Монтаж турбогенераторов

     1 МОНТАЖ ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ 

1. Общие положения 

     Для уменьшения габаритов и массы  современные мощные турбогенераторы выполняются с форсированным охлаждением активной стали и системы обмоток циркулирующим водородом при давлении 0,294 МПа (Зкгс/см²). Дальнейшим развитием этих систем явилось, охлаждение статорных обмоток дистиллированной водой или конденсатом. 

Таблица 1 Технические данные турбогенераторов 

     Некоторые технические данные по турбогенераторам приведены в табл. 1. Конструкция турбогенератора в значительной мере определяет особенности его монтажа.

     Турбогенератор  должен быть установлен на фундаменте турбоагрегата так, чтобы его- ротор был центрирован с ротором турбины, статор в свою очередь был центрирован п®. ротору генератора и в осевом направлении, занимал по отношению к нему строго определенное положение. Должны быть обработаны отверстия муфты, соединяющей роторы турбины и генератора, выполнена ее сборка, а также смонтированы системы охлаждений обмоток генератора и маслоснабжения уплотняющих подшипников. При этом, следует обеспечить высокую плотность ротора, статора и всей газовой системы.

     Технологическая последовательность монтажа турбогенератора:

• установка фундаментных плит и статора на фундамент;
• установка выводов статорной обмотки; проверка плотности статора и системы  
• водяного охлаждения обмотки (для турбогенераторов типа ТВВ);
• проверка опорных и уплотняющих подшипников, проверка плотности ротора;
• установка ротора в статор и центрирование его к ротору турбины;
• обработка отверстий соединительной муфты и ее сборка;
• установка статора по ротору, сборка торцевых щитов и уплотняющих подшипников;
• монтаж возбудителя, установка траверсы щеткодержателей;
• монтаж систем охлаждения (водяной, водородной) ;
• монтаж системы маслоснабжения уплотняющих подшипников.

     Для того чтобы монтаж турбогенератора  выполнить в кратчайший срок, необходимо до окончания установки цилиндров турбины и укладки ротора низкого давления в цилиндр выполнить максимум подготовительных и проверочных работ.

     Следует поднять на фундамент статор, проверить  газовую плотность ротора и статора, провести ревизию возбудителя, проверить состояние шеек ротора генератора, его опорных и уплотняющих подшипников, провести гидравлическое испытание газоохладителей, установить на место выводы статорной обмотки, смонтировать агрегат маслоснабжения, пост управления газом, в максимально возможном объеме выполнить монтаж трубопроводов, связанных с турбогенератором (трубопроводы охлаждающей воды, газа и масла), подготовить монтажные приспособления (стропы, тележки) для установки ротора в статор и; последующей сборки генератора. 

2. Установка фундаментных плит

     При монтаже турбогенератора конструкции ЛЭО «Электросила» . необходимо заблаговременно изготовить закладные плиты и заготовки постоянных подкладок под статор турбогенератора, корпус заднего подшипника и возбудитель. Установку закладных плит под фундаментные рамы турбины и генератора следует производить одновременно.

     При монтаже турбогенератора конструкции завода «Электротяжмаш» следует подготовить места для установки клиновых домкратов или парных клиньев.

     Приемку и подготовку фундамента под турбогенератор выполняют по тем же правилам, что и приемку фундамента под турбину. Эти работы следует совместить, рассматривая при этом весь турбоагрегат как одно целое.

     После того как подготовка фундаментных плит и опорных деталей закончена, следует уложить клиновые домкраты (парные клинья) на указанные в чертежах и соответствующим образом подготовленные места фундамента. Пример расположения закладных плит и клиновых домкратов приведен на рис. 1-1. Их верхние опорные поверхности должны быть горизонтальными и лежать в одной плоскости. Для выполнения этой работы следует применять уровень «Геологоразведка» и гидростатический уровень. Установив сосуд гидростатического уровня на один из клиновых домкратов, выбранный за репер (начало отсчета), при поочередной установке второго сосуда на другие клиновые домкраты вращением винтов домкратов следует добиться того, чтобы высотные отметки всех домкратов различались на величину не более 2—3 мм.

     Уровнем «Геологоразведка» проверяют, чтобы  верхние опорные поверхности  домкратов были установлены с отклонением от горизонтали не более чем на два-три деления.

Вместо  гидростатического уровня можно  воспользоваться нивелиром. При  этом рейку сначала устанавливают на один из раздвижных домкратов, выбранных за репер, а затем последовательно переставляют на другие домкраты.

