电站工程汽轮发电机设备监理的若干问题

实务　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　电站工程汽轮发电机设备监理的　若干问题　■庄伟　摘要：针对大型汽轮发电机设备监理过程中发现的问题，通过对造成问题原因的分　析，提出了作为监理服务提供方应采取的对策，防止并避免设备零部件的重要材　料、关键工序、中间试验等的关键质量特性失控。　关键词：汽轮发电机监理转子锻件端部绕组模态试验　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｒｇｅｔｉｎｇ　ａｔ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ　ｉｎ　ｌａｒｇｅ　ｔｕｒｂｏ－ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｐｏｗｅｒ　ｐｒｏｊｅｃｔ，ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｒｏｏｔ　ｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ　ｔｏ　ｂｅ　ｔａｋｅｎ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｐｒｏｖｉｄｅｒｓ．　Ｉｔ　ａｌｓｏ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｔｏ　ｐｒｅｖｅｎｔ　ｌｏｓｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｐａｒｔｓ　ｗｉｔｈ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｍａｔｅｒｉａｌ，ｏｆ　ｋｅｙ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ　ｔｅｓｔｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｕｒｂｏ—ｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ，ｒｏｔｏｒ　ｆｏｒｇｉｎｇ，ｍｏｕｌｄ　ｔｅｓｔ　ｏｎ　ｅｎｄ　ｗｉｎｄｉｎｇ　火力发电站设备工程形成阶段的重要质　的不超标缺陷，并标出了具体位置，分包方在　量环节之一的设备制造阶段质量控制尤为重　发货前书面通知并明确建议：通过铣槽来消除　要，设备在制造阶段的缺陷和问题遗留到设备　该缺陷。由于制造厂未将此信息通过规定程序　安装，甚至是运行中，已成为近年来影响火电　有效地传递到制造加工要求中，检验部门也未　机组顺利投产和安全运行的重要因素，而设备　在该项目检验试验计划中事先规定验收要求；　监理正是在设备制造阶段质量形成过程中，对　监理方也未在相关监理技术方案中明确规定见　设备制造过程的质量实施监督，对出现的质量　证的时机要求；致使本可通过铣槽加工，可以　问题，严格把关并进行妥善处理，努力将设备　消除的缺陷留在转子本体上，满足顾客要求和　缺陷或隐患及时消除在制造厂内，减少由于设　期望变成一句口号。　备质量问题引起的工程节点滞后，影响工程进　１．２原因分析　度，所以说实施设备监理对于设备的质量以及　制造厂这种做法虽然符合标准规定看似　工程的顺利投产具有重要的意义。