CN117970975A - 一种转子现场加热的设备计算与温度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水轮发电机技术领域，公开了一种转子现场加热的设备计算与温度控制方法，包括步骤1、温度计算：根据公式ΔT=K1/αD，计算出加热转子支架轮毂的加热温升；ΔT=转子支架温升；K1=总膨胀量，α=钢材线膨胀系数，D=转子支架轮毂内径，步骤2、总功率计算：用公式P=K2F△T×10‑3，P=电功率，K2=保温程度系数，采用石棉材料保温系数取5~12；F=转子支架表面积，ΔT=转子支架温升；步骤3、电站单台机组转子加热保温材料的计算：步骤4、加热元件布置；保障大型机组转子的快速现场热套。
Description
技术领域
本发明涉及水轮发电机技术领域，具体涉及一种转子现场加热的设备计算与温度控制方法。
背景技术
转子是水轮发电机的重要组成部分，在中小型水轮发电机组中，通常转子部分在制造厂内进行热套。
中国专利文献CN101291091B公开了水轮机发电机转子支架电磁内加热式热套工艺，步骤一：计算出热套间隙：步骤二：根据热套间隙计算出加热温度；步骤三：热套功率的计算；步骤四：感应电磁线匝数计算；步骤五：根据图纸计算出以上参数后，按照计算出的缠绕匝数将电磁线缠绕到绝缘支架上，将绝缘支架插入到转子支架的轮毂中，转子支架外边用防火布罩上，当作保温棚用来保温，调试好中频焊机将功率设定到计算出的功率数，开始加热，并在加热过程中对轮毂直径的热膨胀量进行监控，当热膨胀量达到设计要求的过盈量时，停止加热。
现有技术的不足；需有专用加热炉进行加热，以控制加热温度、温升和冷却速度等参数，但对于稍微偏大的机组中，由于受运输条件限制（尺寸、重量），转子支架配合电站现场叠片，在这个过程中无法确定提供多少加热保温设备和精确控制保温温度。
发明内容
本发明为了解决大型机组转子便于现场热套的技术问题，提供了一种转子现场加热的设备计算与温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、温度计算：根据公式ΔT= K1/αD，计算出加热转子支架轮毂的加热温升；ΔT=转子支架温升；K1=总膨胀量，α=钢材线膨胀系数，D=转子支架轮毂内径；
步骤2、总功率计算：用公式P= K2F△T×10-3，P=电功率，K2=保温程度系数，采用石棉材料保温系数取5~12；F=转子支架表面积，ΔT=转子支架温升；
步骤3、电站单台机组转子加热保温材料的计算：
①加热元件的总功率要≥步骤2的总功率；
②加热元件数量计算:
履带式加热器数量＞2倍整圆磁轭冲片的数量，履带式加热器功率和≥20kw；
管状加热管数量＞单个磁轭冲片的T尾数量×整圆磁轭冲片的数量，单个管状加热管功率≥2kw；
石棉隔热板表面积＞2倍转子支架外圆表面积；
石棉布表面积＞1.5倍转子支架整个外表面积；
铜芯线的数量＞加热元件组数×20m；
铜芯线的数量＞履带式加热器数量×10m+管状加热管×6m；
步骤4、加热元件布置
4.1、从总电源接入的磁轭下方和磁轭外圆的履带式加热器，使用32A的空开，每一个单独的管状加热器使用16A空开；
4.2、在每一个磁轭冲片方位的下方放置支撑，每一个支撑放置一块履带式加热器；转子支架的磁轭外圆，每一片磁轭冲片外圆布置一块履带式加热器；
4.3、每一个磁轭冲片T尾放置一个加热管；
步骤5、在包好转子的保温材料后，各方向选取一个测温点，用红外线测温枪进行加热时的温度检测。
为了便于控制温升，步骤4.4、磁轭下方的履带式加热器为1组，磁轭外圆的履带式加热器为2组；加热管分为ABCD四组，每组为整圆数量1/4，且每组整圆均布；一个三项总电源控制2组履带式加热器、四组加热管。
为了便于转子支架现场热套，转子支架热套的加热保温材料数量是步骤2中电站单台机组转子加热保温材料数量的1.5倍。
为了进行温度监控，步骤5中、加热温升每小时温升15℃～20℃均匀加热，温度上升过快，则在对应区域断开部分履带式加热器空开；上升过慢，则打开对应位置的备用加热元件，进行辅助加热。
本发明具有以下有益效果：
1、本申请能确定保温设备的数量，并通过加热元件布置精准控制温度保证顺利的热套作业，解决了大型机组转子的快速现场热套，避免了热套后的转子因重量和体积过大而受运输条件限制。
附图说明
图1为履带式加热器和管状加热器的连接示意图；
图2为履带式加热器的布置示意图；
图3为管状加热器的布置示意图；
图4为履带式加热器和管状加热器的连接示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
1、说明书附图中的附图标记包括：磁轭冲片1、支撑2、T尾3。
实施例1
如图1所示，一种转子现场加热的设备计算与温度控制方法，包括以下步骤：