  При монтаже турбогенератора конструкции завода «Электротяжмаш» клиновые домкраты располагают в местах их постоянной установки.

  Если  монтируется турбогенератор конструкции ЛЗО «Электросила», то клиновые домкраты (парные клинья) располагают в промежутках между закладными плитами (рис. 6-1). Высота их установки должна быть такова, чтобы после выверки фундаментных плит толщина постоянных подкладок была не менее 25 мм. Фундаментные рамы следует выверять по высотным отметкам и •осям фундамента в соответствии с чертежом при помощи клиновых домкратов (парных клиньев), при этом точность выверки должна быть ±б мм.

  После выверки фундаментной плиты корпуса заднего подшипника нужно установить на место ее фундаментные шпильки. Шпильки, недоступные для затяжки сверху после установки корпуса подшипника, следует застопорить; затяжку этих шпилек производят снизу.

  Для возможности регулирования во время  последующих ремонтов положений  статора и возбудителя по высоте на фундаментные плиты следует уложить по две-три подкладки из .листовой стали общей толщиной 5-6 мм. 
 

3. Установка статора на фундамент

  Статор  турбогенератора является наиболее тяжелой деталью, которую приходится поднимать во время монтажа оборудования машинного зала. При этом грузоподъемность мостовых кранов машинного зала, определяемая необходимостью подъема статора турбогенератора, используется на полную величину за время монтажа турбоагрегата только один раз. Учитывая высокую стоимость тяжелого кранового оборудования, а также необходимость сооружения дорогостоящих мощных подкрановых путей и колонн здания, способных выдержать кран и поднятый им груз, для подъема статоров, обладающих большой массой, применяют специальные монтажные устройства и приспособления совметно с мостовыми кранами пониженной грузоподъемности, которые после подъема статора демонтируют и используют на монтаже последующего генератора.

  Строповку статора производят только за специальные  рым-лапы; стропить статор за какие-либо места запрещается. Перед подъемом в случае необходимости с целью облегчения со статора снимают торцевые щиты, в некоторых случаях удаляют газоохладители.

  Учитывая  значительную массу статора, его  строповку производят с особой тщательностью.

  Стропы  по длине и диаметру выбирают согласно данным, приведенным в технологических картах на монтаж турбоагрегата, при этом стропами можно пользоваться только испытанными.

  Подъем  статора может быть разрешен при  условии полной исправности крана  и в том случае, если срок действия' разрешения Гос- гортехнадзора на его  эксплуатацию не истек.

     Если  подъем статора производят с помощью траверсы, то траверса должна быть испытана в соответствии с правилами Госгортехнадзора.

  Траверсы, применяемые для подъема статора, бывают двух типов: с поворотным крюком, на котором может разворачиватьоя статор (рис. 1-2) и без поворотного крюка. Первый тип траверсы применяют в машинном зале с поперечным расположением турбоагрегатов, где статор, поданный в цех по продольному железнодорожному пути для установки на фундамент, необходимо развернуть на 90°; второй — в машинном зале с продольным расположением турбоагрегатов.

  После того как статор застроплен, его  следует приподнять на 200—300 мм, еще раз убедиться в равномерности натяжения нитей стропа и двумя-тремя подъемами статора на высоту 100—200 мм и последовательными спусками убедиться в правильной работе тормозного устройства крана.

  После подъема статора на 1,2—1,5 м следует проверить и при необходимости очистить его опорные поверхности. После того как статор поднят на необходимую высоту и перевезен к месту установки, его следует осторожно опустить на фундаментные плиты, завести на место фундаментные шпильки и, не снимая строповки, предварительно выверить статор в осевом и радиальном направлениях.

  Для предварительного определения положения статора относительно продольной осе турбогенератора после установки его на фундамент пользуются стальной линейкой, измеряя ею расстояние от струны, натянутой по оси агрегата, до расточки статора.

  Измерения производят справа, слева, вверху и  внизу с обоих концов расточки. Проверку установки статора в  осевом направлении производят в соответствии с монтажным чертежом генератора с помощью рулетки относительно поперечной оси заднего подшипника турбины.

  Перемещение статора по вертикали осуществляется установленными под фундаментными плитами клиновыми домкратами, а по горизонтали — домкратами обычного типа_Р которые располагаются между корпусом статора и временными упорами.

  Точность  предварительной установки статора составляет 3—5 мм.

  Подъем  и установка статора генератора на фундамент могут быть выполнены:

• одним мостовым краном;
• двумя мостовыми кранами с помощью специальной траверсы;
• козловым краном, опирающимся на фундамент турбоагрегата;
• полукозловым краном, одна сторона моста которого опирается на фундамент
• турбоагрегата, а другая подвешивается к подкрановым путям.

