 钢托架骨架可选用不小于12#的槽钢或11#工字钢;空冷器安装在托架上必须固定牢固, 如安装在斜巷内需将底板卧平;斜巷内安装空冷器必须使用双股φ7.7 mm钢丝绳在上山侧牵引防滑, 钢丝绳必须固定在生根锚杆上。
2.2 架棚巷道吊挂技术
在煤矿井下巷道U型棚无变形、支护完好的地方, 空冷器可采用钢丝绳吊挂在U型棚梁上。空冷器上每个吊挂点均需独立吊挂, 吊挂设备前, 吊挂点之间及两侧3棚范围内必须采用锚杆配合矿用11#工字钢加固。每棚不少于3道加固, 正顶及两肩窝各1道, 锚杆选用φ22×2 800 mm的左旋无纵筋高强螺纹钢锚杆, 每根锚杆使用2卷Z2850型锚固剂选用φ12.5 mm的钢丝绳吊挂, 钢丝绳搭接不小于300 mm, 每根钢丝绳使用2个配套绳卡。
对于在U型棚变形严重处, 空冷器需采用钢架托放, 钢托架骨架可选用不小于12#的槽钢或11#工字钢。空冷器安装在托架上必须固定牢固, 如安装在斜巷内需将底板卧平;斜巷内安装空冷器必须使用双股φ7.7 mm钢丝绳在上山侧牵引防滑, 钢丝绳必须固定在生根锚杆上。
3 空冷器井下安装吊挂安全系数验算
3.1 钢丝绳验算
查询钢丝绳最小破断拉力总和可知, φ12.5 mm最小钢丝破断拉力总和为100 k N;
查阅《煤矿安全规程》可知, 钢丝绳吊挂重物安全系数不小于6, φ12.5 mm的钢丝绳单股吊挂重量不超过16.66 k N。
空冷器质量均不超过3 t, 空冷器使用4根钢丝绳吊挂, 经验算均能满足安全系数要求。
3.2 锚杆、锚索强度要求
朱集西矿施工锚杆、锚索强度要求:
施工锚杆要求抗拔力不小于120 k N, 即单根锚杆破坏吊挂重量不小于12 t, 远大于空冷器重量, 且锚杆均采用2根1组, 强度满足吊挂要求;
锚索施工锚杆要求抗拔力不小于150 k N, 即单根锚索破坏吊挂重量不小于15 t, 远大于空冷器重量, 强度满足吊挂要求。
4 管束及风筒安装
4.1 管束吊挂安装技术要求
管束吊挂要求如下: (1) 管束在起吊时应用钢索吊挂吊耳, 并防止磕碰翅片和漆层; (2) 管束在构架上就位后, 采用螺接和焊接定位; (3) 管束和管束之间, 管束与构架之间的间隙大于10 mm时, 就添塞石棉绳或安装密封板以减少空气泄漏。
管束作为主要压力部件, 安装之后需要进行试压, 朱集西矿空冷器管束试压值如表1所示。
4.2 空冷机风机吊挂安装技术要求
(1) 分体风筒吊挂安装时, 需校准圆径, 并以石棉橡胶垫调整风筒直径, 对分体风筒调整后圆径偏差如表2所示。
(2) 大、小皮带轮安装时, 不允许随意拆卸轮组上的平衡块。
(3) 大、小皮带轮组水平位置安装偏差要求如表3所示。
(4) 风筒与构架风箱底板联接时, 采用局部紧固、其余螺栓连接的方法, 待叶片与风筒的径向间隙调整完毕将所有的紧固螺栓把紧。
(5) 风机部件连接件水平度≤3/1 000。
(6) 叶片与风筒壁任意一点的径向间隙要求如表4所示。
假若径向间隙不满足表内要求, 可将风筒连接用的石棉橡胶垫去掉, 拉紧风筒;或者在风筒连接处加垫, 扩大风筒径;调整吊梁的位置来调整叶片与风筒的间隙。
(7) 叶片予安装角为8°±0.5°。
4.3 空冷器吊挂安装巡检
吊挂点巡查由设备责任单位负责与设备一并巡查, 吊挂点主要巡查起吊锚杆 (U型棚) 变化情况、钢丝绳磨损、锈蚀情况、钢丝绳卡锈蚀、松动情况。发现隐患及时处理, 并向上级汇报;空冷器安装地点悬挂设备管理牌板, 并认真做好巡查记录。
5 结论
空冷器是煤矿井下重要通风降温设备, 设备的吊挂安装关系着机电设备运行的安全性。因此, 在安装过程, 必须充分考虑巷道支护技术和方式, 结合巷道支护特点进行吊挂, 并且对于空冷器主要部件的吊挂和安装必须按照标准, 制定必要措施, 以确保设备安全、稳定、高效运行。
参考文献
[1]赖周平, 张荣克.空气冷却器[M].北京:中国石化出版社, 2009.
[2]GB/T15386-94, 空式换热器[S].
[3]苏婷.影响空气冷却器冷却效果的因素探讨[J].医药工程设计, 2013, 27 (5) :112-115.
