QFa3302安装说明书使用维护说明书.docx
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QFa3302安装说明书使用维护说明书
QFa-350-2静止励磁
空冷汽轮发电机
安装说明书
0JS·461·423
山东济南发电设备厂有限公司
二O一二年七月
山东济南发电设备厂有限公司
QFa-350-2空冷汽轮发电机
安装说明书
编号
0JS.461.423
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第0页
1.概述
2.安装地点和使用条件
3.结构介绍
3.1定子部分
3.2转子部分
3.3冷却系统
3.4滑环装置
3.5轴承
3.6测量装置
3.7补充空气过滤器
3.8空气冷却器
3.9联轴器
3.10导向装置
4.安装
4.1部件分装说明
4.2底板安装
4.3定子安装
4.4转子安装
4.5外端盖安装
4.6轴承安装
4.7空气冷却器安装
4.8其它安装说明
5.轴承油箱
6.电刷装置结构及安装说明
7.转子阻容接地结构和安装说明
编制
万金平
2012.07
校核
王本礼
2012.07
标准
刘红蕾
2012.07
审定
薛守栋
2012.07
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
批准
薛守栋
2012.07
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本安装说明书根据GB/T9969《工业产品使用说明书总则》编制而成。
1.概述
本系列汽轮发电机为300MW等级的三相交流两极同步发电机，额定转速及频率为：
3000r/min50Hz。
额定电压为22KV，励磁方式为静止可控硅励磁，冷却方式为：
密闭循环式空气冷却（简称空冷式），转子绕组为空内冷，其余为空外冷。
本系列发电机可以冷凝式、背压式、抽汽式等汽轮机为动力，适用于火力发电厂、集中供热电厂、燃气蒸汽联合循环发电、坑口电站、余热发电等电站。
该系列发电机具有结构简单、辅助设备少、安装维护方便、运行安全可靠、运行费用低、投资回报快等特点，有利于电厂的安装、使用和维护，每台电机的安装尺寸详见我厂提供的安装图，各部分结构详细介绍见后，发电机的技术性能符合GB/T7064-2008“隐极同步发电机技术要求”及IEC标准要求，每台发电机成套供应范围详见我厂提供的“供应清单”。
2.安装地点及使用条件：
-海拔高度不超过1000米；
-冷却气体温度不超过+40℃；
-应安装在环境温度不低于+5℃的厂房内；
-空气冷却器的进水温度不得超过+33℃；
图3-1发电机结构概图
1端盖2补充空气过滤器（可在空冷器下面）3机壳4基础5转子
6地脚螺栓7空气冷却器8定子9轴承10滑环装置11过滤器
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3结构介绍
该系列发电机为空冷、自通风的两极隐极式转子电机，具有含空气-水热交换器（空冷器）封闭冷却回路，空冷器位于发电机下部基础里，发电机由机壳、定子、转子、空气冷却器、滑环装置、轴承和过滤器等组成，总体结构见图3-1。
3.1定子部分
定子部分由机壳、定子铁芯、定子绕组及其绝缘构成，各部分结构分述如下：
图3-2机壳
1端盖2上半机壳3下半机壳4地脚螺栓
图3-3弹性安装
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1定子环2弹性板簧装置
3.1.1机壳
机壳采用薄钢板焊接、多壁、多风室结构，由上半机壳
（2）（图3-2）和下半机壳（3）（图3-2）两部分组成，其中下半机壳通过地脚螺栓刚性安装在基础上，外压装定子以弹性悬挂的方式焊接在下半机壳的边壁上，然后再装配上半机壳并用螺栓固定。
位于汽端和励端的两个端盖
（1）（图3-2）将机壳封闭起来。
机壳除承载电机的重量和电磁转矩并将其传递到基础上外，还引导冷风流动，端盖也具有引导冷风流动的作用；外端盖将发电机风路与外界隔断，内端盖将风扇前（吸）后（压）的风腔隔断。
图3-4定子
1引出线（上出线反向）2外支撑环3拉紧螺栓4定子绕组5内支撑环6压圈