Выбор способа подъема статора определяется при .проектировании электростанции на основании технико-экономических соображений.

  Проще всего поднять статор одним мостовым краном. Однако, учитывая быстрый рост габаритов и стоимости мостовых кранов за пределами их грузоподъемности 1225 кН а также увеличение давления на подкрановые пути от массы крана и груза, считают экономически нецелесообразным применять для машинных залов мостовые краны грузоподъемностью более 1225 кН.

    Поэтому подъем статоров массой более 1.25 т выполняют, как правило, с помощью двух мостовых кранов. 

Рис. 1-2. Подъем статора генератора ТГВ-300 мощностью 300 тыс. кВт на фундамент при помощи двух мостовых кранов и траверсы.

1—фундамент; 2 — подкрановый путь; 3, 4 — мостовой кран грузоподъемностью ,125/20т; 5 — сцепное устройство кранов; 6 — траверса с поворотным устройством; 7 — статор генератора; 8 — шпальная выкладка; I—V — последовательное положение статора при перемещении.

4. Установка ротора турбогенератора в статор и центрирование его к ротору турбины

     1.4.1 Подготовка к установке ротора в статор

  Перед установкой ротора в статор шейки  вала и полумуфту следует очистить от консервирующей смазки и проверить отсутствие на них следов коррозии.

  В случае необходимости следы коррозии на шейках, фланце полумуфты и рабочих  поверхностях гребней уплотняющих подшипников удаляют шлифовкой, которую производят наждачным полотном с мелким зерном, смоченным чистым турбинным маслом. Для того чтобы убедиться в чистоте вентиляционных каналов ротора, необходимо продуть их сжатым воздухом. Для удаления масла и влаги воздух должен быть предварительно пропущен через фильтр и осушитель.

  У роторов турбогенераторов «Электросила» мощностью 200 тыс. кВт и выше удаляют лопатки вентилятора, расположенного со стороны полумуфты, так как его наружный диаметр больше диаметра расточки статора.

  При осмотре ротора следует проверить  и в случае необходимости усилить  крепление балансировочных винтов и грузов. Следует проверить отсутствие посторонних предметов в расточке статора, удалить грязь и пыль из пространства между корпусом и  сердечником, продуть сжатым воздухом расточку и обтереть чистыми тряпками лобовые части обмотки. Кроме того, турбогенераторы конструкции завода «Электротяжмаш» продувают сухим сжатым воздухом каждую вентиляционную трубку статорных стержней.

  До  сборки турбогенератора электрики  должны проверить состояние изоляции статорной и роторной обмоток. После окончания установки ротора в статор торцы турбогенератора є обеих сторон должны быть надежно закрыты чистым брезентом.

  Установку ротора турбогенератора в статор выполняют:

  с применением присоединяемого к  муфте ротора специального удлинителя;

  с применением специальных монтажных  тележек, закрепляемых на валу ротора;

  комбинированным способом с использованием удлинителя и монтажных тележек.

  Способ  установки ротора в статор определяется заводом-изготовителем в зависимости от массы ротора, его габаритов и соотношения длин ротора и расточки статора.

  Как правило, более легкие и короткие роторы устанавливают с помощью удлинителя, тяжелые и длинные — комбинированным способом. 

       1.4.2 Установка ротора і статор с применением удлинителя 

  В расточку статора для предохранения  бандажей ротора от повреждения при  случайном касании стали сердечника укладывают листы электрокартона.

  На  полумуфту ротора устанавливают  и надежно закрепляют удлинитель 2 (рис. 1-3). Чтобы не повредить торцевую поверхность полумуфты, между нею и фланцем удлинителя следует установить картонную прокладку. С целью исщрственного смещения центра тяжести ротора в сторону возбудителя на заднюю шейку ротора навешивают корпус заднего подшипника 3 вместе с вкладышами. При этом для предотвращения скольжения подшипника по шейке вала между шейкой и верхним вкладышем следует уложить полоску электрокартона толщиной 1 —1,5 и шириной 50—60 мм.

     Чтобы при этом не повредить маслоудерживающие  уплотнения корпуса подшипника, их следует заблаговременно удалить. 
 

     На  плиты корпуса заднего подшипника он возбудителя укладывают стальной лист 4 толщиной 4—6 мм, по которому при установке ротора будет скользить опорная часть корпуса подшипника.