笔者就自己　无可厚非，但实际上是没有真正将客户利益放　在近年来对大型汽轮发电机监理过程中发现的　在首位，未将分包方原材料交货状态质量特性　若干问题进行了总结，与同行就大型汽轮发电　按质量保证体系要求，事先策划并按规定的程　机的监理经验进行交流和探讨。　序和规定的路径传递到相关职能部门和责任人　员；监理方的监理大纲也未明确提出：针对类　１重要部件原材料的确认问题　１．１问题描述　似情况，是否应对被监理方事先策划结果介入　必要的评审要求，并规定见证时机要求。　监理方在审核某电厂５＃发电机转子锻件原　１．３监理应采取的措施　材料质量证明文件时发现，在分包方某国外公　监理方应高度重视重要部件原材料质量证　司的超声波探伤中记录了一个当量为　１．５ｒａｍ　明文件的见证时机。首先，应督促被监理方按　ＰＬＡＮＴ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　ｃ　ｕ　２０１　３．３田　Ｉ￣ＰＥＣ　务　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　质量保证要求确保体系的有效运行，并针对影　端部的槽楔紧度质量。　响关键质量特性环节事先介入必要的文件、规　定的评审和／或见证要求，确保相关要求在实施　３定子单根线棒流量和整机流量差问题　前已满足规定要求；同时，也应明确被监理方　３．１问题描述　某电厂ｌ　发电机仔制造　进　定　和监理方提交见证和实施见证的时机要求。关　键原材料、关键质量见证点上的文件见证必须　根线捧流量试验均　为４０００　ｒＩ１Ｉ　／１　５Ｓ，ｍｊ定　在下道工序之前完成。一般文件见证点力争在　子线棒Ｌ、下层许　后水流量试验均值约为　２５ｍＬ／ｌ５ｓ，　次－ｌ式验结果存在明　的芹仲。　下道工序之前完成，但至少在下道加工初期完　２１成。然后，在生产令号下达后或在投料前或在　重要工序前对合同指定的原材料进行现场确认　工作。卜述事例所代表的原材料资料见证时机　不当问题相当普遍，其危害是降低了监理在这　一重要见证点的重要作用。针对这一问题，我　们正努力尝试和推广重要原材料资料见证纳入　Ｈ点见证，提高强制性，具有现实作用和有效　性，但还要在促进电厂业主和制造厂充分认识　这个Ｈ点的重要：蕊义上下工夫。　２关于定子槽楔紧度问题　２．１问题描述　某电厂６＃发电机发现定。。产槽楔大面积松　动，槽楔完全松动的有２６２块之多，其他各段松　动槽楔超过１／３长的也有若干块。　２．２原因分析　大型发电机的定子线棒在运行过程中受交　变电磁力作用发生振动，引发定子线棒主绝缘　的磨损，降低绝缘性能，必须采用槽楔波纹板　结构对线棒进行固定，但由于线棒长期振动，　槽楔出现松动不可避免，因此，掌握机组投运　前槽楔松紧程度原始数据，并定期检测槽楔松　动程度对电机安全运行具有重要意义。　２．３监理应采取的措施　目前国内暂无此类检查（如定子槽楔、穿　心螺杆等的紧度问题）的标准要求，监理应注　意采集和保留准确的一手数据，逐步积累经验　数据。目前制造厂采用西门子的标准在单根槽　楔上施加压力至表压２３４５．７５ｐｓｉ（３２７００Ｎ），　检查槽楔的径向移动值应在０．．０１～０．２５ｒａｍ之　间，槽楔紧度测量一般采取随机抽取３０％的比例　进行，监理方应重点检查对于关门槽楔及靠近　田２０１３．３设备监理　但是按照ＪＢ／Ｔ　６２２８－２００５　汽轮发电机绕组ｌ』、　ｊ部水系统检验方法及＇Ｌ平定））的规定　吖　符　种　状态，只要流量不超过整台线棒流　的、ｒ；－均值　的±ｌｏ％ＨＩ］满足要求。　３。２原因分析　由于前后两次试验使用了吖　Ｊ的跌　置，　根线棒时使用的是球形阀门．　整体流　量试验时出水口使用的是针形阀¨，造成ｒ流　量的误差。　３．