3.1.2铁芯由两面涂绝缘漆的低耗冷轧硅钢片叠装而成，按不同的风区沿轴向分成不同的铁芯段，铁芯段由径向通风道分隔，这样使得整个铁芯的温升分布均匀。
铁芯在机壳外压装，通过其背部定位筋和端部压圈拉紧固定。
机械压力施加在位于汽端和励端、通过焊接的定位筋连接在一起的压圈（6）（图3-4）上，而后经由位于压板下的压指恒定、均匀地传递到定子铁芯上。
压圈由非磁性调质铸铝合金制成，具有良好的机械性能和较小的弹性，压圈在铁芯端部和端部漏磁场之间形成了良好的屏蔽，使端部损耗降低。
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铁芯嵌线和绝缘处理后通过几个带耳朵[弹性板簧装置
（2）（图3-3）]的环[定子环
（1）（图3-3）]与机壳用钢管焊接，整个铁芯在机壳中呈悬垂状，焊接处的铁芯切向振动接近零，径向振动通过机壳板削弱后传至基础，使基础承载能力增强。
同时，这种“弹性安装方式”也有助于避免双频振动传递到基础上，且有助于减缓定子铁芯的热膨胀。
定子与机壳的这种分离式结构阻止了铁芯振动的传导，从而达到了最佳的消除噪音效果。
3.1.3定子绕组（4）（图3-4）为一个三相、双层绕组，每个线圈由两个半线圈（即线棒）组成，定子线棒由双层玻璃丝绝缘包的四排扁铜股线构成。
为减少附加损耗，采用较薄规格的扁铜线；线棒直线部分经540°编织换位（即罗贝尔换位），两端端部经±180°换位，这样，可以使得绕组匝内环流减少至最小。
上层和下层线棒的端部通过并头套用银焊料焊接在一起，线棒主绝缘采用F级少胶云母带连续包扎，并采用高技术防晕结构。
对每只线棒均进行了真空压力浸渍，浸渍后，整个线棒形成为一牢固整体，提高了线棒介电性能和耐磨性能，也进一步提高了产品可靠性和耐用性。
特别适合于热电、调峰等负载经常变化的电站。
定子线圈端部采用特殊渐开线结构，端部较短，每只线棒用弹性涤玻绳紧紧地绑扎在支架上（支架是用螺栓固定在铁芯压圈上）[中间隔一拉紧螺栓（3）（图3-4）以保证其机械稳定性]，然后用楔子固定在外支撑环
（2）（图3-4）和内支撑环（5）（图3-4）之间。
这种设计使得绕组沿轴向具有一定的伸缩性并在径向具有较高的刚度，再加上较短的绕组端部外伸长度，使得绕组端部的振动大大降低。
发电机引出线
（1）（图3-4）在励端从绕组端部经相间的连接环和机壳引出（一般为6个引出线，每台电机的引出线连接尺寸、位置、相序等详见我厂提供的安装图）。
3.2转子部分
转子主要部件由转子大轴、转子绕组和绝缘、阻尼绕组、护环、导风涡轮、风扇、滑环、接地轴等部分组成，分述如下：
3.2.1转子大轴由带联接法兰的高质量合金钢整体锻件加工而成。
采用阶梯形嵌线槽，这样既保证了最小齿根处有足够的机械强度，又可容纳尽可能多的励磁安匝，提高了槽利用率。
在磁极区域内加工有横向槽以平衡转子斧形截面的弯曲刚度。
转子轴的励端有一个轴向中心孔，延伸至转子绕组端部下面，内装两个相互绝缘的半圆铜棒，为转子绕组提供励磁电流。
3.2.2转子绕组为同心式分布绕组，由若干个线圈组成，线圈由含银0.1%的银铜合金导体冷拉成的矩形空心导线制成，比一般铜线具有更好的抗蠕变性能和更高的屈服极限，从而有效防止了运行过程中转子绕组发生有害变形。
转子线圈空心导线上开有进出风口，运行中冷却空气从内孔流过，直接冷却转子绕组。
由于各出风口在槽中呈“V”形分布，使得线圈各处风量均匀，冷却效果好，有效避免形成过热点。
除此之外，在转子上还开设许多通风副槽以进一步提高发电机的冷却效果。
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转子所有绝缘材料均为F级，槽衬和匝间绝缘采用Nomex纸。
由于转子绕组和绝缘采用了特殊结构和工艺处理，转子绕组在槽中间定位，从而使其在温度变化时能够整体地在槽内以转子中心为原点沿轴向伸缩，避免了各匝之间发生相对位移。
3.2.3阻尼绕组
阻尼绕组的作用是为负序电流提供低电阻通路，从而使得这部分能量不再在别处产生危害。
阻尼绕组是由转子槽楔、阻尼指和阻尼环组成。
槽楔采用整长结构，材料为导电性能和机械性能均优的铜镍合金，它与两端护环下的阻尼指、阻尼环一起组成一个完整的阻尼笼。
为减少接触电阻，所有接触面都已经镀银处理。
该阻尼绕组足以承受负序磁场的作用。