大型空冷岛安装主力吊机选择 篇2
目前，由于空冷机组相对其它冷却类型的机组具有节约水资源、零污染排放、无可见汽雾、产生的噪音低、占地面积小等优点，已在全国多个省份的火力发电厂中采用。文章将结合漳山电厂二期2×600MW扩建机组空冷岛的特点，对空冷岛主力吊装机械的选择进行论述，证实正确、合理的选择主力吊装机械是空冷岛施工的关键，是影响空冷岛施工工期、施工成本的重要因素。
1 空冷岛安装工程概述及特点
漳山二期2×600MW扩建机组空冷岛布置在主厂房A排外，整个空冷岛长104m，宽92m，含64台冷却单元（8×8矩阵布置）整体高度55m，总重量约13000t，由钢结构、风机单元、散热器管束、蒸汽分配管、凝结水系统管道、抽真空系统管道、清洗系统管道、主蒸汽排汽管道、蒸汽疏水管道等组成，其上部钢结构及设备的重量，约9000t全部由16根4×4（间距22.600m×23.060m）矩阵布置的混凝土支柱承担。
空冷岛钢结构平台为大跨度桁架式结构，采用承压型大六角头高强螺栓连接，桁架自身高度6.2m，上平面标高42m，总重约2630t。空冷钢桁架桁架组合成榀后跨度大，重量重，最重一榀桁架重68t，平均每榀组合桁架重30t。空冷岛设备数量多而杂，总重量大，光散热器管束总重就达5120t，单片管束起吊重量是16t；空冷安装中吊装工作量大，总吊装钩数达到1600多钩，因此，合理的选择主力吊装机械是保证施工工期的重要前提。
2 吊机类型及布置方式的确定
2.1 吊机类型的确定
以漳山二期3号机组为例，空冷岛紧靠电厂一期办公区，其南侧和西侧均为一期综合管廊支架，在该区域不能布置主力吊机；另外，空冷岛的面积较大，单台固定站位的吊机无法覆盖其整个作业面，多台固定站位的吊机又会出现吊装死角，且增加交叉作业。因此，空冷岛吊装的主力吊机选定为移动式塔式起重机和履带式起重机较合适，如果选定的是移动式塔吊，其行走方向应为南北方向。
2.2 吊机布置方式的确定
在充分考虑现场场地条件及地下设施影响的前提下，如果选定的是塔式起重机，吊机的布置应能满足施工区域内最重及最远设备吊装的要求；如果为履带式起重机，在满足最重件设备的吊装情况下尽量减少其转向行走。
图1为根据施工方案定制的空冷钢结构和部分设备的组合吊装重量图：
在图1中可以看出，因L0-L2轴（L8-L9轴）是悬挑部分，必须在L2-L4轴（L6-L8轴）完成后才能进行安装，所以主力吊机L2-L4轴之间或L6-L8轴之间是不可行的，如布置在L0-L2轴或L8-L9轴之间则会增大对主力吊机工作台半径的要求。因此，为了充分发挥主力吊机的工作能力，主力吊机拟布置在空冷岛L4至L6轴间。
2.3 几种吊装机械的选择对比
以下将结合现场情况，对DBQ4000塔式起重机、CKP3500塔式起重机、QTZ3450塔式起重机、CC2000/300t履带吊的性能进行对比。
表1为以上几种塔吊的主要性能：
Á表2为CC2000/300t履带吊的主要性能：
通过对比可见，CKP3500塔吊虽然覆盖半径大，能满足远端设备吊装要求，但满足不了L1-L2轴之间最重68t的一榀桁架吊装；QTZ3450塔机工作半径偏小，会容易产生吊装死角；DBQ4000塔吊起重量大、控制范围广且其下部为门架轨道式结构，运行较平稳、底部通过性好，不影响道路的畅通；CC2000/300t履带吊机动性虽强，但起重能力受高度和幅度变大而衰减较大，且对作业路面要求高，需处理的区域较多和地基处理费用较高，同时其台班费用也较高。综合考虑，空冷岛安装选用DBQ4000塔吊作为主力吊机，将选择主臂63.2m，副臂51m工况。
3 DBQ4000选择的可行性分析
由于现场空间的限制，对吊机的作业范围将造成一定程度的影响，该影响会不会使新的盲区产生，从而影响部分构件的吊装，以下将从空间位置上分析障碍物对吊机起重能力的影响程度。
3.1 混凝土支柱下部对吊机回转的限制
东西方向每相邻两个混凝土支柱的净距为19.06m，支柱外边到DBQ4000塔吊中心最近距离为9.53m，小于DBQ4000尾部配重的回转半径11.5m,DBQ4000回转平台与混凝土支柱的相对位置及主要尺寸如图2:
根据几何关系，以DBQ4000回转平台与混凝土支柱相碰为极限进行计算，可得其中心离混凝土支柱纵向轴线的距离,x值小于这个值时吊机回转才会受到限制，不会对空冷岛设备吊装产生影响。
3.2 混凝土柱头顶部与钢结构上弦对吊机回转的限制
DBQ4000的水平投影示意图如图3:
