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Engineering

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hina

C

Plant

汽轮发电机组安装中磁力中心调整方法探讨

雒进明

（中国石油兰州石化设备维修公司，甘肃 兰州 730060）

摘要：石油化工装置自备电站汽轮发电机磁力中心调整是汽轮发电机组安装工作中的一个重要环节。本文以国内某石

化炼化一体化工程自备电站50MW汽轮发电机组的安装为例，着重阐述了如何对发电机的磁力中心进行调整和定位，总结了

一套简便易行的调整方法，保证了设备的安装精度，提高了安装效率。

关键词：汽轮发电机组；安装；磁力中心的调整

中图分类号：TV547.3 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2020）01（上）-0097-02

1 工程概述

国内某石化炼化一体化项目工程自备电站汽轮发电机组

主要包括4台50MW双抽、凝汽式汽轮发电机组及其配套辅

助系统。

1.1 汽轮机

本工程汽轮机由武汉汽轮机厂生产，型号为：CC50-

8.83/4.3/1.5，高压单缸、冲动、双抽汽凝汽式，具有两级

调节抽汽，调节系统采用高压抗燃油数字电液调节，操作简

捷，运行安全可靠。

1.2 发电机

发电机为长江动力公司生产的QF-50-2型空冷发电机，

是由蒸汽轮机直接驱动，采用密闭空气自通风循环冷却方式，

其定子铁心和绕组采用表面空气冷却，转子绕组由空气直接

冷却，不仅性能良好，而且发电机起、停简便快捷，运行成

本和维护费用相对较低。

2 发电机的磁力中心调整

2.1 调整目的

发电机的磁力中心调整是在汽轮发电机联轴器找好中心

后进行，目的在于通过调整发电机定子与转子的相对位置，

使其在运行状态下定子的纵向、横向中心线与转子的纵向、

横向中心线重合，且保持与汽轮机转子中心线成为一条延续

或平行的平滑曲线。即一般情况下，发电机转子和定子的纵

向、横向中心线在正常运行过程中重合。

点，对供应商制定合理的排产计划，确定供电系统设备的进

场时间。在设备安装过程中会存在一些问题，因此，需要与

供货商的售后人员进行沟通，对于安装中的各类问题及时解

决，安排售后服务人员到现场进行安装指导工作，确保设备

安装的顺利进行。此外，应该进行信息的共享，让各参建单

位对施工的信息进行及时全面的了解，可以根据施工的实际

情况对施工方案作出调整，工程可以高效、有序开展。

3 结语

综上所述，在地铁供电系统的施工过程中，由于工程量

较大，工期较短，并且工程中的各个环节比价复杂烦琐，因此，

在进行施工时需要对供电系统安装工程施工加强管理。对于

施工中遇到的问题，管理部门应该对施工进度进行合理安排，

对于设备运输的路线提前规划。统筹协调各参建单位，加强

2.2 调整原因

发电机转子与定子磁力中心线安装偏差较大，发电机转

子在气隙磁场中做切割磁力线运动时，会产生轴向分量，使

机组轴系产生附加的轴向推力，造成汽轮机转子推力轴承轴

向负荷增大，并引起机组的振动。汽轮发电机组振动大将引

起轴承损耗增大、滑环与电刷的磨损加快、励磁事故频繁，

甚至引起电机某些部件的松动，以至损坏酿成事故。由于牵

涉汽轮发电机组的基础问题， 一旦发电机的磁力中心安装

偏差较大，进行整改调整的工作量非常大。因此，安装过程

中保证发电机的磁力中心安装精度就尤为重要。

2.3 调整过程

2.3.1 一般要求

发电机磁力中心的调整，应使发电机在满载热态下转子

与定子中心相重合，因此，在安装调整时应符合下列要求：（1）

定子相对于转子的磁力中心，应向励磁机侧偏移一预留值，

该数值应符合制造厂的规定。（2）发电机磁力中心预留偏

移值的允许偏差应不大于±10mm。（3）测量定子和转子的

相对位置应在定子两端的对应点进行，确定测量后应做好标

记，以保证测量和调整的准确性。通常，发电机磁力中心的

调整是在汽轮机安装就位、精找平、找正工作结束，可在发

电机转子未穿入定子前，先分别测出转子铁心两端与风扇轮