在GB/T7064-2008中这个磁场是由连续负序电流I2表示的，其允许值为8%IN，瞬态负序能力（I2/IN）2t值为10S。
3.2.4转子护环
由18Mn18Cr奥氏体不锈钢制成，具有较高的抗应力和抗腐蚀能力，它将绕组端部牢固地固定在原来的位置上，避免由于离心力造成的损伤。
护环以悬挂方式热套在转子本
体上（见图3-5），套入转子本体后旋转半齿距，借助转子和护环上的凸齿实现固定。
由于护环的悬式设计，所以由绕组中热膨胀所产生的力传递不到大轴上，也避免了转子在运行过程中所产生交变应力导致的配合面损伤。
3.2.5轴向风扇
在转子两端装有旋桨式风扇，用以驱动发电机冷却回路内的空气，风叶是由硅铝合金模锻而成，由螺栓固定在热套于轴上的风扇环上。
这种风扇具有压头低、流量大、效率高等特点。
3.2.6导风涡轮
在汽端和励端护环板下各有一导风涡轮，它使进入护环底部的冷却风更加均匀，并加强冷却空气地流动。
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3.3冷却系统
轴流式风扇驱动冷却风一部分直接进入定子和转子之间的空隙，与来自转子绕组端部
的冷却风混合在一起，然后沿径向穿过第一冷却室进入冷却器。
另一部分吹过定子绕组端
部，然后沿轴向通风道进入定子第二冷却室。
在第二冷却室，这部分空气从外部经过铁芯
进入气隙，与转子绕组中排出的热空气混合在一起，经过铁芯中的第三冷却室流回，进入冷却器。
经过冷却器冷却后，冷却空气返回到风扇，形成循环。
图3-6冷却空气导向截面图
冷却空气进入转子表面和护环之间吹进转子，进入转子绕组端部风腔，在槽入风口处冷风进入空心导体。
在导体中，这部分冷风分成两部分。
一部分冷却空气沿转子绕组的空心导体进入转子体的中部，从那儿的出风口排出，与来自定子第二冷却室的冷却空气汇合后，经过第三冷却室进入冷却器。
第二部分冷却空气穿过转子绕组端部的空心导体，沿气隙中的通风槽进入磁极区域，然后穿过定子的第一冷却室进入空冷器。
第三部分空气经护环底进入转子槽底副槽，从转子中部流出，进入气隙，后冷却铁心，进过第三冷却室进入空冷器。
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3.4滑环装置
图3-7滑环装置
1电刷2电刷支架3滑环4冷却风扇5滑环轴
滑环装置由电刷支架
（2）和滑环轴（5）组成，其中电刷支架的电刷
（1）可在运行中单独取下并进行更换。
运行过程中，励磁电流经由电刷和滑环（3）传递至汽轮发电机转子绕组中；冷却风扇（4）为其提供必要的冷却风。
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3.5轴承部分（图3-8、图3-9）
3.5.1在发电机的两端各有一个分离式座式轴承（可防止润滑油进入发电机内部），由上下两
图3-8轴承结构
1轴密封2轴承座（上半部分）3高压顶轴油装置4轴瓦（上半部分）
5轴承座（下半部分）6测温元件7轴瓦（下半部分）8轴承环
9转子起吊装置（见专用工具）
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半轴承座和轴瓦组成（轴承中心用圆柱销找正，装配时用内六角螺栓联接在一起），有利于
抽装转子时对轴承进行拆卸。
轴承安装在轴承座中，顶部用调整板进行调整。
调整板下的
垫片使轴承具有一定的调节余度，上面的调整板配有一圆柱销以防轴承发生翻转。
轴瓦是
钢制的，内衬合金SnSb8Cu4，该轴瓦在高温下运行不会产生铅锡共晶。
轴承与汽轮机共
图3-9轴承结构图
1轴瓦（上半部分）2轴瓦（下半部分）3内六角螺钉4止动阀RC25HD塞子6垫片组7调节板8内六角螺钉9圆柱销10
圆柱销11垫片组12调节板
13圆柱销14圆柱销15内六角螺纹销
用一个给油系统，其润滑油可以从轴承的左侧也可以从轴承的右侧供给。
为减少开机时的轴承摩擦，便于起动，每个轴承都装有高压顶轴油装置。
除此之外，轴承上还预留有安装测轴振探头的位置，供用户选用。
测轴瓦温度用接线盒（汽、励端轴承均有）安装在轴承座上。
发电机轴封采用非接触迷宫式轴密封，将轴承座内外分开，有效防止润滑油和油雾外逸。
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3.5.2轴承绝缘