主臂截面尺寸为3300×2400mm，根据主臂仰角86.5°计算出其在水平面的投影尺寸为：3300×2405mm。
3.2.1 混凝土柱头对吊机回转的影响
H1=35.5m:h1=35.5+0.7-11.41=24.79m，其中DBQ轨面标高为-0.7m,DBQ主臂根部至轨面高度为：11.41m
因混凝土支柱边缘到吊机回转中心的最小距离为9.53m>8.97m，故混凝土支柱顶部对吊机回转不存在影响。
3.2.2 钢架上弦梁对吊机回转的影响
由此可知，吊机回转中心与钢梁水平距离大于9.37m时吊机可以全回转。
综上所述，障碍物对DBQ4000工作范围的影响不大。
4 实施效果评价
从技术上看，DBQ4000在漳山二期空冷岛安装中应用得非常成功，既没有大机小用，也没有因为其起重能力不足而影响施工，吊机的覆盖面积与空冷岛的施工面积非常吻合，吊机运行平稳，动作速率恰当，满足设备吊装及生产效率的要求。
从经济性上看，表3为漳山电厂和神木、武乡电厂空冷岛安装主力吊机的费用对比。由表3可以看出，漳山电厂空冷岛安装中主力吊机的使用台班费有着明显的优势，另外，由于DBQ4000的选择合理，使得施工工期大为缩短，这无形之中就节约了整个空冷安装的的综合成本。
注：（1）由于机械进退场费与吊机进场距离的远近有关，在此不作比较。（2）以上费用数据套用《电力建设施工机械台班费定额》。
5 结束语
主力吊装机械的起重能力和工作性能的好坏能直接影响现场施工的进度及成本，对于600MW级或以上机组的空冷岛，其施工面积大，工作任务繁重，多宜采用起重量大，控制范围广、运行速度较快的塔式起重机。
摘要：文章主要是以山西漳山二期2×600MW机组空冷岛安装工程特点,对600MW机组空冷岛施工的主力吊机的选择及布置方式进行论述。
空冷器安装 篇3
关键词：间接空冷,汽轮机排汽,干旱,半干旱,翅片冷却三角,节水环保,安装
1 概述
1.1 系统概述
华能秦岭电厂扩建工程建设2×660MW国产燃煤间接空冷机组, 汽轮机低压缸排汽冷却系统采用表面式凝汽器间接空冷系统, 表面式凝汽器冷却有效面积40000m2, 本工程采用自然通风冷却塔的间接空冷系统。环形循环水管道布置在空冷塔塔内, 呈环形布置。空冷散热器采用FORGO T60型全钢带翅片冷却三角, 空冷散热器布置在空冷塔塔体外侧, 悬挂在展宽平台的钢结构上。
空冷机组间接空冷系统是:通过布置于冷水管段的3台循环水泵 (循环水泵房内) 作为动力源, 使循环水进入表面式凝汽器的水侧的不锈钢管, 然后进行表面换热, 冷却凝汽器汽侧低压缸排汽, 受热后的循环水循环至间接空冷塔, 通过空冷散热器与空气进行表面换热, 循环水被空气冷却后再返回循环水泵入口, 从而构成一个密闭循环系统。
1.1.1 循环水冷却系统
循环水冷却系统包含担负散热任务的空冷散热器和空冷塔内的循环冷却水管道, 空冷散热器由136组冷却三角组成, 这些冷却三角在空冷塔内分成8个冷却扇段, 该系统能满足各种条件下的工况 (包括冬季、夏季、不同负荷、机组启停、旁路运行等) 运行, 每个冷却扇段设独立的进、出水管和排水管, 进、出水管连接在塔内地下循环水供回水母管上。
1.1.2 空冷散热器充、排水系统
在空冷系统投运前, 需将其管道及散热器中充满水, 停运、检修亦需将系统水放空。充水、排水系统由地下贮水箱、输水泵、充水管道和阀门组成。贮水箱布置在空冷塔内地面以下, 潜水泵安装在水箱里, 地下贮水箱的容积满足所有冷却散热器段放空后储水的要求。
1.1.3 空冷散热器补水系统
为了保持循环水系统内水压稳定, 维持正常的水循环, 空冷塔内设置稳压补水系统。该系统由稳压 (补水) 泵、高位水箱以及连接管道组成。空冷塔设高位水箱, 补水泵采用自动控制, 当高位水箱为低水位时补水泵开启向系统补水, 当水箱补至高水位时补水泵停运。
1.2 间接空冷塔安装概述
间接空冷塔安装部分包括:
(1) 散热元件组合、吊装、密封;
(2) 地下储水箱、膨胀水箱安装以及潜水泵安装;
(3) 地埋冷、热水管道安装;
(4) 扇区管道安装;
(5) 泄水系统安装;
(6) 补水系统安装;
(7) 百叶窗组合安装;
(8) 冷却三角清洗系统安装。
总体安装调试工作预计100-120天。
2 冷却三角组合
2.1 组合场地
选择一块合适场地, 对于散热元件的组合很重要, 直接影响到施工进度, 场地必须考虑到足够宽敞、足够平整、运输方便, 电源、照明等。FORGO T60型散热器在工厂内进行100%的水下气压试验, 组合场内可不考虑水源配制。