间的轴向距离和定子铁心两端与机座(外壳)安装端盖处平

面间的轴向距离，当发电机转子穿入定子后，测量转子两端

各参建单位之间的沟通，避免在施工中出现问题。并且对施

工组织设计进行优化，管理人员通过对全局的把控，推动地

铁供电系统工程的顺利展开。

参考文献：

[1]叶联华.地铁供电系统安装工程施工优化管理的探究[J].低碳

世界,2018(8)::10.3969/j.2095-2066.2018.08.104.

[2]窦建东.地铁供电系统的供电方式与选择策略研究[J].住宅与

房地产，2015（19）.

[3]李箫.浅述地铁供电系统及其常见问题与解决措施[J].通讯世界，

2017（23）.

[4]孙海东.城市轨道交通机电工程安全质量管理[J].现代城市轨

道交通，2014（06）.

中国设备工程 2020.01 （上）

97

Research and Exploration

研究与探索

·

工艺流程与应用

风扇轮端面与定子机座平面间的距离，再按照制造厂的要求

经过计算、调整定位，这样就可以比较准确地调整发电机转

子与定子的磁力中心。

2.3.2 汽轮发电机磁力中心的现场初始调整

（1）1

#

发电机随机资料提供的发电机转子冷态位置。

按照厂家技术文件要求，发电机给出了CG尺寸，即冷态工

况下，发电机转子与定子的磁力中线重合时，发电机转子的

汽机端联轴器端面距发电机前轴承中心的距离为887mm，但

发电机转子热态膨胀值没有给出。

（2）1

#

汽轮机随机资料提供的汽轮机转子冷态位置。

汽轮机生产厂家技术资料仅提供了汽轮机冷态工况下的安装

定位尺寸，没有说明转子电机端轴器端面热态下的位置。此

位置应考虑汽轮机转子轴系的热膨胀值（转子的热膨胀量最

大为4.5mm），因为汽轮机转子“死点”位置应为转子的止

推轴承位置。

（3）厂家提供的1

#

汽轮发电机基础定位。根据汽轮发

电机的有关图纸说明，冷态下，发电机转子的定位，即发

电机转子的汽机端轴器端面距发电机前轴承中心的距离应

为887mm（发电机CG尺寸）+汽轮机转子的最大热膨胀量

4.5mm，即A′=891.5mm。

由于发电机转子与发电机定子的位置是相对固定的，汽

轮机定子和汽轮机转子轴系位置也是相对固定的，将汽轮机

和发电机转子的相对位置基本固定后，汽轮机和发电机定子

部分的位置也就基本确定。因此，支撑汽轮机和发电机定子

的台板位置和固定汽轮发电机台板的地脚螺栓的位置也就确

定了。根据厂家图纸中发电机转子的冷态位置，汽轮机末排

地脚螺栓与发电机首排地脚螺栓之间的距离应为1040mm，即

B=1040mm。按照以上方法安装后，在复查时发现发电机的磁

力中心在热态工况下将向励磁端偏离中心12mm，超出发电机

磁力中心预留偏移值的允许偏差≯±10mm的规范要求。

2.3.3 造成上述安装偏差过大的原因分析

通过现场多次确认，认为造成发电机磁力中心偏差较大

的主要原因为：（1）汽轮发电机转子膨胀量确定；（2）发

电机地脚螺栓定位误差；（3）汽轮发电机台板基础定位误差。

综上所述，根据厂家安装图纸中,汽机末排地脚螺栓与

发电机首排地脚螺栓的定位距离1040mm，必须加上累计误

差12mm，才能满足发电机磁力中心的要求，因此，汽轮机末

排地脚螺栓与发电机首排地脚螺栓之间的实际安装距离应为

1052mm，即B′=1052mm。随后，通过调整发电机台板位置

才达到以上安装要求。

3 汽轮发电机磁力中心调整方法的改进

3.1 改进措施

针对1

#

汽轮发电机在安装过程中存在的问题，并通过总

结安装过程中的一些经验，得出以下计算公式，通过计算得

出发电机定子与转子在冷态下的相对位置，然后通过调整使

其满足要求，简化了调整工艺，提高了工作效率。

计算公式：

当联轴器两对轮之间距离为H（H≠0）时：

a

1

=a

2

+P-H+ΔL （1）

当两联轴器对轮之间距离H=0时：

a

1

=a

2

+P+ΔL （2）

式中，a

1

为发电机转子前端轴肩至定子前大盖端面之间

98

中国设备工程 2020.01 (上)