     Во  избежание движения листа вместе -с корпусом лист следует закрепить электросваркой за обрамление фундамента.

     В местах строповки бочки ротора ее нужно ^обернуть электрокартоном и  уложить на него чистые строганые  доски.

     Строповку ротора выполняют достаточно длинным  стропом с полным охватом бочки  ротора.

  Пазовые клинья роторов с непосредственным охлаждением обмотки выполнены из дюралюминия и своей верхней частью выступают из бочки ротора. Для того чтобы не повредить клинья при строповке ротора, следует привязать поставляемые заводом рейки из твердого дерева точно между клиньями.

  Ротор поверх реек следует обернуть электрокартоном толщиной не менее 2 мм, а затем листовой сталью толщиной около 1 мм. Между стропом и стальным листом укладывают доски.

  Со  стороны турбины вплотную к корпусу  •статора устанавливают монтажную  балку, способную выдержать половину массы ротора лри прогибе не более  3—5 мм. В качестве монтажной балки обычно применяют двутавровую балку соответствующего номера.

  При установке ротора в статор требуются /большая внимательность и осторожность, для того чтобы не повредить лобовые  части обмотки статора и бандажные кольца ротора.

  Следует иметь в виду, что зазор между  расточкой статора и бандажным  кольцом -ротора примерно вдвое меньше, чем аналогичный зазор по бочке ротора, и составляет всего ТО—15 мм на сторону.

  Порядок операций при установке ротора:

  I. Ротор с установленным удлинителем  л навешенным корпусом заднего  подшипника следует последовательным  перемещением -стропов по бочке  выверить так, чтобы уровень  на свободной шейке показывал  отклонение от •горизонтального  положения не больше чем на  два-три деления.

  Ротор вводят краном в расточку статора  до тех пор, пока стропы не подойдут вплотную к корпусу статора (рис. 5-13, а).

  Перед вводом бандажного кольца в расточку следует приостановить перемещение  ротора, тщательно центрировать ротор  по расточке, после чего плавными перемещениями моста (тележки) крана возобновить его продвижение. Следует избегать резких перемещений моста (тележки) крана, которые могут вызвать раскачивание ротора и задевание бандажного кольца за расточку.

  Во  время продвижения ротора все  время проверять концентричность  зазора между ротором и расточкой.

2. Как только конец удлинителя выйдет из корпуса статора, опереть удлинитель на монтажную балку. После этого следует постепенно опускать ротор, следя, чтобы бандажное кольцо не коснулось расточки статора. Убедившись, что при наличии зазора под бандажным кольцом ротор надежно опирается на монтажную балку и задний подшипник, следуеткрнять стропы с бочки ротора и перенести их-нй^удлинитель (рис. 5-13, б).
3. Корпус заднего подшипника охватывают стропом, за петли которого крепят располагающиеся по сторонам статора две тали грузоподъемностью по 19,6 кН (2 тс) каждая. Свободные концы талей крепят за рымы статора. Передний конец ротора приподнимают краном за удлинитель и талями осуществляют дальнейшее продвижение его. При этом необходимо, чтобы натяжение обеих талей производилось одновременно и равномерно.

  По  мере продвижения ротора соответственно перемещают мост крана. Перед вводом в расточку заднего бандажного кольца следует центрировать его относительно расточки в поперечном направлении, передвигая талями корпус заднего подшипника. При необходимости исправления положения ротора по высоте нужно поднять или опустить задний подшипник на парных клиньях, уложенных под его фундаментной плитой.

  Ротор продвигают до тех пор, пока его полумуфту  можно будет опереть на монтажную балку (рис. 5-13, в).

  Далее удлинитель снимают, ротор стропят  за ступицу полумуфты, приподнимают с монтажной балки и продвигают талями, пока между полумуфтами роторов турбогенератора и турбины установится зазор около 10 мм.

  Заранее подготовленную нижнюю половину вкладыша переднего подшипника турбогенератора устанавливают на место малым крюком крана и на нее опирают ротор. Монтажную балку переносят краном и устанавливают под вал у заднего торца корпуса статора. Заднюю часть ротора приподнимают краном, ротор опирают на монтажную балку          (рис. 5-13, г), после чего разбирают задний подшипник и удаляют стальной лист-подкладку.

     Фундаментную  плиту и опорную часть корпуса  подшипника необходимо протереть и  осмотреть, случайные забоины и  заусенцы запилить. Затем под корпус подшипника устанавливают подготовленные подкладки, после чего затягивают его фундаментные болты.