2.2 机械策划
“工欲善其事, 必先利其器”, 在整个组合过程中机械为重中之重, 必须提前策划、进场, 达到随时开工组合条件, 机械明细参考如下:
(1) 载重汽车 (16t或25t) 一辆, 用于组装散件出库、包装箱运输;
(2) 汽车吊 (25t) 1台, 用于组装散件出库吊装, 汽车吊 (50t) 1台, 用于冷却三角吊装过程中, 在储存场地装车;
(3) 龙门吊 (50t) 1台, 用于冷却三角组合、组合完工设备装车, 建议50t龙门吊必须配置, 充分利用龙门吊在小区域内移动方便的优势, 能很大程度上提高施工速度;
(4) 平板车两台, 用于成品冷却三角运输工具;
(5) 150t履带吊、70t履带吊各一台, 做为散热器主吊机械。
除以上大型机械以外, 还需准备必要的零时小电动工具。
2.3 冷却三角组合
(1) 在冷却三角组合之前将组合用吊点用螺栓提前安装在冷却三角上 (吊点及连接螺栓均为厂家提供) , 然后将冷却三角的左右两片按顺序平放到组合平台上 (图一) 。
(2) 用龙门吊通过起吊梁 (起吊梁为厂家所供专用工具) 吊住四个吊点, 龙门吊缓慢起钩, 将冷却三角缓慢提起, 最终形成三角形, 然后停止起钩, 测量冷却三角尺寸, 尺寸无误后, 将连接槽钢安装在两个冷却三角片之间, 将其固定 (图二) 。
(3) 连接槽钢安装完成后, 将百叶窗安装在冷却三角上。百叶窗安装前, 测量冷却三角尺寸 (开档、对角) , 无误后, 将其安装至冷却三角上。
(4) 冷却三角组合完毕后, 用龙门吊将其吊至存放区域, 等待运输至施工区域。存放时, 底部垫道木或木方, 以免损伤百叶窗或散热器。
2.4 冷却三角吊装
(1) 吊装前, 展宽平台钢结构已安装完成, 展宽平台上盖板安装完毕, 冷却三角基础已交安。复测基础标高。
(2) 使用经纬仪、水平仪对安装中心线、半径进行划线, 划线必须精确到±3毫米以内, 且绕圆周一圈无误差累加, 使一个整圆能够均匀等分为136份。
(3) 划线后, 将底座安装就位, 根据设计尺寸, 将中心及顶部标高调整到位。
(4) 在将冷却三角吊装工作开始之前, 必须检查如下尺寸:
a冷却三角锚固支撑在冷却塔展宽平台上的位置及水平高度。
b冷却三角底部支座的标高及水平度。
c冷却三角支架的划分和位置。
(5) 冷却三角在安装前必须进行二次检查:
a仔细检查冷却三角, 以便发现其在运输或储存过程中可能出现的损坏。
b检查各螺栓有无未紧固或未紧固到位的, 如有则进行紧固完成后方可吊装。
c检查冷却元件的清洁, 对冷却元件上的灰尘进行清理。
吊装分上、下两部分, 底部三角采用70t履带吊作业, 上部三角采用150t履带吊作业, 吊装按常规作业要求即可。 (见下图)
3 地埋冷、热水管道、泄水系统、补水系统安装
地埋冷、热水管道可按照循环水管道安装规范实施。
泄水系统用于系统发生事故时泄水使用, 可分为:
a单个扇区泄水, 当扇区发生泄漏时投入;
b循环水系统泄水。
以上两种泄水方式, 都将水快速泄至地下储水箱, 临时储存起来。
补水系统是为地下储水箱补水, 用来补充系统循环损失的水量, 使系统能够达到循环的压力要求。安装可参照地埋中、低压管道规范实施。
4 地下储水箱、膨胀水箱安装
地下储水箱为1200m3地下无压水箱, 用于系统运行中补水、事故泄水, 在地下水箱内安装立式潜水泵两台, 用于循环水系统充水、补水、地下水箱排水至厂外;膨胀水箱为120m3无压水箱, 水箱中心线布置在塔内32m (相对塔0m高度) , 作用是为了保证循环水泵入口压头, 有足够的压力循环。
地下储水箱安装可以在土建施工完成后安装就位, 在安装过程中必须严格验收水箱基础, 以免在后期安装过程中发生水箱下陷的问题, 而造成管道变形等问题。
5 总结
总体安装来说工序较为明朗, 上一步工序与下一步工序环环紧扣, 特别是冷却三角吊装前、后工序, 为保证总体施工质量、进度, 必须首先做好这步工作;冷却三角组合工作工期较长, 需要程序化的重复多次施工, 从而要做到组合施工人员分工明确、各负其责, 能够熟练掌握组合要求;能够做好这两步, 对安装质量、进度会起到决定性的作用。
参考文献
[1]王智刚.600MW直接空冷机组冷端系统变工况特性分析[J].发电设备.2010 (02) .
[2]王建军.阳城电厂7#机组间接空冷塔 (600MW) 设备与管道施工技术[J].能源与节能.2012 (03) .
