汽轮发电机组安装研究

马小震，段永坤

（中国能源建设集团山西省电力建设四公司，山西 太原 030012）

汽轮发电机组安装研究

马小震，段永坤

（中国能源建设集团山西省电力建设四公司，山西 太原 030012）

汽轮发电机安装质量是确保机组正常运行的重要前提，阐述了汽轮发电机的结构特点，安装工序，并对汽轮发电机的安装进行了全面系统地总结，提出了安装中需要注意的事项，一个“清洁度”，二个“面”，三个“基准”，四个“间隙”，并逐步进行了细致分析，为施工人员提供参考。

汽轮机；发电机；安装；工序

0 引言

汽轮机、发电机担负着火力发电厂中蒸汽的热能到机械能和机械能到电能的转换工作，如何高质量地完成好汽轮发电机组的安装，是火电厂设备能否高效运转的先决条件。

1 汽轮发电机组本体结构

汽轮机本体通常由转动和静止两大部分构成。转动部分包括动叶栅、叶轮、主轴、联轴器及紧固件，静止部分包括汽缸、喷嘴室、隔板套（或静叶持环）、汽封、轴承、轴承座、滑销系统及有关紧固件。通流部分一般由高压缸、中压缸、低压缸三部分组成，高压缸内有进汽调节的冲动级和反动式压力级，中压缸内有反动式压力级，低压缸一般为两段分流式，每一段由反动式压力级组成。高压蒸汽经过主汽阀、调节汽阀，然后由高压上缸和下缸的进汽短管连接到高压缸的喷嘴室，蒸汽在高压缸内做完功，通过高压外下缸的冷段排汽口回到锅炉再热器，从再热器通过两个再热主汽阀、再热调节汽阀从中压缸下部进入中压缸的进汽室，蒸汽流经中压叶片后，通过连通管到低压缸，再由低压叶片的通道分别流向两端的排汽口[1]。

发电机是与汽轮机相配套的。发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。其中，定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成；转子由转子铁芯绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子、转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。为了得到较高的效率，汽轮机通常为3 000 r/min。高速发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低鼓风摩擦损失，转子直径一般做得比较小，长度比较大，即采用细长的转子；由于材料强度的关系，转子直径受到严格限制，一般不能超过1.2m；另外，转子本体的长度还受到临界速度的限制，当转子的本体长度达到直径的6倍以上时，转子的第二临界速度将接近于发电机的运转速度，运行中可能发生较大的振动，所以，大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格限制。目前，10万kW左右空冷发电机的转子尺寸已经达到上述的极限尺寸，如果需要再增大发电机的容量，只有靠增加发电机的电磁负荷来实现，为此必须加强发电机的冷却，所以，15万kW以上的汽轮发电机都采用了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。

2 汽轮发电机本体安装

汽轮发电机本体安装是汽机专业安装的主要工作，也是整个电厂机务专业的施工主线，必须认真落实各项工作细节，确保所有参数调整符合设计要求。

2.1 汽轮机安装工序

2.1.1 施工准备

设备在安装前应仔细查看相关资料，熟悉并在整个施工过程中认真执行“施工验收规范”的有关各项规定，详细了解机组结构特点，掌握正确的安装程序，并准备好安装所需的资料，做好施工技术交底。

2.1.2 基础划线复查

依据土建交付使用单位验收合格的有关基础资料和汽轮机、发电机平面布置等有关图纸，对基础的标高、各部分几何尺寸、地脚螺栓孔、预埋铁板及混凝土浇灌质量等进行严格、细致地检查，并对基础进行沉陷观测。用水准仪在主厂房两根柱子处测量并标注基准标高点，引至汽轮机基础四周明显位置作为观测点。检查基础、风道、地脚螺栓孔内的模板及杂物，并清除干净；地脚螺栓孔应垂直，并符合发电机纵横中心线偏差要求。

2.1.3 垫铁布置

混凝土强度达到设计要求的70%以上方可进行机组安装，按照制造厂垫铁布置图的要求安放垫铁。首先用标准平垫铁涂红丹粉对垫铁安装位置进行研磨，检查接触面积应不小于整个垫铁面积的50%，用手按垫铁时应无翘动，不允许用抹薄层砂浆的方法来修补垫铁下的混凝土承力面。垫铁安装完毕后，汽机基座二次浇灌前应在各叠垫铁侧面点焊[2]。

2.1.4 台板和轴承座及下汽缸就位

对于最后组装时使用涂料的汽缸水平结合面，在未加涂料时检查汽缸结合情况应符合相关要求。调整轴承座和汽缸的相对位置，装好猫爪横销。汽缸在吊装、调整过程中应注意防止变形[2]。

2.1.5 滑销系统的安装

清理滑销和滑销槽，用内径千分尺和外径千分尺沿滑动方向取三点分别测量并配准滑销间隙。滑销在销槽内应滑动自如无卡涩，各滑动配合面应无损伤和毛刺，必要时应进行修刮。

2.1.6 轴承安装

轴承分为上、下两半，检查轴承各水平结合面应接触良好。用0.05mm塞尺检查应塞不进。首先安装前后轴承的下半，检查轴瓦下部与瓦座或瓦套必须接触紧密；转子定位后测量并调整轴瓦的瓦口间隙、顶部间隙符合设计要求。