３监理应采取的措施　虽然造成该问题的原因仅是　验装　的　一致，但单根线棒流量与整机流　的关系必颂　引起注意。目前由于单根线棒和整机线棒的流　量考核时机的不同、试验装置的不同、试验州　进口水压的不同，都可造成：　者的试验数据产　牛差异，若仅按照　超过平均值－ｔ－１０％的标准考　虑，可能会忽略整机流量ｒ降的现象。目前制　造，‘、电厂用户和大部分监理方都只认识列线　棒流量分别的均匀性，从不关注总流最，而总　流量决定了整机的冷却功能，如果总体冷却功　能不足，比流量分布问题更严重。因此目前　理方的任务除１ｒ在保持对线棒流鼍分布均　试验监督的前提下，还要尽　促使制造厂给　总体冷却流量的控制要求，征制造厂认识许承　视总体流量给出指标前，　理方　发挥其ｔ动　作川，通过对单根线棒流量试验数据的整理和　分析，掌握总体流量的水　经验数据对照　达到考核总体流量的目的，作为过渡措施。　４定子不锈钢通水管探伤检查　４．１问题描述　某电厂在试运过程中发现２３　上　线圈层　实务　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　温度和出水温度高，且出水温差超标，分析线　检的检查力度，不能盲目信任进口的就是优秀　棒存在堵塞情况。停机对线棒检查吹扫，未见　的，就是免检的。　明显异物堵塞。之后进行流量试验，热水流试　验正常。起机后仍存在上述问题并且加重。之　５焊接．热处理等特殊工艺过程的控制　后再次停机检查，发现２３＃线棒空心不锈钢水管　５．１问题描述　ｌ根堵塞，ｌ根漏水，被迫更换２３＃至２８＃号槽线　某电厂２台６６０ＭＷ发电机在制造厂进行定　棒。　子上下层线圈并接头焊接，工艺规程规定焊接　４．２原因分析　后进行超声波探伤要求接触面积达７５％以上，　对故障线棒（上层２３＃）解剖检查，发现线　接头如没有通过超声波探伤可以重焊，但最多２　棒股间短路烧损，不锈钢水管１根烧断堵死，１　次。　根烧漏，如图１所示。初步分析线棒制造时可能　在监理方见证时发现超声波探伤不合格率　存在股间绝缘短路缺陷，运行中线棒内部形成　异常，共４２个并接头分６组，先焊接的３组共２１　环流，环流导致股间绝缘进一步破坏造成线棒　个焊接头，全部进行２次焊接后，合格率仍只有　烧损。　４０％，面对如此低的合格率，监理方判断焊接过　程存在非偶然性问题，故立即要求暂停焊接工　作。　５．２原因分析　制造厂过去在对类似情况采用简单的重复　焊接的处理方式，有的甚至背着检验员３次、４　次的重复焊接，而并没有深究焊接过程中存在　的问题，碰运气合格后的成批接头不一定经得　起运行的考验。　在对焊接工艺细则和焊材的性能参数进　行深入研究后，监理方认为：焊接方法、设备　都不存在问题，但焊材牌号虽与原工艺评定一　致，但现焊材的硬度高于评定焊材，监理推断　熔点可能明显改变，导致焊接所需热流密度改　变。而后制造厂根据监理方的意见进行了针对　性的试验，结果证实了确实本次所用焊材更换　了供货商，虽然牌号一致，但经试验表明熔点　图１对故障线棒２３　解剖检查　确实存在差异，需要提高焊接热流密度。制造　４．３监理应采取的措施　厂修改了参数重新进行了焊接工艺，评定后的　该定子线棒用不锈钢通水管为进口件，未　新工艺对熔点给出了相应不同的焊接电流、电　对其进行仔细探伤复验，盲目的相信进口件的　压、压力参数，此后这类焊接全部ｌ００％一次合　质量，事后监理方加强了对进口不锈钢通水管　格。　的监查，增设了不锈钢通水管的涡流探伤复验　５．３监理应采取的措施　见证点。