发电机滑环发热冒火原因探讨及对策.pdf

第9卷 2007年第5期电力安全技术 A 安 全 生 产 nquans he ngchan 发电机清环发热胃火原 因探讨及对策 李 运河发电有限公司 华 山东 济宁272057 运河发电 有限公司3号发电 机型号为QF- 145- 2型， 于2003年11月投产发电。 该发电 机的 额定励 磁电流1 626 A，滑环每极32 只碳刷，其型号为 D172HT- 25 x 32 x 100。自 投产以来， 一直存在 滑环发热现象， 特别是夏季， 温度一度达到1100 C。 部分碳刷因高温破碎， 甚至出现滑环冒 火， 对发电 机组的安全、经济运行造成直接威胁。 通过认真分 析研究， 找出了滑环发热冒火的原因， 并采取了相 应对策，有效防止了此类故障再次发生。 1 滑环发热冒火原因分析 1 滑环冷却风进风口 滤网堵塞， 使进风量减 少，影响冷却效果。 2 碳刷间电流不均， 部分碳刷电 流过大。 3 碳刷允许最大圆周速度为70m/ s， 而发电 机滑环表面园周速度为69.9m/ s, 碳刷在允许最高 速度下运行， 很容易在碳刷接触面产生气膜和跳动， 使流过碳刷的电流不稳定; 虽然在滑环表面开凹 槽 和使用磨花碳刷可破坏接触面的气膜， 但开凹槽会 使碳刷实际的接触面积减小。 4 滑环表面产生氧化膜， 使碳刷接触电阻大 大增加。 5 碳刷和滑环表面脏污。由于积灰和碳刷粉 末加上轴承座轴封处漏出的油气侵人， 会在碳刷和 滑环表面聚集许多油污， 阻塞滑环通风孔， 使得碳 刷温度升高， 可能在个别甚至全部碳刷上产生火花。 6 碳刷在刷握中卡涩。由于所使用的碳刷和 刷握不配套， 在更换碳刷时都要对碳刷进行人工打 磨， 因而碳刷 表面很难达到平整光滑， 碳刷与刷握 的接触面很难达到要求， 在运行中经常会出现卡涩。 7 碳刷在刷握中振动， 造成碳刷冒火。由于 刷握与滑环间的距离相对较远， 基本上都在10mm 以上，当碳刷磨损到一定程度的时候， 刷握对碳刷 的固定作用变差， 使碳刷在刷握中随着电 机的旋转 振动而振动冒火， 有些碳刷甚至出现个别边角被打 掉的现象，严重影响机组的安全运行。 8 碳刷压簧压力不均造成碳刷磨损不均匀。 受压大的碳刷温度高， 经长期运行或局部发热， 可 能引起个别弹簧因受热严重而弹性减弱， 使各碳刷 的接触电阻相差很大而分流不均。 受压大的碳刷磨 损较快且分流大， 受压小的碳刷分流小甚至不分流， 出现零电流碳刷， 这样势必造成有效碳刷数量减少， 大部分电流都集中于受压大的碳刷上， 使其严重发 热甚至烧红。 9 V型碳刷压簧存在缺陷。 即使完好的压簧压 力弹片， 亦有过热现象; 而一侧拆断的压簧压力弹 片，则大部分存在严重过热或电弧烧伤迹象。 10 运行人员巡检间隔时间较长， 未能及时发 现部分碳刷过热情况， 也是最终造成发电机滑环温 度高而冒火的原因之一。 2 采取对策 1 发电机滑环进出口 风道滤网改为可拆卸式 滤网。每周应对滤网清理2 次，并做好记录，以防 止进风量减少。 2 发电 机滑环碳刷全部更换为摩根NCC634 碳刷允许最高速度为81m/ s， 额定电 流90A。 使 用前配磨，以保证碳刷与滑环表面接触达80。同 时， 新换碳刷长度应与运行中的碳刷长度基本一致。 运行中碳刷长度不小于新碳刷的2/ 3， 如发现长度 不足，必须立即更换。 3 将滑环正负极上部各拔掉一组碳刷，以减 少碳刷与滑环摩擦发热量。 发电 机额定励磁电 流为 1626 A， 分配到一极28只碳刷后， 每只碳刷的电 流为58A， 远小于碳刷的额定电流。 4 将发电机滑环上的所有压簧全部更换为U 型压簧。 调整刷握与滑环的距离在2一 3mm。 使用 前要检查压簧压力是否均匀， 卡口卡人刷握内应牢 固， 无弹出现象， 压簧无断裂现象。运行中更换压 簧时， 应检查压簧接触点牢固， 弹片、 弹簧正常受 压， 在压力消失后能完全恢复， 压簧卡口 应有足够 余度，不能太浅。 