2.1.7 安装转子

起吊转子，检查转子的轴颈和轴承应光洁，用框式水平仪校正转子水平后将转子吊至安装位置，在转子即将落到轴瓦上时应在轴瓦上抹好盘车用的重型齿轮油。盘动转子测量转子中心偏差值，根据制造厂设计要求进行调整。

2.1.8 通流部分间隙的检查和调整

通流部分间隙应按制造厂出厂记录的项目进行测量调整。在各种间隙中以喷嘴和动叶之间的轴向间隙对机组的安全和经济运行影响较大，需要仔细测量和调整。

2.1.9 汽轮机扣缸

扣缸前应进行全面细致地检查，保证扣缸后没有任何部件存在缺陷，没有任何杂物遗留在汽缸内。首先，要进行试扣缸，按顺序安装内缸、隔板、汽封、转子等部件，盘动转子检查一切情况正常后方可正式扣缸。其次，吊起上汽缸后应根据下汽缸情况进行纵、横向水平的调整，误差在0.15 mm/m，再次检查汽缸内部，确认无异常后将上汽缸缓缓落下，拧紧中分面螺栓和汽缸法兰螺栓。

2.1.10 轴承箱扣盖和盘车装置安装

轴承箱扣盖前应用压铅法检查并调整轴承箱盖与轴瓦的紧力符合设计要求。盘车装置安装前应对各零部件作仔细清洗，并测量盘车齿侧间隙、齿顶间隙符合设计要求，检查盘车运动部分应动作灵活，组装完毕后用手盘车应能轻便转动。

2.2 发电机施工简述

2.2.1 台板就位及找平找正

台板调节螺钉按照图纸位置装好，将台板吊到各安装位置，制作一个长度合适的临时套管，将地脚螺栓的螺母带上并紧固。在基础纵、横向中心线上拉钢丝。按照图纸要求将台板位置初步找正，使台板螺栓孔中心线与基础横、纵向中心线的偏差小于1.0mm。调整台板上调节螺钉使台板上表面标高达到图纸要求，一般台板标高对图纸的偏差允许值为±1mm，并应控制使其偏差值的方向一致（或都为“+”值，或都为“-”值）。用光学合像水平仪对台板进行找平，每块台板水平度不大于0.02 mm/m，且相邻台板的水平度偏差不大于0.02 mm/m。紧固地脚螺栓，紧固后，螺栓应处于垂直状态，螺母上应露出2～3扣[3]。

2.2.2 发电机定子初找正

发电机定子吊装是一项关键工序，目前一般采用“行车抬吊法”或者“液压提升法”进行吊装，具体方法根据施工现场的实际情况制定。发电机定子吊至台板后，用直径0.5 mm的琴钢丝穿过固定在汽轮发电机组平台上的中心标志，借助液压千斤顶将发电机定子铁芯找正，要求测量的上下左右径向偏差值和定子的轴向尺寸偏差均不大于0.5 mm，调整好后检查发电机台板下部的垫铁安装稳固。

2.2.3 发电机转子穿装

发电机转子穿装主要有“假轴穿装法”和“滑板穿装法”，现场根据制造厂设计要求及提供的专用工具制定合适的施工方案。

2.2.4 空气间隙和磁力中心测量及调整

用制造厂提供的气隙测量工具分别从汽端，励端的上、下、左、右4个位置分别测量定子铁芯到转子铁芯的距离，要求从汽端、励两端上、下、左、右4个位置测量的数值应满足制造厂要求。如果偏差大，则要通过改变轴瓦镶块垫片的厚度来调节，但增减垫片后，镶块外球面与端盖轴承腔内球面应重新进行研磨，使之接触紧密并达到调整的要求。为了使发电机在满负荷运行时，消除转子轴向热膨胀的影响，使满负荷时定子、转子磁力中心重合，安装时应将发电机定子及碳刷架和稳定轴承相对转子向励端方向预移一段距离，施工中一般通过用钢板尺测量定子边段铁芯齿与转子护环外端面的距离来间接反映转子绕组中心与定子铁芯中心的重合情况（注意两端在选择边段铁芯齿的阶梯数时要保持一致），允许转子与定子的磁力中心偏差-1.0～0mm。磁力中心确定后，将测量数值外引至汽、励两端轴瓦处，以方便后续工作中磁力中心的复查。

2.2.5 汽发联轴器找中心

沿转子旋转方向盘动发电机和汽轮机低压转子，在0°、90°、180°、270°分别测量联轴器端面偏差和圆周偏差；联轴器找中心要求按照汽轮机厂提供的轴系调整要求进行。联轴器中心调整完毕后紧固所有地脚螺栓的螺母。