距离；a

2

为发电机转子后端轴肩至定子后大盖端面之间距离；

P为汽轮机转子在热态工况下的膨胀值，此值由汽轮机生产

厂家给定；H为汽轮机与发电机联轴器端面之间距离，此值

由现场实际测量确定；ΔL为汽轮发电机转子在热态工况下

的膨胀值，此值由发电机生产厂家给定。

3.2 实例应用

现以国内某石化炼化一体化自备电站1

#

汽轮发电机磁力

中心线调整为例，利用以上公式计算调整量，进行说明。

（1）1

#

汽轮发电机组汽轮机转子热态工况下向发电

机方向膨胀值P=4.5mm，发电机转子热态工况下的膨胀值

ΔL=3mm，现场测得汽轮发电机组联轴器两对轮之间的距离

H=13mm，根据计算公式（1）a

1

=a

2

+P-H+ΔL；则：a

1

-a

2

=P-

H+ΔL=-5.5mm也就是，冷态下安装时，只要保证发电机转子

前端轴肩至定子前大盖端面之间距离a

1

，比发电机转子后端

轴肩至定子后大盖端面之间距离a

2

小5.5mm，也就是冷态下

安装时要使发电机转子偏励磁机侧5.5mm，那么，在热态运

行中就能确保发电机转子与定子磁力中心线重合，以此值为

发电机定子的最终安装定位基准尺寸。

（2）实例验证。当汽轮发电机组联轴器两对轮用连接

螺栓紧固并成刚性连接时，根据计算公式（2）此时H=0时：

a

1

=a

2

+P+ΔL则a

1

-a

2

=P+ΔL=7.5mm。也就是，冷态下安装

时，只要保证发电机转子前端轴肩至定子前大盖端面之间距

离a

1

，比发电机转子后端轴肩至定子后大盖端面之间距离a

2

大7.5mm，也就是冷态下安装时要使发电机转子偏汽轮机侧

7.5mm，那么，在热态运行中就能确保发电机转子与定子磁

力中心线重合。

当汽轮机在热态工况下，其转子向发电机方向膨胀

4.5mm，发电机转子轴向励磁机方向膨胀3mm，此时a

1

=598.5-

4.5=594mm，a

2

=586.5+4.5+3=594mm，即，a

1

=a

2

,汽轮发电机

转子和定子两中心线重合，由此可确定汽轮发电机磁力中心

调整正确。

4 结语

通过对发电机磁力中心调整过程中，因安装工艺、技术

条件等因素造成发电机磁力中心安装精度偏差较大原因的分

析，提出了调整工艺改进措施，优点如下：（1）该方法综

合考虑了汽轮发电机组安装过程中各种因素对发电机转子磁

力中心的影响，避免了安装过程累计偏差造成的磁力中心偏

差较大的现象，不仅理论上先进， 且在实际应用中可行。（2）

使发电机转子与定子之间的定位测量更为简便，测量数值误

差更小，通过公式计算，数据精确，安装精度更高。（3）

简化了安装工艺，减少了施工工序调整过程一步到位，避免

了以往连续多次调整所带来的不便，减少了大量人力物力，

缩短了工期，使安装成本大大降低。通过试运行，机组一次

启动成功，不同负荷下机组轴系振动和各轴承振动值均在设

计要求范围内，各轴承温度均符合要求，用实例验证了该方

法的正确性。

参考文献：

[1]武汉汽轮机厂.CC50-8.83/4.3/1.5 型 50MW 双抽凝汽式汽

轮机产品说明书.

[2]长江动力公司.QF-50-2 型空冷发电机产品说明书.

[3]电力建设施工及验收技术规范-汽轮机机组篇.DL 5011.