粗軋R2上主電機(jī)現(xiàn)場抽芯檢查的實(shí)踐

秦振興，艾矯健，王文忠，張立晨

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北唐山 063000）

0 引言

首鋼京唐鋼鐵公司粗軋主電機(jī)已連續(xù)運(yùn)行10 年，電機(jī)定子及轉(zhuǎn)子線圈未進(jìn)行過深度檢查，為了避免粗軋主電機(jī)在長期運(yùn)行過程中出現(xiàn)阻尼環(huán)開裂、轉(zhuǎn)子極包緊固件松動等異常問題，計(jì)劃利用年修選擇R2 粗軋主電機(jī)進(jìn)行抽芯檢查。通過此次抽芯施工既能根據(jù)檢查結(jié)果來評估其他軋機(jī)主電機(jī)的內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)，也為后續(xù)其他主電機(jī)抽芯檢查積累施工經(jīng)驗(yàn)。目前同行業(yè)多數(shù)鋼廠施工抽芯大都采用定轉(zhuǎn)子整體吊裝的方案，要求必須具備150 t 以上的天車以及寬敞的施工場地才能完成吊裝就位[1]，然而在實(shí)際施工過程中，粗軋R2 上主電機(jī)所在區(qū)域沒有配備150 t 以上的行車，而且受場地空間的限制，傳統(tǒng)的吊裝方案無法實(shí)施。考慮到實(shí)際條件的制約，只能采用液壓提升裝置起吊轉(zhuǎn)子同時(shí)利用千斤頂同步提升定子的施工方案。

1 施工前準(zhǔn)備

由于R2 上主電機(jī)定、轉(zhuǎn)子間的氣隙很小，抽芯過程中極容易發(fā)生定、轉(zhuǎn)子磕碰，造成線圈絕緣層損傷，因此必須制定完善的施工抽芯方案，確保萬無一失。R2 上主電機(jī)所在區(qū)域沒有行車，只有一個(gè)載重量10 t 的電葫蘆，按照電機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)，電機(jī)功率為7500 kW，定子重量約為60 t，轉(zhuǎn)子重量約為80 t，利用載重量270 t 的液壓提升裝置起吊電機(jī)轉(zhuǎn)子，4 臺載重量合計(jì)200 t 的千斤頂同步提升定子[2]。施工前需要根據(jù)現(xiàn)場空間布局進(jìn)行相應(yīng)的準(zhǔn)備，具體內(nèi)容包括拆除R2 上主電機(jī)的廠房隔離板，鋪設(shè)用于液壓小車行走的軌梁，液壓提升裝置主要包括4臺液壓小車、2 根吊裝橫梁、1 套液壓站以及配套的液壓管路等。施工前需要制作用于定子同步提升的U 形墊塊以及轉(zhuǎn)子抽芯停放的支撐件，同時(shí)準(zhǔn)備一根連接電機(jī)輸出軸的假軸。

2 施工過程

粗軋R2 主電機(jī)為上下電機(jī)垂直布置，此次只針對R2 上主電機(jī)抽芯檢查，考慮到液壓提升裝置吊裝轉(zhuǎn)子的起升高度受到限制，需提前拆除電機(jī)與軋線的隔離板。為了保證轉(zhuǎn)子在橫移過程中順利進(jìn)入停放區(qū)域，根據(jù)施工方案，R2 上、下主電機(jī)冷卻器及其進(jìn)出水管，R2 上主電機(jī)兩側(cè)護(hù)罩以及滑環(huán)室護(hù)罩、碳刷支架、負(fù)荷側(cè)上支撐瓦、非負(fù)荷側(cè)推力瓦以及支撐瓦等需全部拆除。抽芯檢查采取轉(zhuǎn)子整體抽走，而定子提升指定高度留在原工位的施工方案（圖1），整個(gè)抽芯檢查施工過程大致分3 個(gè)環(huán)節(jié)，即抽芯、檢查以及穿芯環(huán)節(jié)。

圖1 轉(zhuǎn)子抽芯施工方案

2.1 抽芯環(huán)節(jié)

在拆除R2 上主電機(jī)定子兩側(cè)護(hù)罩后，需測量記錄定轉(zhuǎn)子兩端的原始?xì)庀?、定轉(zhuǎn)子線圈的電阻及絕緣值、定子原始位置、后軸承座定位位置等數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)測量記錄完成后，開始在電機(jī)轉(zhuǎn)子出力端連接假軸，在定子的4 個(gè)邊角位置擺放鐵凳、墊塊以及千斤頂，并將液壓提升裝置與液壓泵站之間的油管以及液壓小車之間的連桿安裝完畢。使用專用吊繩，分別懸掛于液壓提升裝置的兩根吊裝橫梁的機(jī)械鞍座上，再用兩根吊繩分別懸掛在轉(zhuǎn)子軸身的后軸瓦臺內(nèi)側(cè)以及假軸端部，使用卡環(huán)將上、下吊繩連接，上述步驟完成后，一邊使用液壓提升裝置開始起吊轉(zhuǎn)子，另一邊利用千斤頂加墊塊的方式提升定子，定子每提升一段距離就用一塊U 形墊塊墊在定子下方[3]，提升過程要求保持定轉(zhuǎn)子之間的氣隙不發(fā)生大的改變，決不能發(fā)生定子、轉(zhuǎn)子磕碰。當(dāng)定子起升高度達(dá)到830 mm 時(shí)，停止起升，準(zhǔn)備抽芯作業(yè)，抽芯流程如圖2 所示。利用4 條2 t 的吊鏈分別掛在液壓小車及轉(zhuǎn)子軸身兩側(cè)的對應(yīng)位置，目的是調(diào)整定轉(zhuǎn)子左右氣隙，緩慢推動液壓小車向非負(fù)荷側(cè)移動，避免轉(zhuǎn)子產(chǎn)生大的晃動，時(shí)刻注意轉(zhuǎn)子的上下氣隙，隨時(shí)調(diào)整，當(dāng)負(fù)荷側(cè)假軸上的吊繩將要接觸定子時(shí)，轉(zhuǎn)子鐵芯已完全移出定子線圈，此時(shí)停止移動液壓小車，將轉(zhuǎn)子放置在預(yù)先墊好的枕木上，施工人員重新調(diào)整吊繩位置，將負(fù)荷側(cè)假軸上的吊繩改掛在轉(zhuǎn)子軸身的前軸瓦臺內(nèi)側(cè)，此時(shí)吊繩處于非負(fù)荷側(cè)同側(cè)，重新起吊轉(zhuǎn)子并繼續(xù)向非負(fù)荷側(cè)移動，直至將轉(zhuǎn)子停放在指定區(qū)域。