2.2.6 风扇装配

检查风扇的扇叶，确保所有扇叶无毛边及裂纹。扇叶一般按汽端、励端及扇叶上的编码进行分类，每一片扇叶和风扇环的连接螺栓上都标有号码，安装时应一一对应。风扇扇叶装配的起始位置（汽端、励端相同）确定后，其余扇叶应沿着发电机运行时转子旋转方向按照编码顺序进行安装，扇叶装入有困难时，可用塑料或木质榔头轻轻将其敲入。安装好上半部分风叶后，将发电机转子盘动180°，再安装下半部分风叶。扇叶安装完毕后应检查各片扇叶根部之间的间隙均匀且符合制造厂设计要求，并逐片检查扇叶与导风圈的间隙满足设计要求（一般为2.0～3.0 mm）。

2.2.7 发电机端盖封闭

检查发电机定子内所有部件应安装完毕并固定可靠，清理上半端盖安装表面及密封槽无毛刺及油污。在上半端盖的密封槽两侧连续、均匀、薄薄涂一层密封胶，将上半端盖吊至下半端盖上，穿入所有连接螺栓但不能把紧。用吊车将发电机转子吊起0.5mm，使转子与下半端盖脱开。用手拉葫芦将上半端盖错口部位（汽端为安装密封座位置，励端为安装过渡环位置）适当拉出，使上半端盖与下半端盖无错口，装入上半端盖和下半端盖的结合面定位销，紧固上半端盖、下半端盖结合面连接螺栓，紧固上半端盖与机座的把合螺栓，落下转子。复查上半端盖、下半端盖无错口。

2.2.8 碳刷架安装

碳刷架、底架、引线在制造厂内已组装好，现场安装时整体吊装就位。碳刷架就位前应先清理集电环表面，除去表面的防锈油脂，并用一保护板缠绕在集电环上以免损伤集电环。碳刷架轴向与径向位置的调整应通过底架的整体调整来实现，轴向位置的确定应考虑转子轴向膨胀量的影响。用500 V摇表测量碳刷架对地绝缘电阻不得小于20 kΩ。安装挡风环并调整挡风环与集电环风扇之间的间隙符合要求，然后安装风扇罩。

3 结束语

汽轮发电机组本体安装是一项非常精细的工作，必须从前期准备、施工程序、施工工艺等各个方面精益求精，从保证机组的运行安全性、可靠性、经济性三个方面多做工作。笔者认为安装中应该重点抓住以下几个方面的工作：一个“清洁度”，二个“面”，三个“基准”，四个“间隙”。一个“清洁度”就是保证氢油水系统的清洁度，汽缸、阀门、导汽管、定子内部的清洁度。二个“面”：一个指“滑动面”，具体指汽缸与台板之间的滑动面，轴承箱与台板之间的滑动面，内部部套与汽缸之间的支撑面；轴承与轴承座之间的结合面，推力瓦块与瓦套及推力盘之间的接触面等，保证机组在动态、热态下滑动自如；另一个是“结合面”，具体指汽缸及缸内部套的中分面，轴承及轴承箱中分面，密封瓦及瓦套中分面，发电机端盖，端罩结合面，油系统法兰及主油泵中分面等，保证机组不漏汽、水、油、风。三个“基准”：一个是基础，一个是轴系中心基准，另一个是轴系扬度基准。必须落实清楚，轴系的标高和轴颈的扬度是什么关系，如何通过轴系的标高确定轴颈的扬度，轴系找中的基准、转子轴颈扬度如何确定，轴承的标高为0与轴颈扬度为0的区别。四个“间隙”包括膨胀间隙、通流间隙、油隙、滑销间隙。在此基础上，还要认真做好汽轮机本体、发电机本体和主要辅助系统的安装，端正态度，注重细节。认真总结经验教训，精益求精，方能确保机组运行良好。

［1］ 赵常兴.汽轮机技术手册［M］.北京：中国电力出版社，2007：24-86.

［2］ 丁则诚，黄梦玲.电力建设施工及验收技术规范汽轮机机组篇［M］.北京：中国电力出版社，2009:156-168.

［3］ 鲁焕浩，俞杏梅，王伟民，等.电力建设施工质量验收及评价规程第3部分：汽轮发电机组［M］.北京：中国电力出版社，2009:48-118.

Installation of Turbine Generator

MA Xiao-zhen，DUAN Yong-kun
（Shanxi No.4 Electric Power Construction Com pany，Taiyuan，Shanxi 030012，China）

The installation quality is important prerequisite to ensure the normal operation of steam turbine generator.The structure characteristics and the installation procedure of turbine generator are illustrated.Besides，the installation is summarized systematically and thematters neediy attention in installation are put forward,which provides reference for the constructer.

steam turbine；generator；installation；working procedure

TK266

A

1671-0320（2012）04-0066-04

2012-03-19，

2012-06-12

马小震（1976-），男，陕西绥德人，1996年毕业于西安航空工程学校工业电气自动化专业，汽机安装分公司经理，工程师，技师，从事火电厂汽轮机及附属机械设备安装、检修施工及技术管理；

段永坤（1982-），男，河北邯郸人，2007年毕业于华北电力大学热能与动力工程专业，助理工程师，从事火电厂汽轮机安装技术管理。