空冷器安装 篇4
我公司研制开发的向家坝800MW级巨型全空冷水轮发电机是目前世界容量最大、外型尺寸最大的巨型全空冷发电机，也是目前世界上设计、制造和安装技术难度最大的巨型全空冷水轮发电机。
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2 结构特点和装配工艺
2.1 定子测圆架结构优化提高测量精度
定子测圆架测量半径9～10m，高度垂直行程5m，它的使用稳定性及重复测量精度直接影响铁心安装质量，因此在传统结构基础上进行结构优化改进，使用操作测量更稳定可靠，测量圆周的水平高度测量误差<0.5mm，径向测量误差在0.02～0.05mm之间，见图1。
2.2 内径千分尺大尺寸测量及现场激光跟踪仪校尺新技术
1.配重块2.螺钉3.锁紧块4.支柱螺钉5.过渡法兰6.接长臂7.中心体8.立柱9.平衡臂10.滑杆11.测量螺栓12.定位销13.中心柱14.调整支柱15.吊攀
定位筋及铁心半径是用特殊制造的专用大内径千分尺测量，其测量范围9.5～10.5m，具有测量绝对值误差小、重复测量精度高的特点。
为防止因运输变形、环境温度变化及测量支点变化等不确定因素影响大内径千分尺工地现场测量精度，在工地现场用特殊制造的专用校尺装置进行现场校尺。
1.机座2.托块C型夹3.定位筋4.托块顶住5.小钢楔6.托块顶住7.定位筋C型夹8.托块9.工艺垫片
2.3 双鸽尾定位筋装焊工艺优化
定子铁心结构特点是托块与机座环板焊接只有径向焊缝，没有周向焊缝。径向焊缝焊接热收缩变形相对周向焊缝焊接对定位筋半径公差的影响相对较小。径向焊缝焊接方向是由机座内圆方向向外圆方向焊接，焊接变形方向整体趋势是半径方向变大，因此，需要综合考虑定子铁心半径设计公差、定位筋焊接变形经验公差、定子冲片与定位筋叠片径向调整间隙及CO2混合气体保护焊焊接热变形较小等因素。
2.3.1 双鸽尾定位筋大跨距等分搭焊
定位筋搭焊采用大跨距等分安装工艺。先6等分大跨距搭焊，再12等分大跨距搭焊，将定位筋弦距调整累积误差平分在各大跨距内，减少定位筋弦距调整误差值周向累积。在12等分大跨距内共有12根定位筋，定位筋弦距调整量相对减少很多，反复精调后定位筋弦距周向累积误差值较小。
2.3.2 托块与机座环板满焊
托块与机座环板按专用焊接工艺焊接控制，用CO2混合气体保护焊焊接，减少焊接热变形。控制焊接电流以减少托块和机座环板焊接热变形影响定位筋半径及弦距公差。在机座同一环板上托块焊接采用沿同一方向顺序焊，全部托块同一侧焊缝焊完后再焊另一侧焊缝，整体控制定位筋弦距焊接变形方向。各机座环板间托块焊接采用跳越焊，从中间环板向两端环板方向焊接，减少定位筋径向弯曲焊接变形。托块焊缝分4次焊接完成，根据每层焊缝焊接后实际测量数据并采取相应反变形调整，保证托块满焊后定位筋半径公差。
1.机座环板2.托块3.定位筋4.弦距测量块
2.4 铁心叠片工艺
定子冲片按层间搭接1/3方式及0.96叠压系数叠片。每张冲片各放3个槽样棒和槽楔槽样棒定位，槽样棒正对定位筋。槽样棒、槽楔槽样棒高出已叠冲片100mm。随铁心叠片高度提高，相应调整槽样棒、槽楔槽样棒高度，保证新叠冲片必须有槽样棒、槽楔槽样周向和径向定位。每叠完一单段铁心以后，在定位筋根部冲片上放置绝缘垫块，沿定位筋方向用铜锤向下垂直敲打垫块，防止定子冲片鸽尾部分压紧发卡。用整形棒逐槽整理槽形，从冲片内圆向外圆方向整形，使冲片尽量靠在定位筋筋面上。用单段铁心测量工具测单段铁心高度，圆周每张冲片上测量一点，并在相应铁心段通风槽片上放入绝缘套管。详细记录分析每单段铁心实际叠冲片片数及高度，作为下一单段铁心叠片增片或减片及铁心叠压系数计算依据。
液压拉伸器泵组压紧铁心优点是用油泵压力控制压紧力，均匀多次逐步拉伸压紧铁心，保证每个穿心螺杆预紧力均匀一致，防止铁心局部产生波浪度及铁心长期运行产生松动。液压拉伸器泵组共有6个拉伸器，通过高压油管并联在分配器上，分配器与电动油泵连接。铁心上穿心螺杆分成6个等分区，在6个等分区内按顺时针分别将穿心螺杆编号为1#～70#号。液压拉伸器泵组上6个拉伸器均布放置在8个等分区内相同序号穿心螺杆上拉伸压紧铁心,拉伸力从小到大，按间隔等份拉伸螺杆顺序，同步分多次逐步拉伸压紧铁心，防止铁心压紧过程中产生局部波浪度。