监理方增强对某些遭忽略的外购件的　一般发电机监理只重视各工序间电气性能　检查，类似其他诸如转子含银铜线、绝缘引水　试验和绝缘质量的验收，而对工艺方法控制则　管等百万机组上的进ＩＺｌ件，同时应加强对其复　为次要的控制点，通过该问题，表明监理方不　ＰＬＡＮＴ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　ｃ。　２０１　３．３田　（￣ＰＥＣ　务　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　仅应对工艺执行过程和结果要关注，确保　Ｌ艺　的适宜性。　监理应注意树脂的灌注质量，严格按照』Ｉ　线圈齐平，浇灌后不得有空隙，及时刮平整，　过程的正确执行，而且更要关注工艺方法本身　艺要求执行分段灌注的规定，树脂必须达到与　这就提出了一个新的要求，监理方应深入　并要注意小裂纹和气泡的处理，待基本固化以　研究工艺参数，要做懂工艺的监理专家。　后才可以旋转定＿『．。　其他应注意在按照层问压板时使用８０Ｎ・ｌｎ　６定子绕组端部整体椭圆固有频率超标问题　力矩扳手扳紧，树脂适型绳应够软易成形，不　６．１问题描述　参照国家标准ＧＢ／Ｔ　２０１４０－２００６　透半型　发电机定子绕组端部动态特性和振动试验方法　能嵌入过多树脂绳，树脂绳的接缝不得处于定　线棒下等要求。　如果发生了定子端部固有频率超标的Ｉｈｊ　及评定　（以下简称标准）规定，端部整体的　题，监理方可以根据标准规定“整体椭圆固有　椭圆固有频率应避开范围，详见表ｌ，发现有多　频率不满足表１规定的发电机，应测量运行时定　台１　Ｏ００ＭＷ汽轮发电机的端部椭圆固有频率落　绕组端部的振动情况”，建议业丰要求供方　在２倍频范围内，可能会在运行中产生严重的共　提供现场测量以保证机组的安全运行。　振现象，危害机组的安全运行，在制造过程中　应尽量避免固有频率落入２倍频区间。　６．２原因分析　７在转子护环下发现大量铁磁性物质　７．１问题描述　在发电机总装试车后发现在转子护环　有　有些发电机的端部固有频率是合格的，　而有些是不合格的，暂且先让我们排除设计因　黑色粉末颗粒状物质积聚，部分可以被吸铁石　素。该类型发电机定子端部绝缘固定结构复　吸起。发电机在运行过程中的突然短路一直是　杂，端部绕组是通过大锥环、层间压板、灌树　常见问题，究其原因都捉摸不透，这可能是转　脂、弧形压板和绝缘螺杆固定于端部。定子线　子匝间短路的一个主要原因。　棒落槽位置的准确性，落槽后端部适型绳的填　７．２原因分析　塞质量，端部灌胶的饱满度与平整度等灌胶质　据分析，可能的来源一是町能与定ｆ机座　量，压板及绝缘拉杆的紧固程度等，这些在过　内部死角处积聚的物质有关，在整机试验后原　程都会影响到定子端部整体的固有频率。　６．３监理应采取的措施　监理过程中应在定子线棒开始下线以后，　先在死角处的物质，在转子旋转后产生的轴向　通风后，卷入转子通风系统，最后积聚在护环　底下。二是在中频焊接转子线圈接头后，要求　现场监督每根线棒的下线质量，往往由于定子　去毛刺抛光修挫焊缝，在过程中应使用吸尘器　下线过程的未予监督，导致下线后端部整体以　进行清理，且应小心使用，否则这些本应去除　压板压住了就看不到内部情况了，实则未按工　的异物却掉落进转子线圈上大量的通风孔内，　艺要求操作而草草了事，后期再校正定子线棒　这町能是转子护环下积聚铁磁性物质的丰要来　位置是相当困难的，若因校正位置而损坏主绝　源。三则可能是参与整机试验的氢气冷却器，　缘更是得不偿失的。　表１：固有频率范围　额定转速／　ｒ．ｍｉｎ一’　３０００　其机构形式为插片式的，曾发现在外协厂‘制作　支撑形式　刚性支撑　柔性支撑　线棒固有频率／Ｈｚ　≤９５．≥ｌ０６　≤９５，≥ｌ０６　引线固有频率／Ｈｚ　≤９５，≥１０８　｝　整体椭圆固有频率／Ｈｚ　≤９５，≥１１０　≤９５．