吴胜华
( 大唐石泉水力发电厂 陕西 石泉 725200)
摘 要：本文针对悬吊式水轮发电机组A级检修常规的设备吊装工艺流程进行优化，提出并总结了在不吊定子的情况下完成机组全部A级检修项目的新方法。
关键字：悬吊式水轮发电机组；定子；下机架；内径；外径；起吊
正文：
一、引言
金淌2号机组，由于主轴密封漏水量很大，机组振动严重超标，甲方确定进行A级检修，并进行针对性的改造，这就需要将机组大件全部拆除。常规的设备吊装工艺流程是将上机架、下机架、转子、定子、下盖板、水轮机轴、转轮、顶盖、底环悉数拆除。
二、金淌2号机组的结构型式简介
金淌水电站二号发电机为悬吊式密闭循环空气冷却的同步水轮发电机。发电机由以下主要部分组成：定子、转子、上机架、下机架、上导轴承、推力轴承、下导轴承、制动装置、通风冷却系统、灭火装置、集电环、齿盘测速装置等。
三、新方法探讨与实施
机组大修中，定子、转子的拆除、吊运及回装，从人力、物力、时间等各个层面都花费较大，而且人身和设备安全风险很大。为此项目部积极探讨：是否可以不吊出定子来完成此次检修任务？我们仔细分析检修作业任务书，查阅机组图纸，现场勘查，制定降低安全风险、成本、工期、检修难度的可行性方案。
检修作业任务书中明确要求，本次A修中定子检修的项目有：1、定子线圈、引线检查、清扫及处理；2、定子端部接头、垫块及绑线检查、处理；3、定子铁芯、槽楔、通风槽清扫、检查及松动处理；4、发电机气隙挡风板清扫检查及处理；5、定子机座焊缝、定位键、基础螺栓检查及处理；6、齿压板检查、处理；7、上下挡风板、支架及螺栓检查及处理；8、中心高程测量；9、定子圆度测量；10、电气预防性试验。11、定子清扫喷漆。经分析这些项目在定子不吊出机坑的情况下，均可以完成。
要完成甲方提出的机组A修项目，常规大件吊出流程为：拆除上导轴承→拔推力头→吊出上机架→吊出转子→吊出定子→吊出下机架→吊出下盖板→吊出水机轴及转轮→吊出顶盖及导叶→吊出底环。
查阅图纸得知，定子内径为1910mm，与定子下部相连的下挡风圈内径为1680mm，下机架外径2500mm，下盖板外径1870mm，顶盖外径1700mm。从上述数据得知，下机架外径大于定子和下挡风圈内径，是常规检修需吊出定子的关键因素。金淌2号机组主要尺寸如下图所示：
通过对下机架和下挡风圈结构进一步分析可知，呈十字形的下机架支腿是螺栓组合式机架，四个支腿可以分解，支腿分解后下机架外径为1800mm，小于定子内径，可以经过定子吊出。下挡风圈内径小于分解后的下机架外径，但下挡风圈可以分解拆除，不影响下机架的吊出。所以在不吊定子的情况下，先分解拆除下挡风圈和下机架活动支腿，是完全可以经过定子吊出下机架、水轮机轴、转轮、顶盖、底环等等部件的。
金淌二号机下机架是非负荷机架，且下导轴承是抗重螺栓式分块瓦结构，可调节余量较大，下机架调整难度也远小于定子。
定子起吊重量是12T，而下机架起吊重量是2.1T，起吊的安全风险也远小于定子。
综上所述，从检修项目看，定子的拆除不是必须，完全可以采用分解下机架的方式实现转动部件及水机大件的吊出检修目标；从结构看，拆除定子只是为了满足拆除下机架的要求，这个可以通过分解下机架本身来达成目标；且下机架的安全风险、成本、工期、检修难度远小于定子。
经研究和实地勘测，可以确定新方法是可行的，即分解下机架而不吊定子可以完成本次A修工作。具体流程为：拆除上导轴承→拔推力头→吊出上机架→吊出转子→分解吊出下挡风圈→分解下机架活动支腿→吊出下机架→吊出下盖板→吊出水机轴及转轮→吊出顶盖及导叶→吊出底环。
对于常规部件吊装在此不作阐述。只对下机架吊出的流程作以说明：
1、安装下机架起吊器具，并使钢丝绳吃劲，监视桥机荷重仪起吊重量不超过2.1T。
2、打松而不拆除4个活动支腿的地脚螺栓。
3、对称拆除下机架4个活动支腿的连接螺栓，使活动支腿与下机架本体完全脱开。
4、拆除4个活动支腿地脚螺栓，并将活动支腿移至基坑外围稳妥放置。
5、吊出下机架。
6、吊出4个活动支腿。
四、新方法的实际应用
以2019年10月初开工的金淌水电站2号机组为例，定子的拆除、回装、调整，至少需要4名检修工3天。而下机架活动支腿和挡风圈分解回装仅需4人3个工时就能顺利完成。新方法的实施，有效缩短了3天的检修工期，理论上可使机组提前3天并网发电。随后在2019年11月初开工的泥坪水电站1号机组检修中也成功应用了该方法。
五、新旧方法对比
新旧方法对比分析，新方法有以下优点：
1、缩短了3天左右的检修工期。检修时间的相对充裕，也可有效保证检修安全、提高检修质量。
2、降低了检修成本，减少了人力、物资浪费。可节约人力及物资成本约1万余元。
3、降低了安全风险。定子起吊回装对天车性能、吊具的可靠性、天车司机及起重指挥的技能水平都是一次较大的考验，不吊定子可有效降低作业安全风险。
4、减小了检修难度。定子经多年运行，受磁拉力、径向振动的影响，存在一定程度的变形和内应力，在机座销钉及地脚螺栓拆除后，应力释放定子圆度会发生一定程度的变化；金淌电站定子未设计专用起吊工具，在起吊中定子也存在一定程度的变形。且金淌电站定子是整体式定子，圆度发生变化后，现场无法调整，新方法可避免因设备拆装而产生的变形，减低了检修难度。
综上所述，不吊定子进行A修，大大简化了大修流程，降低了定子起吊带来的安全风险，降低了检修成本，降低了检修难度，缩短了检修工期，能够产生较好的经济效益。在同类型的机组A修中有较高的实用性和推广性。
六、新方法的经济效益和社会效益
金淌水电站2号机组额定容量3665KW，按实际上网电价0.325元/KWH计算，满负荷72小时可产生约8.6万元的经济效益。在2019年11月初开工的泥坪水电站1号机组检修中也采用该方法，其额定容量7000KW，按实际上网电价0.325元/KWH计算，提前72小时发电可产生经济效益约16.4万元。
同时，该方法在上述两个项目中的实施，可为社会贡献清洁电量约7.7*105KW，节约水资源约1.9*106立方米。
参考文献：
【1】水轮发电机组安装技术规范，GB/T 8564-2003。
【2】发电企业设备检修导则，DL/T 838-2003。
【3】金淌水电站机械检修规程。
【4】金淌水电站二号机组A级检修任务书。
【5】金淌水电站二号水轮发电机图纸。
【6】金淌水电站二号水轮机图纸。