铁心分段预压能保证铁心叠片完成后压紧度，检查修正补偿铁心齿部与轭部高度偏差，有效控制铁心叠片完成后压紧轴向高度。铁心叠片共预压6次。用预压垫板、预压套管、预压螺杆、预压螺母及液压拉伸器等工具分段预压铁心。2个预压套管与2种长度规格预压螺杆分别组合联用6次分段预压铁心。
铁心每次分段预压压紧后全面检查压紧质量。用紧量刀片检查铁心齿部紧度，单手用力推入深度<3mm。在圆周每张冲片上测量1点内、外圆及相应槽底高度尺寸及铁心半径R±0.75mm。全面检查槽形，通槽棒能顺利通过槽形。根据检查记录详细分析铁心预压高度与相应设计图纸铁心名义高度的偏差，综合分析在下一段或几段预压铁心高度内，铁心叠片增片或减片进行轴向高度补偿。对于铁心齿部、轭部高度的偏差，综合分析在下一段或几段预压铁心高度内，铁心叠径向补偿片进行径向补偿。
3 结论
空冷器安装 篇5
三峡水利枢纽工程位于湖北省宜昌市境内的长江上, 是集防洪、发电、航运等功能为一体的综合开发工程。三峡电站总装机容量为22500MW, 共装有32台单机额定功率为700MW的水轮发电机组, 其中左岸电站14台, 右岸电站12台, 地下6台, 电源电站装设2台50MW的混流式水轮发电机组。左岸电站14台机组和电源电站2台机组已全部投产发电, 右岸电站我公司供货4台混流式水轮发电机组, 安装在三峡右岸厂房23、24、25和26号机坑, 右岸地下电站供货两台。
哈电公司负责供货的右岸4台水轮发电机组为立轴半伞式密闭自循环全空气冷却三相凸极同步发电机, 单机发电机容量为840MVA, 是世界上发电机容量最大的全空冷水轮发电机, 其中第一台水轮发电机组 (26#机) 于2007年7月完成全部的安装和调试工作, 投入商业运行, 目前为止, 哈电供货的三峡右岸机组已经相继有全部投产发电, 并都已经移交三峡电厂运行管理。其中24#, 23#机组都达到了国家三峡“精品机组”要求, 哈电实现了一台机比一台机好的目标。
本文将重点介绍哈电右岸机组在结构设计和安装方面的一些主要特点与工艺。
2 发电机设计总体结构
水轮发电机为立轴半伞式密闭自循环全空气冷却三相凸极同步发电机, 型号SF700-80/19760。主要由定子、转子、上机架和上导轴承、下机架和推导联合轴承、顶轴、发电机轴、空气冷却器、制动系统、高压油系统、水灭火系统、机坑盖板等部分组成, 埋入基础、油水管路和辅助接线等。
3 各分装配的结构设计与安装特点
3.1 定子
定子装配主要由定子机座、定子铁芯、定子绕组、铜环引线和定子测温装置等部分组成。
定子机座为薄环板、斜立筋结构。机座共分5瓣, 在厂内进行予装, 组装合缝处有组装把合块和定位用的销钉, 以保证分瓣运输到工地后, 再次在工地的组装拼焊工作, 能准确顺利的进行。共8层环板、20个垂直的斜立筋, 通过对接焊使机座成为一个整体。机座共有20个支腿与基础板连结, 基础板用地脚螺栓固定在混凝土基础上。定位筋为双鸽尾型, 共210根, 每根定位筋由7块固定板固定。固定板与机座环板焊接, 定位筋与固定板之间无需焊接。机座通过上部的连接环与上机架连接。定子机座的最大特点是采用了斜立筋结构:立筋周向均布, 但在径向方向有一定的倾斜角度, 使机座的受力得到很好改善, 它能吸收部分因定子铁心受热膨胀产生的力, 有效地防止铁心翘曲变形;同时还可以通过调整斜立筋的角度和尺寸使定子机座和基础连接后的固有频率远低于短路时激振转矩的频率 (即网频和倍频) 。
定子机座的基础板用地脚螺栓直接固定在机坑混凝土基础上, 在保证定子的高同心度方面优于传统的利用销钉滑动的结构。定子机座采用组装块把合、薄环板对接焊结构, 极大减少焊接工作量, 因焊接产生的变形也能得到更好的控制。此外, 定子机座下环板采用大齿压板结构, 在工地根据机座调整情况, 在保证下压指上表面高程和水平的情况下, 配加工下齿压板。定位筋调整好后, 下压板上的拉紧螺杆孔。机座下环板上的定子铁心把紧螺栓孔在机座焊接后再按样板号孔用磁力钻钻攻, 充分保证了定子铁心把紧螺栓孔的位置正确, 给安装带来极大方便的同时, 也使质量更加容易保证。