≥１０８　ｆ　≤９５．≥ｌＩ２　ｆ　囝２０１　３．３设备监理　实务　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　的氢冷却器在翅片中间夹杂了一些金属颗粒异　供应商的控制不到位，造成一些分包设备的管　物和焊接飞溅物，外协厂并未对该问题的严重　道内壁，冷却器水室、翅片等关键部位受到水　性引起高度重视，简单地认为内部水压试验通　污染发生锈蚀现象，也未及时清理并采取恰当　过即可，但氢冷却器对发电机最最致命的恰恰　的防护措施，对机组运行产生极大的危害。　是这些翅片中夹杂的金属颗粒物，一旦落入整　９．２监理应采取的措施　个氢气通风冷却系统，有可能出现在任何可能　清洁度问题贯穿整个发电机的制造过程，　的位置，局部涡流造成硅钢片烧毁，转子匝间　对发电机质量的影响甚大，设法调动厂方的质　短路等等都有可能发生。　７．３监理应采取的措施　由此笔者认为在监理过程中，应注意转子　线圈焊接过程的监督，在修挫时产生的屑米要　用吸尘器来清理；同时应使分包商对发电机清　洁度引起高度重视，严格检查氢气冷却器翅片的　清洁度，检查翅片之中是否夹杂异物，翅片表面　是否锈蚀；在整机试验后抽出转子时立即检查转　子护环底下是否存在异物，若存在应采取恰当　措施清理，并保证其他位置不会再存在。　８绝缘材料保质期问题　８．１问题描述　在一次日常巡视现场过程，发现转子嵌线　现场使用的绝缘材料ＮＯＭＥＸ上胶纸（单面）　已过期，立即要求停工，并检查转子嵌线记　录，所幸未将过期ＮＯＭＥＸ纸放入线圈，将过　期的ＮＯＭＥＸ纸退库更换合格的。　８．２原因分析　这是容易忽略的地方，其实所有的绝缘材　料都有其保质期，尤其是定子嵌线过程中使用　的树脂绳、环氧泥、天热云母等，过期的绝缘　材料可能导致粘合性、绝缘性等性能的降低；　同时也暴露出制造厂在物料管理环节的缺陷。　８．３监理应采取的措施　应在监理过程中加强对绝缘材料保质期的　确认检查，如有可能应深入到仓库管理环节，　防止过期材料混入产品。　９整机及部件的清洁度问题　９．１问题描述　油系统、水系统等外协件的分包方对下级　检有限公司。保体系发挥作用，事先提醒厂方制订预防措　施，对清理结果进行确认。　１　０结束语　监理人员应能监督供方各项质量管理制　度、工艺标准和质量控制环节的有效执行。加　强过程监督，善于发现问题，促进供方质量管　理工作的持续改进。要深入研究工艺方法，精　通工艺，深入调查和控制工艺执行过程，充分　发挥监理方通过工艺控制预防工序过程中内在　质量隐患的作用。要善于通过表面问题发现制　造过程中工艺、设计、标准、检验手段方面的　深层次问题，促进制造厂改进工艺和设计、检　验方法，使产品质量有更高层次的提高。　参考文献　【１】上海发电设备成套设计研究院，中国华电工　程（集团）有限公司．大型火电设备手册［Ｍ】．北京：　中国电力出版社，２００９．　［２】哈尔滨大电机研究所，山东电力研究所，广　东省电力试验研究所，等．ＧＢ／Ｔ　２０１４０－－２００６透平　型发电机定子绕组端部动态特性和振动试验方法及　评定［ｓ】．北京：中国标准出版社，２００６．　［５】上海汽轮发电机有限公司，湖北省电力公　司，湖北省电力试验研究院，等．ＪＢ／Ｔ　６２２８－２００５　汽轮发电机绕组内部水系统检验方法及评［ｓ】．北京：　中国标准出版社，２００５．　作者简介：　庄伟，男，ｔ，－，ｆ４－，工程师，从事设备监理工　作，上海发电设备成套设计研究院／上海中监电气监　　ＰＬＡＮＴ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　ｃ。　２０１　３．３囝