一种发电机推力头自动加温装置的设想与研制.docx

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一种发电机推力头自动加温装置的设想与研制

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摘要：国网浙江省紧水滩水力发电厂六台发电机组经增容改造后，现在采用的是型号为SF—K50（55）—30/6400的立式水轮发电机组。该机组在设备检修过程中，其推力头需要做加温膨胀工艺处理后方可进行安装。紧水滩水力发电厂多年以来一直沿用传统的人工绕线励磁加温的方式来实现该工艺需求。这种工艺操作过程繁琐，人员需求量大，在检修工作点多面广的情形下容易造成人手紧缺和耗时耗力的现象，不利于企业相关工作的开展。考虑到上述原因，我们决定研制一种发电机推力头自动加温装置，用它来替代这种传统的推力头加温工艺，从而有效解决上述问题。

关键词：立式水轮发电机；推力头；励磁加温；装置研制

传统大、中型水力发电厂所用发电机大多为立式水轮发电机。该发电机组主体顶部有一大型主要机械部件--推力头。它在发电机主体进行大型检修时必须进行拆卸和安装。由于推力头与立式水轮发电机主轴的配合为过盈配合，机械紧压力巨大，机组解体检修时可以靠传统的外部机械力进行拆卸。在安装时为了保证推力头和发电机主轴之间的配合质量，厂家设计要求推力头必须经均匀的高温受热，使推力头内环热膨胀到规定尺寸后套入主轴。

推力头本体剖面图

推力头本体俯视图

一、关于推力头自动加温装置的五点设计内容及其技术特点

设想一：将加热线圈固定在散热性能良好的环氧类绝缘材料中，按推力头外壁形状塑型固化成圆筒状，并用非导磁金属外构架（如上下部不锈钢环形撑架、不锈钢加强筋等）进行防变形固定，实现加温装置一体化、操作简单化。

设想二：用反应效果更加灵敏，具有电控接点的温度传感器替代温度计。推力头加温由一点测温改为两点测温、两点控温，提升推力头加温情况的精确度和加强推力头加温过程的安全监控。

设想三：电源控制箱安置在加温装置的顶部中央位置，其底座是座基可装卸式的。加温前，可将控制箱连底座一起卸下放置推力头临近的地面。这样既可避免电磁干扰，确保表计读数的准确，又不影响机械人员实时测量推力头热膨胀尺寸变化情况。在装吊或静置时，将控制箱连底座一起装回，这样装吊时重心不会明显偏移，减少磕碰，同时还减少了摆放面积，便于定置管理。

设想四：加温装置内壁按推力头周边外壁形状放大1～5mm尺寸制作，底部的环形金属撑架靠推力头外壁侧设计成喇叭口状，便于加温装置套入和取出。

设想五：加温装置外壁两对侧的加强筋上装配两副把手，底部的环形金属撑架底部光滑，方便工作人员在推力头加温前进行小角度的水平位置调整。

二、基于上述五点设想设计出推力头加温装置相关图纸

1.根据推力头本体外形相关尺寸和外形特点设计出推力头加温装置的图纸。

推力头加温装置本体剖面图

推力头加温装置俯视图

2.推力头加温装置对推力头本体加温安装示意图及模拟实物图。

加温装置套入推力头后的剖面

加温装置套入推力头后的加温示意图

加温装置模拟三维图（一）

加温装置模拟三维图（二）

3.推力头加温装置电气原理图设计及文字说明。

3.1电气原理图

3.2文字说明

该电气回路图由主回路与控制回路两部分组成部分。

3.2.1主回路：它主要由一个空气开关ZKK、一个接触器KM和推力头加热线圈组成，各电气元件及接线都必须满足80A的电流容量需求，且空气开关ZKK必须带漏电保护功能。另外它还包含了回路测量用的电压表和电流表。

3.2.2控制回路：它由主控制回路和温度模块组成。

3.2.2.1主控制回路：当按下启动按钮SB1时，主回路接触器KM吸合，主控制回路形成自保持回路，此时加热线圈通电加热。当按下停止按钮SB2时，回路断电，接触器分闸。

3.2.2.2温度模块：能够实时采集两只测量推力头温度的传感器数据并分别将数据显示在对应的两支数显温度表上。当其中任意一只温度传感器的温度值达到75℃时,温度模块应立即向继电器KA输出动作信号使主回路接触器分闸，同时温度模块能够即时采集到温升数据，当任一传感器数据温升速度超过每小时12℃时,温度模块将切断加热回路并使自带的蜂鸣器发出警报。

三、根据相关企业标准确定推力头加温装置相关功能与主要技术性能指标

1.功能特性

1.1解决紧站发电机推力头加温时繁重的临时加温装置的装设、拆除工作，明显提高工作效率；

1.2将线圈绕组固定在散热性能良好的环氧类材料中，塑型成筒状物，并用不导磁的金属构架作防变形加固和防损伤保护；

1.3实现紧水滩电厂紧站发电机推力头自动加温功能，温度主要外部线圈对推力头金属构件本体励磁产生，温升由过程平稳可靠，完全杜绝了推力头金属构件内部因温度变化而产生应力损伤的可能性。

2.主要技术性能指标

根据国网浙江省电力公司紧水滩水力发电厂企业标准中《紧站发电机机械部分部分检修维护规程》中关于推力头安装的规定和要求，制定了以下主要技术性能指标。

2.1加温环境：室内常温；

2.2