定子铁芯由进口优质冷轧无取向硅钢片 (0.5mm厚) 在工地叠压、分段压紧而成, 硅钢片的两平面涂有F级绝缘漆。在工地叠压、分段压紧而成, 铁芯径向采用双鸽尾形定位筋 (210个) 固定于定子机座上。定子铁芯有68段通风沟, 段间通风沟高6mm, 通风槽片由无磁性工字钢点焊在冲片上构成, 是空冷机组运转时冷风的通路, 冷风由通风沟通过带走了定子铁芯和线棒的热量, 达到冷却的效果。定子铁芯用带碟形弹簧的压紧螺杆 (共420根外套绝缘管) 穿心压紧结构, 碟形弹簧能保证机组长期运行后, 仍保持一定的压力。通过测量压紧螺栓的伸长值来考核压紧力是否达到设计要求。因压紧螺杆从定子铁芯的轭部穿过, 能更好地把压紧力作用到硅钢片上, 定子铁芯片间压力较大, 无需再进行热压。定子铁芯叠压分6次预压紧和一次最终压紧。压紧采用气泵带动液压拉伸器拉伸螺杆, 每个气泵带8个拉伸器。每次压紧时调整液压拉伸器压力, 使定子铁芯整圆压力相同并保证把紧螺母拧入不超过两圈。定子铁芯紧量以最终压紧后拉紧螺杆伸长值为衡量标准, 抽查10%拉紧螺杆的伸长值, 其他螺杆以拉伸时气泵压力为准。铁芯叠片过程中根据每次预压紧后测量的铁芯高度、波浪度等尺寸, 采用普通硅钢片和绝缘板两种材料剪制的定子铁芯叠装补偿片来减小因硅钢片厚度不均而造成的定子铁芯波浪度和内外高度差。为保证定子铁芯的整体性, 最后一段定子铁芯不允许叠入补偿片, 补偿片必须在最后一段冲片叠入前全部叠完。上下齿压板为分块式, 下齿压板在工地按尺寸配刨合格后与机座下环板焊接。
定子绕组为3相双层8支路并联, “Y”形连接, 条形波绕组。绝缘等级为F级。定子线棒由80股双涤纶玻璃丝包烧结铜扁线组成, 采用328.5°不完全换位, 以减小股线在槽部漏磁场中不同位置产生循环电流而引起的附加损耗和股线电势差及温差。为更好地减小线棒与铁芯槽的间隙、降低槽电位, 线棒采用在工地嵌装前要包绕半导体无纺布和硅橡胶的结构。在硅橡胶还未固化的时间内, 将线棒嵌入线槽内。当硅橡胶固化后, 线棒就会紧密地与线槽成为一体。线棒与线棒之间连接采用银铜钎焊工艺。直连接处挂绝缘盒并灌注双组份胶, 其它连接处采用手工包扎绝缘结构。在运行中如果线棒在槽内不能牢固地固定, 那么线棒就会在电磁力作用下发生振动, 这将导致绝缘系统快速被破坏, 为此, 线棒槽部固定采用了成对斜槽楔和波纹板压紧结构, 确保线棒在槽内可靠固定。端箍为涤纶玻璃丝套管充环氧固化结构。
3.2 转子
转子装配主要由转子中心体、扇形支臂、主立筋、磁轭、磁极、上下压板、永久螺栓、上下挡风板、制动环等部件组成, 通过组装、焊接、叠片、磁轭热套、磁极挂装等工序现场组装而成。
转子支架为斜支臂结构, 由优质热轧钢板焊接而成。由中心体和16个外环组件组成, 外环组件与中心体在工厂内进行预装, 在工地进行组圆焊接。每个外环组件外端均设有两个主立筋, 主立筋在转子磁轭组装之后、磁轭热套之前在工地焊接。转子支架斜支臂能够吸收因机组运转时热膨胀和离心产生的作用力, 保持轴线和空气间隙的均匀性。转子支架不仅是磁极和磁轭的支撑部件, 同时也是通风元件, 起到离心风机的作用, 外环组件的上下环板和中心体上下法兰之间的空隙作为冷空气的入口, 在运行时斜筋板相当于风机的叶片, 产生一定的风压, 将空气吹向磁轭、磁极和定子, 进而形成风路循环。
磁轭由磁轭冲片叠装压紧而成, 磁轭和转子支架的立筋之间采用径、切向复合键连接结构来固定磁轭。每组复合键由一根主键和一根副键组成, 主键与转子支架立筋间垫入垫片以调整热打键紧量。复合键可以承担磁轭的径向紧量和切向扭矩。由于磁轭冲片厚度存在加工误差, 磁轭叠装时引起的磁轭径向及圆周方向的磁轭长度差异, 可以通过叠加径向补偿片和周向补偿片来消除。磁轭预压紧采用风动搬手分段打紧。通过加热使磁轭温度升高。测量装焊在的测量柱与磁轭的间隙来监测磁轭的胀量, 胀量达到要求后, 在磁轭与立筋键槽间打入磁轭副键。
磁极装配由磁极冲片、磁极线圈、阻尼条和阻尼环及其他零件组成。磁极线圈的固定采用两种方式:一是在鸽尾侧与铁心之间设有注胶玻璃丝绳, 将磁极线圈适形固定;二是在鸽尾侧角部设有角部绝缘托板、碟形弹簧和支撑板, 从而使线圈始终保持一定的压力。磁极键采用台阶式短钢片螺栓把合链式结构, 安装、拆卸方便。磁极键需打紧并用螺钉顶紧。
根据定子直径、转子直径、磁轭厚度计算磁极与磁轭间垫片厚度的方法, 来最终确定转子的直径与圆度。垫片是用螺栓拧在磁极背部后焊接固定。
3.3 推力及上下导轴承