圖2 轉(zhuǎn)子抽芯流程

2.2 檢查清理環(huán)節(jié)

轉(zhuǎn)子抽芯完成后停放在指定區(qū)域，施工人員開始逐一檢查轉(zhuǎn)子各部件，包括極間支架徑向緊固螺栓是否松動、極靴鐵內(nèi)阻尼有無熔斷燒損痕跡、阻尼條與阻尼環(huán)焊接處是否開焊、阻尼環(huán)Ω 連接片是否正常、極包外觀及連接線是否存在變形或局部過熱現(xiàn)象，轉(zhuǎn)子前后兩端三段軸螺栓是否存在松動痕跡等，利用吸塵器清理轉(zhuǎn)子極包區(qū)域的積塵；同時(shí)檢查定子線圈直線段及端部有無松動過熱痕跡，定子鐵芯槽內(nèi)及端部線圈是否完好，匯流環(huán)絕緣及絕緣支撐塊有無松動等，利用氣泵噴灑干冰的方式對定子線圈進(jìn)行清理除塵。

2.3 穿芯環(huán)節(jié)

當(dāng)完成定、轉(zhuǎn)子的檢查清理工作后，開始組織回裝轉(zhuǎn)子，即進(jìn)入轉(zhuǎn)子穿芯環(huán)節(jié)，此過程與抽芯環(huán)節(jié)步驟剛好相反，控制要點(diǎn)仍然是調(diào)整定、轉(zhuǎn)子四周氣隙量，確保穿芯過程中定轉(zhuǎn)子不發(fā)生磕碰剮蹭，穿芯流程如圖3 所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子鐵芯完全穿入定子后，繼續(xù)使用千斤頂及液壓提升裝置同步下落定轉(zhuǎn)子，定、轉(zhuǎn)子每下落一段距離就各撤出一塊四個(gè)邊角的墊塊，直到將定、轉(zhuǎn)子恢復(fù)至原工位為止。按照施工前記錄的標(biāo)記及數(shù)據(jù)，組織回裝后軸承座及精調(diào)定轉(zhuǎn)子氣隙，直到滿足要求后才將T 型地腳螺栓緊固安裝到位。

3 氣隙測量

圖3 轉(zhuǎn)子穿芯流程

為了保證電機(jī)抽芯檢查后的安裝質(zhì)量滿足使用要求，對于定轉(zhuǎn)子氣隙偏差值的測量至關(guān)重要。氣隙調(diào)整是為了保證定、轉(zhuǎn)子間的氣隙在圓周上均勻分布，避免電機(jī)在運(yùn)行期間出現(xiàn)異常振動。通過調(diào)整定子來保證氣隙符合標(biāo)準(zhǔn)要求，粗軋R2 主電機(jī)的氣隙偏差按照出廠標(biāo)準(zhǔn)為不大于5%，氣隙偏差值的計(jì)算公式如式（1）所示，式中δ 為直徑方向的氣隙實(shí)測平均值，e 為圓周上3 點(diǎn)氣隙實(shí)測值的最大偏差值。

將式（2）、式（3）的結(jié)果代入式（1）計(jì)算可知，R2 上主電機(jī)兩端的定轉(zhuǎn)子氣隙偏差值分別為3.9%及4.6%，符合氣隙偏差要求，具體測量值及偏差計(jì)算結(jié)果如圖4 所示。

圖4 定轉(zhuǎn)子氣隙測量

4 結(jié)束語

介紹粗軋R2 上主電機(jī)現(xiàn)場抽芯檢查的施工過程，針對該電機(jī)所在區(qū)域不具備大型行車起吊的情況，采用液壓提升裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)子抽芯及穿芯作業(yè)，對于抽芯檢查的施工控制要點(diǎn)做了詳細(xì)描述，特別是對轉(zhuǎn)子回裝后的氣隙嚴(yán)格按照電機(jī)出廠標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，電機(jī)回裝后對其軸瓦油量、緊力以及頂升值進(jìn)行測量，結(jié)果完全符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，電機(jī)投入運(yùn)行后各項(xiàng)性能指標(biāo)均處于合理范圍內(nèi)，圓滿完成了此次抽芯檢查的施工任務(wù)。通過對粗軋R2 上主電機(jī)的抽芯檢查，為評估產(chǎn)線其他軋機(jī)主電機(jī)的內(nèi)部狀態(tài)提供了依據(jù)，為下一步開展其他軋機(jī)主電機(jī)的抽芯檢查積累了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)，對于同行業(yè)的大型軋機(jī)主電機(jī)現(xiàn)場抽芯檢查具有一定的參考價(jià)值。