步骤1、温度计算：根据公式ΔT= K1/αD（℃），计算出加热转子支架轮毂的加热温升；ΔT=转子支架温升；K1=总膨胀量（主轴实际过盈量+套装过程中的收缩量+套装工艺间隙一般为内径的千分之一），α=钢材线膨胀系数，D=转子支架轮毂内径；
步骤2、总功率计算：用公式P= K2F△T×10-3（kw），P=电功率，K2=保温程度系数，采用石棉材料保温系数取5~12；F=转子支架表面积，ΔT=转子支架温升；
步骤3、电站单台机组转子加热保温材料的计算：
①加热元件的总功率要≥步骤2的总功率；
②加热元件数量计算:
履带式加热器数量＞2倍整圆磁轭冲片的数量，履带式加热器功率和≥20kw；
管状加热管数量＞单个磁轭冲片的T尾数量×整圆磁轭冲片的数量，单个管状加热管功率≥2kw；
石棉隔热板表面积＞2倍转子支架外圆表面积；
石棉布表面积＞1.5倍转子支架整个外表面积；
铜芯线的数量＞加热元件组数×20m；
铜芯线的数量＞履带式加热器数量×10m+管状加热管×6m；
转子支架现场热套：则个加热元件数量变为以上数量×1.5；提供给单个电站的总量，在单台机计算的总量上，按每多一台水轮发电机组增加25%以上数量提供；
步骤4、加热元件布置
4.1、从总电源接入的磁轭下方和磁轭外圆的履带式加热器，使用32A的空开，每一个单独的管状加热器使用16A空开；
4.2、在每一个磁轭冲片1方位的下方放置支撑2，每一个支撑2放置一块履带式加热器；转子支架的磁轭外圆，每一片磁轭冲片1外圆布置一块履带式加热器；
4.3、每一个磁轭冲片T尾3放置一个加热管；
4.4、磁轭下方的履带式加热器为1组，磁轭外圆的履带式加热器为2组；加热管分为ABCD四组，每组为整圆数量1/4，且每组整圆均布；一个三项总电源控制2组履带式加热器、四组加热管；
步骤5、在包好转子的保温材料后，各方向选取一个测温点，用红外线测温枪进行加热时的温度检测；加热温升每小时温升15℃～20℃均匀加热，温度上升过快，则在对应区域断开部分履带式加热器空开；上升过慢，则打开对应位置的备用加热元件，进行辅助加热；空开自带断电保护功能，加热元件受损则会自动断开；热套工作完成后，冷却温度时用同样的方式控制，如冷却过快则打开对应的加热元件。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (4)
1.一种转子现场加热的设备计算与温度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、温度计算：根据公式ΔT= K1/αD，计算出加热转子支架轮毂的加热温升；ΔT=转子支架温升；K1=总膨胀量，α=钢材线膨胀系数，D=转子支架轮毂内径；
步骤2、总功率计算：用公式P= K2F△T×10-3 ，P=电功率，K2=保温程度系数，采用石棉材料保温系数取5~12；F=转子支架表面积，ΔT=转子支架温升；
步骤3、电站单台机组转子加热保温材料的计算：
①加热元件的总功率要≥步骤2的总功率；
②加热元件数量计算:
履带式加热器数量＞2倍整圆磁轭冲片的数量，履带式加热器功率和≥20kw；
管状加热管数量＞单个磁轭冲片的T尾数量×整圆磁轭冲片的数量，单个管状加热管功率≥2kw；
石棉隔热板表面积＞2倍转子支架外圆表面积；
石棉布表面积＞1.5倍转子支架整个外表面积；
铜芯线的数量＞加热元件组数×20m；
铜芯线的数量＞履带式加热器数量×10m+管状加热管×6m；
步骤4、加热元件布置
4.1、总电源接入的磁轭下方和磁轭外圆的履带式加热器，使用32A的空开，每一个单独的管状加热器使用16A空开；
4.2、在每一个磁轭冲片方位的下方放置支撑，每一个支撑放置一块履带式加热器；转子支架的磁轭外圆，每一片磁轭冲片外圆布置一块履带式加热器；
4.3、每一个磁轭冲片T尾放置一个加热管；
步骤5、在包好转子的保温材料后，各方向选取一个测温点，用红外线测温枪进行加热时的温度检测。
2.根据权利要求1所述的转子现场加热的设备计算与温度控制方法，其特征在于：步骤4.4、磁轭下方的履带式加热器为1组，磁轭外圆的履带式加热器为2组；加热管分为ABCD四组，每组为整圆数量1/4，且每组整圆均布；一个三项总电源控制2组履带式加热器、四组加热管。
3.根据权利要求2所述的转子现场加热的设备计算与温度控制方法，其特征在于：转子支架热套的加热保温材料数量是步骤2中电站单台机组转子加热保温材料数量的1.5倍。
4.根据权利要求1-3任一项所述的转子现场加热的设备计算与温度控制方法，其特征在于：步骤5中、加热温升每小时温升15℃～20℃均匀加热，温度上升过快，则在对应区域断开部分履带式加热器空开；上升过慢，则打开对应位置的备用加热元件，进行辅助加热。
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