推力轴承布置在下机架中心体内, 下导轴承与推力轴承装设在同一油槽, 油槽内设有两层盖板, 一个是推力轴承瓦附近的中间盖板, 另一个是下导轴承瓦上方的内轴承盖, 油槽被分为三部分, 一部分是推力轴承瓦以下的冷油区域, 第二部分是下导轴承瓦附近的热油区域, 第三部分是下导轴承瓦上部的溢油区域。冷油区域和溢油区域间用管路连接, 这样可以保证由于温升和转动等原因导致溢出的油流回到冷油区域, 并起到平衡各区域油压的作用。以推力头的侧表面为滑转子面, 组成推导联合轴承。推力轴承安装时高程以发电机轴为基准, 中心以内挡油管外圆为基准。推力头上、下面分别与转子下法兰面和镜板用螺栓连接。推力轴承瓦为弹性销支撑双层瓦, 共24块, 上层为薄瓦, 巴氏合金型, 下层为厚瓦, 瓦间由若干个不同直径的弹性销支撑。支撑系统包括托盘、压缩柱及锥形支座等部件。托盘位于厚瓦与压缩柱之间, 可以起到减小轴瓦变形和避免轴瓦中部应力集中的作用。压缩柱外径为φ110mm, 顶面是球面, 中间通过一段M120的螺纹与锥形支座相连, 这段M120的螺纹既要承受整个推力负荷, 同时也用来调节压缩柱的高度。压缩柱中心加工有φ7.5的通孔, 里面装有测量杆。因为各轴瓦上的不均衡载荷会造成各压缩柱间的压力差, 这个压力差直接反应为各压缩柱中测量杆的不同位移量, 所以在安装时可以通过电子位移表测量该位移量, 并据此对压缩柱进行高度调节, 从而使各瓦载荷达到均衡。推力轴承设有高压油顶起系统。每块瓦都有单独的阀门调节流量, 以保证油膜厚度一致。
下导轴承瓦共16块, 巴氏合金型, 下导轴承采用自泵式轴瓦, 机组中心确定后, 用工具楔子板确定导瓦间隙, 即在推力头180℃俩侧架设百分表监视移动情况, 然后将成对工具楔子板楔于瓦背与支撑座间, 根据测量楔子板厚度减去设计导轴承瓦间隙, 计算出楔板应加工的厚度。在下导轴承瓦的背面设有轴向键槽, 在下机架上环板对应位置焊有夹块, 键放置在键槽内, 并夹在夹块之间, 与下机架上环板局部接触, 该结构对导瓦既可以起到周向限位的作用, 又可以保证导瓦活动自如。上导轴承位于上机架中心体内, 结构和材料与下导轴承类似, 为防止产生轴电流, 在上导轴承滑转子处设有集中绝缘结构。
上导油冷却系统为内循环系统, 油冷却器为线圈式, 安装在上导轴承的油槽内。下导轴承与推力轴承公用一个冷却系统, 为外循环系统, 八个冷却器位于下机架中心体外侧, 沿周向均布于下机架支臂之间, 并固定在垂直支臂板上。
3.4 上、下机架
上机架包括一个中心体和20个斜支臂, 用优质热轧钢板焊接而成。斜支臂与中心体在工厂内进行预装, 在工地进行组焊。上机架斜支臂末端为水平布置的薄板结构, 这样既可以保证径向刚度, 又具有足够的轴向柔度, 允许定子机座轴向自由热膨胀。上机架轴向固定在定子机座连接环上, 径向支撑为千斤顶直接顶在机坑径向基础板上, 用顶丝调整。
下机架由一个中心体和12个径向支臂组成, 用优质热轧钢板焊接而成。支臂与中心体在工厂内进行预装, 在工地进行组焊。中心体高4950mm, 最大至对边尺寸为8100mm, 重量为220吨, 是三峡发电机中最大的整体部件。在中心体的外侧壁板上开有12个窗口, 用于方便检修推力轴承瓦。下机架不仅承受机组转动部分重量和水推力等轴向负荷, 同时还承受下导轴承的径向负荷。
下机架组焊合格后吊入机坑预装, 调整下机架中心、高程和水平, 浇灌基础螺杆, 在推力轴承装配和高压油系统装配后, 正式吊入机坑, 下机架支臂末端与基础通过销钉和螺栓连接。
3.5 轴系结构
机组轴系从下至上依次分别由转轮、水轮机大轴、发电机主轴、推力头、转子、上端轴、集电环等部件组成。即机组转动部分各部件。
顶轴用螺栓与转子中心体上法兰连接, 发电机轴上部用螺栓、剪切销套与转子中心体下法兰连接, 下部采用同样结构与水轮机轴连接。现场将发电机轴分别与转子中心体下法兰、水轮机轴在制造厂加工后做好的各法兰面的高、低点标记安装。
轴系安装调整最大特点在于水/发大轴的工地现场同镗、转子中心体与发电机主轴的工地现场同镗。对保证整个机组无论是安装盘车还是实际运行中轴系的摆度控制起到了关键作用。
4 机组总装及盘车程序
5 结束语
三峡右岸26#、25#、24#、23#水轮发电机组实现了一台机比一台机好的目标。其中凝聚了哈电广大科研者辛勤的汗水与智慧的结晶。尤其是在机组设计与安装工艺的实践结合中, 在很多方面, 总结创新出了属于自己的新技术。如:全空冷技术的应用
三峡右岸26#、25#、24#、23#水轮发电机组的成功投运, 标志着由哈电自主研发、具有知识产权、单机容量世界最大的巨型全空冷水轮发电机的获得了巨大成功。同时, 奠定了哈电在国内在巨型水轮发电机组的设计与制造中的龙头地位, 开创了民族的品牌。