为防止轴电流通过轴承，发电机汽端和励端均采用了具有绝缘结构的轴承（见图3-10）。
在挡油环和高压顶轴油装置处也设有绝缘。
测量励端轴承绝缘的接线盒安装在该端轴承座上。
3-10带绝缘轴承
1轴瓦2轴承环3轴承座与轴承环之间的绝缘4绝缘垫圈
5顶轴高压油接头6轴承座7调整板
3.5.3接地装置
①在汽端有两个接地电刷，使转子可靠接地（见图3-11）。
图3-11轴承绝缘示意图
1发电机转子2滑环3接地电刷4汽端轴承（绝缘）5励端轴承（绝缘）6轴瓦
7调整板（励端为绝缘材料制成）8轴承环9绝缘垫片10下半轴承座11上半轴承座
②在励端装有RC接地装置，详见7.1条。
3.6测量装置
发电机测量装置主要用于检测温度以保证安全运行。
3.6.1定子温度测量
定子绕组中有12个Pt100电阻测温元件，围绕圆周平均分布，放置在绕组层间，以便
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在运行中检测各处定子线棒温度。
所用Pt100为双支六引线分别绝缘型元件，每只测温元件中有两支单独接线的Pt100，使用时一支运行，一支备用。
定子铁心中有6个Pt100电阻测温元件。
在定子铁心汽端、中间和励端处各有2个，均为双支六引线型，使用时一支运行，一支备用。
3.6.2冷空气温度测量
在发电机冷风道里安装有2只Pt100电阻温度计，用于遥测发电机进风温度；2只带电接点的双金属温度计，现场观测发电机进风温度或接信号。
3.6.3热空气温度测量
在发电机热风道里安装有2只Pt100电阻温度计，用于遥测发电机出风温度；2只带电接点温度计，现场观测发电机出风温度或接信号。
3.6.4轴承温度测量
每个轴承安装有一只测量轴瓦温度的Pt100电阻温度计。
每个轴承出油口处装有带电接点的指针式温度计，以备观察油温和接报警信号等。
以上3.6.1~3.6.3各接线端均配在发电机汽端的接线盒内以供安装时集中接线。
3.6.5为了检测空气冷却器漏水，在冷却器室地面以下设浮子开关以做信号检测，其配线由电厂自行设计决定。
3.7补充空气过滤器
封闭自通风空冷回路不可能做到完全封闭。
在高压区域空气就会泄漏到电机外部；在低压区域空气就会被从电机外部吸入。
为了防止灰尘随空气流动进入发电机冷却系统和电刷装置冷却系统，该系列发电机均装有补充空气过滤器（位于轴流式风扇之前，安装在低压风区合适位置，详见“空气冷却器安装”图样。
）和空气过滤器（安装在电刷支架进风口）。
在发电机运行过程中应经常检查和清洗过滤器内灰尘，以确保透气。
3.8空气冷却器
图3-12冷却器位置1风扇2空气/水冷却器
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冷却器是一个表面热交换器，用来冷却发电机中被加热后排出的空气。
冷却器由许多冷
却管组成，冷却管由铜管及密排套于其上的翅片组成。
冷却介质为水，每台发电机所需热交换容量的冷却器由多只在发电机下部呈水平布置的单体冷却器组成。
冷却器的室内墙壁要求光滑并刷涂料；冷却器具体安装尺寸，技术数据等详见我厂提供的图样，冷却水如对铜、铁有腐蚀性（如海水等）应提出单独订货要求。
3.9联轴器
该联轴器为整体膨胀套筒联轴器，发电机通过联轴器与汽轮机相联接，它不会由于冲击力矩而发生相对滑动，力矩传递理想，易于联接和拆卸，螺母沉头至法兰孔中，无凸出部件，因而无由此产生的附加风耗。
3.10导向装置
发电机两侧中间各有一纵向导向装置，安装时用以调节发电机的前后位置；在发电机两端每侧各有两个横向导向装置，安装时用以调节发电机的左右位置；在每个轴承两侧各有一托架，用以调节轴承中间板的左右位置。
导向装置和托架均焊接在它们下面的基础预埋件上。
调整完后，将纵向导向装置的导向板焊接固定；托架调整螺栓与轴承中间板间、横向导向装置调整螺栓与发电机机壳底板之间均保持一定间隙。
通过旋转调整螺栓可对汽、励端轴承和发电机机壳的位置进行调整。
4安装
发电机安装应按下面的安装说明、我厂所提供的安装图（在随机图内）、设计院提供的电厂设计安装图以及电力部门的安装规程等进行：
发电机安装图中所示的尺寸为冷态时定、转子中心对中心的尺寸。