5 尽可能选用与刷握相匹配的碳刷， 使碳刷 在刷握内有0.1一 0.2mm的间隙， 并经常检查使碳 刷在刷握内活动自 如，上下灵活串动无卡涩现象。 6 实行定期吹扫制度， 去除积灰和碳粉。运 行人员每值吹扫滑环 1次，并做好记录。运行人员 每班2次用红外线测温仪测量发电 机滑环温度。满 13 A 安 全 生 产 nquans hengchan 电力安全技术第9卷 2007年第5期 1 设备情况 刘建国 大唐石门发电有限责任公司，湖南 常德415300 统。为了找出产生上述问题的原因， 确保系统安全 锅炉为1021t/ h 亚临界压力自 然循环汽包炉， 与N300- 16.7/ 537/ 537型汽轮机配套成单元机组。 给水回热系统采用4个低加 除氧器十 3个高加方 式。 蒸汽在汽机作功后进人凝汽器凝结成水一经凝 结水泵一精水处理一凝结水升压泵* 依次经4个低 压加热器一除氧器一给水前置泵、 主给水泵3台前 置泵3台给水泵并联布置 1台电 动泵、 2台汽动 泵一3个高压加热器一锅炉房运转层的主给水操作 台一送人省煤器。其中，电动主给水泵及3 台前置 泵均布置在汽机房的Om层， 2台汽动主给水泵布置 在12.6m的运转层。 正常情况下， 汽动泵运行， 电 动泵备用机组启动或汽动泵故障情况下投用。主 给水高 压段管子 规格0406.4 X55， 材质st45.81 1 1， 设计压力25.4MPa， 设计温度279.4C。 运行， 从管道系统相接的设备、 运行操作方式、 管 系结构、 管内流体激扰、 管系所处环境等方面进行 了综合分析。 3.1 设备方面 在给水系统中，自除氧器水箱后有3组并联布 置的旋转设备给水泵及其前置泵， 若这些旋转设 备运转产生振动， 则应首先将振动传给最接近的管 段。 经检查确认， 运行中的各给水泵近处管段均工 作平稳、 无异常， 而异常振动发生在远离旋转机械 的锅炉给水操作台后段， 故可以排除系统中旋转设 备方面的原因。 2 存在的问题 当汽动泵和电动泵同时运行时， 锅炉房主给水 管道给水操作台后段， 25.7m层e- f- g管段有明显 的振动和摆动， 振动摆幅最大的是f- g管段 Y方 向108- 120mm, x 方向7. 8mm, z方向因支吊 约束基本为0。 而电泵单泵运行、 汽泵单泵运行或2 汽泵并联运行时未发现上述情况。 锅炉房侧给水管 路走向如图1所示。 管系异常振动和大幅度摆动， 会使管道产生很 大的应力， 导致管道疲劳破坏， 危及安全生产，因 此，必须高度重视并设法处理。 3 原因分析 电厂锅炉主给水管道系统是一个复杂的连续系 负荷期间每2 h 测量 1次，测量结果记人机组长记 录。当温度大于90℃时， 用钳形电流表测量碳刷电 流， 检查碳刷长度和接触面积， 及时更换或研磨碳 刷，并通知检修人员装设轴流风机。 7 使用新碳刷前应首先进行碳刷阻值测量， 并将阻值相同的碳刷分别编号存放。更换碳刷时， 必须在同一极滑环上使用同一阻值的碳刷， 严禁不 同阻值的碳刷在同一极滑环上混用。 图I锅炉房侧给水管路走向及阻尼器设置 3.2运行操作方面 对电动泵及其前置泵、 汽动泵及其前置泵、 给 水各阀门的开、关、调节，是值班人员按现场规程 通过DCS实现的。 经多次试验， 采用各种操作方式， 沪 J 屯‘ J 屯 J 咬声口L尺 公 J- J tJ 呛碑 J 七心况 卜J 润 卜J 汽 卜J 尺 卜 J 曦 沪 J 忆户 J L J 处 J 忆、 ， 各 J 吃‘ 召 义 a吧a乙心 洲 乙 }8 车削发电机滑环， 去除滑环表面氧化层和 冒火时产生的麻点， 减少碳刷接触电阻， 消除碳刷 跳跃现象。 通过采取上述措施， 夏季时的滑环最高温度降 到85℃左右，有效地抑制了发电机滑环过热冒火、 弹簧弹出、 压簧断裂等情况的发生， 对发电机长期 安全稳定运行起到了较好的保障作用。 收稿日 期 2006- 10- 18 14