  Следует уложить на место нижнюю половину вкладыша, приподнять краном задний конец ротора, удалить подкладки с монтажшй балки и опустить ротор на вкладыш. 

     1.4.3 Установка ротора в статор  с применением монтажних тележек  

  В расточку статора укладывают листы  электрокартона и поставляемый заводом  опорный стальной лист 6, который следует надежно закрепить, чтобы избежать смещения его при движении по нему монтажной тележки 1 (рис. 5-14).

  На  фундаментные плиты корпуса заднего подшипника возбудителя укладывают и выверяют относительно продольной оси статора рельсы 5, по которым должна двигаться задняя тележка 4. Плиты возбудителя необходимо предварительно сдвинуть по направлению к оси турбины. Рельсы выверить с уклоном три—пять делений уровня в сторону турбины.

     После выверки рельсы следует закрепить  тора краном (рис. 5-14,6) и продвинуть ротор на фундаментных плитах.

   Ротор необходимо улбжить на шпальные выкладки такой высоты, которая обеспечит  возможность установки монтажных  тележек. Тележки следует установить на ротор, уложи® •на вал в местах расположения хомутов прокладки из электрокартона, при этом колеса: тележек должны располагаться вертикально.

   Ротор с установленным удлинителем, если он предусматривается в заводском  чертеже установки ротора и с  навешенными монтажными тележками, заводят краном до тех пор,, пока стропы не подойдут вплотную к корпусу статора. После этого ротор опускают задней тележкой на рельсы, а передней — на опорный лист (рис. 5-14,а). Дальнейшее продвижение ротора осуществляют вручную с помощью рычагов 7, которые вставляют в отверстия, расположенные на ободьях колес задней тележки.

   При выходе полумуфты из корпуса статора следует приподнять передний конец до тех пор, пока полумуфта не сможет быть оперта на временную' подкладку в расточке корпуса переднего подшипника.. В этом положении снимают переднюю тележку, после чего передний конец ротора снова приподнимают краном я ротор продвигают до тех. пор, пока между полумуфтами турбины и генератора установится зазор 10 мм.

После этого устанавливают нижнюю половину вкладыша переднего подшипника и у торца корпуса генератора со стороны возбудителя монтажную балку. Ротор опирается передним концом на вкладыш, а задним—на балку (рис. 5-14,б). В этом положении снимают заднюю- тележку. Вместо балки в настоящее время применяется специальное устройство для подвески заднего конца ротора. Устройство крепится к: корпусу статора. Дальнейшие операции производят так же, как и при установке ротора с применением удлинителя.

1.5 ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА СТАТОРА ПО РОТОРУ, УСТАНОВКА ТОРЦЕВЫХ ЩИТОВ И СБОРКА УПЛОТНЯЮЩИХ ПОДШИПНИКОВ 

     Точную  установку статора, по отношению  к ротору выполняют для того, чтобы  продольные и поперечные магнитные  оси статора и ротора совпадали  во время работы турбоагрегата.. Продольные магнитные оси будут совпадать, в том случае, если ротор расположен концентрично расточке статора. При этом зазоры; между активной сталью ротора и расточкой статора, измеренные сверху, снизу, слева и справа, должны быть равны или отличаться от величины среднего зазора на величину не более 1 мм.

     Измерения производят в четырех точках (сверху, снизу, слева и справа) как со стороны турбины, так и со стороны контактных колец приспособлениями, приведенными на рис. 5-20.

  Измеряемая  величина зазора К приспособления, приведенного на рис. 5-20, а, устанавливается автоматически за счет пружины 4 и фиксируется стопором 2. Цифровое значение величины К находят путем измерения ее штангенциркулем.

  Приспособлением на рис. 5-20, б величина зазора устанавливается постепенным вывертыванием болта 8 до тех пор, пока щуп будет входить в зазор с небольшим усилием.

  При работе турбогенератора ротор его  будет сдвигаться в сторону от турбины под влиянием относительного теплового расширения ротора турбины и собственного теплового удлинения ротора турбогенератора. Поэтому при монтаже следует установить статор турбогенератора так, чтобы его поперечная магнитная ось была несколько сдвинута в сторону от турбины.

  Величина  необходимого сдвига магнитных осей указывается в формулярах турбогенератора и составляет несколько миллиметров.

  Практически величину сдвига поперечной магнитной  оси статора определяют измерением величин В и Г (рис. 5-21). При этом, между заданной величиной сдвига магнитной оси Б и величинами В и Г существует следующее соотношение: В=Г + 2Б, т. е. во время монтажа размер В должен быть установлен больше размера Г на величину 2Б.