为使发电机在运行时定、转子中心对中心，现场安装时应加上汽轮机转子和发电机转子的热态膨胀量，即发电机定子向励端偏移一定距离，此距离为汽轮机转子向发电机侧的膨胀量与发电机转子膨胀量的一半之和（发电机转子膨胀量见汽发联接图，约为转子本体长度的1/1000）；电刷支架向励端偏装全膨胀量，即汽轮机转子膨胀量加发电机转子膨胀量。
4.1部件分装说明：
整机共分定子、转子、座式轴承、电刷支架、空气冷却器等，分别包装运到电厂后进行组装，安装前应按我厂提供的“装箱单”、“随机图纸”等技术资料进行查点。
4.2底板安装：
发电机基础底板上带调整螺钉，按照图纸要求调整好高度和水平后，基础底板下面和周围用环氧树脂灌浆料Sikadur742（或Sikadur42或Sikadur42HE）灌注（材料使用说明参见供货厂家说明书），固化后再安装底座支撑。
发电机定子、轴承和电刷支架均安装在带有球面支撑的基础安装板上（见图4-1），调节基础安装板中的支撑螺块可使它们高度准确定位。
调节完成后，将基础安装板中的角钢焊住以实现对支撑螺块的固定。
发电机的地脚螺栓伸入地脚螺栓箱，紧固后将发电机固定。
将发电机底脚板与基础之间空隙（见图4-2）进行密封（密封件由我厂提供，详见我厂提供的“基础密封”图样）。
现场安装完毕后，建议环绕发电机浇注一平台，此浇注不做承载发电机之用（见图4-2）。
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4.3定子安装：
先按我厂提供的“底板安装”、“进出风口密封”图示各件安装好后，将定子就位，以两端导风圈内孔为基准与汽轮机轴线找同心（同轴度），轴向安装尺寸按我厂提供的“安装图”。
图4-1基础安装
A发电机固定B轴承固定C电刷支架固定D轴承座支撑
1地脚螺栓M642地脚螺栓M643地脚螺栓M484球面螺母M64
5球面垫圈6底座支撑7地脚螺栓箱8六角螺母M489垫圈48
1）在电厂安装调节后焊接固定
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图4-2基础浇筑台
1底脚板2密封角钢3浇注台4机房地面5基础
4.4转子安装
4.4.1转子安装准备
4.4.1.1前提条件：
1.抽装转子的环境要求：
（1）抽装转子时保持环境清洁干净；
（2）环境温度波动较大时，应对发电机所在厂房温度进行调节。
2.滑靴中需充入压缩空气。
每一个滑靴的设计均使其能承载转子重量的2/3。
滑靴的标称压力：
13bar
滑靴能承受最大压力：
16bar
如果现场供气压力不足，可使用瓶装压缩空气或氮气予以补充。
每一个供气装置的连接件上均配有一个压力表和一个压缩空气阀，以便在转子移
动过程中根据需要随时停止转子移动。
4.4.1.2需拆卸部件
1.轴密封拆下汽端和励端外端盖上的轴密封；
2.外端盖拆下汽端和励端外端盖（见内外端盖拆卸和装配部分）；
3.内端盖拆下汽端和励端内端盖和导风装置（见内外端盖拆卸和装配部分）；
4.风扇叶拆下汽端和励端所有风扇叶并做好标记（见风扇叶拆卸和装配部分）；
5.卸下供油装置卸下供油装置，排尽供油管路及轴承座中剩余油。
用盲法兰将开口处封住；
6.轴密封拆下汽端和励端轴承处轴密封；
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7.轴承使用一辅助吊车将汽端轴承上半部拆下；将励端轴承全部拆下；
8.电气连接应确保发电机在电气上被完全隔离。
输入引线必须接地并易见。
9.电刷装置将整个电刷装置连同相应底板一起拆卸。
4.4.1.3准备好定子以便安装转子
1.在定子膛两端对气隙测量点进行清洁；
2.用真空吸尘器和清洁抹布对定子绕组和定子铁芯进行清洁；
3.对定子铁芯和定子绕组进行彻底视觉检查，确保定子绕组和铁芯上没有灰尘、异物和金属颗粒；将定子绕组下半部分（定子铁芯之外的部分）用塑料布遮盖起来。
4.4.1.4准备好转子以便安装
1.对转子包装袋进行检查；
2.打开转子包装并予以清洁；
3.对转子绕组绝缘电阻进行测量并记录。
对转子进行视觉检查，看有无运输导致的损伤；
4.对转子重要表面如：
轴承处和滑环处的轴颈、联轴器联接表面等进行检查，看有无划痕、凹痕和高点。
如有，应用细砂布予以清除；
5.对轴承处轴颈
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