汽輪發(fā)電機碳刷及滑環(huán)磨損的解決方法.doc
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行業(yè)資料:________ 汽輪發(fā)電機碳刷及滑環(huán)磨損的解決方法 單位:______________________ 部門:______________________ 日期:______年_____月_____日 第 1 頁 共 10 頁 汽輪發(fā)電機碳刷及滑環(huán)磨損的解決方法 蒙陰縣鑫源熱電有限公司#1機組為15MW汽輪發(fā)電機組,機組于xx年5月份投入運行,發(fā)電機定子額定電流為1031A;空載電流為259A;每個環(huán)有四個碳刷,碳刷的尺寸是60mm32mm25mm;勵磁系統(tǒng)為自勵半導體勵磁系統(tǒng);電源取自發(fā)電機本身,在發(fā)電機出口處接一臺勵磁變壓器,經(jīng)過半導體整流,經(jīng)碳刷、滑環(huán)接入發(fā)電機轉子,供給發(fā)電機勵磁。 1運行狀況 機組于xx年5月份投入運行以來,一直存在以下問題。 碳刷磨損十分嚴重,截止xx年2月份,汽機側碳刷更換了12塊,發(fā)電機東側的碳刷自運行以來沒有更換過一塊,而有一個位置的碳刷多次更換,磨損特別快。 每個碳刷承擔的電流有較大的偏差,小的0.5A,大的有20A。 電刷表面有劃痕,電刷有磨偏現(xiàn)象。 運行過程中,碳刷及滑環(huán)的粉塵較多。 滑環(huán)因碳刷長期冒火已在表面形成燒傷條紋。 刷辮長期過熱變色,有段時間溫度達80~90℃。 2問題分析 發(fā)電機碳刷和滑環(huán)間工作面的磨損有兩種:一是純機械磨損;二是在電流作用下的電氣磨損和機械磨損。 2.1純機械磨損 碳刷和滑環(huán)表面相接觸,由于彈簧壓力作用和材料彈性變形的緣故,使直接接觸部分互相嵌入。當相對滑動時,因摩擦作用而形成磨損。如果碳刷顆粒細軟,則碳粉易被沾在滑環(huán)表面,使滑環(huán)成為具有亮滑的石磨鏡面,碳刷的磨面也很光滑,兩者的機械磨損都較小。但如果碳刷顆粒粗硬,或含有如金剛砂之類的硬質顆粒,則必然會使機械磨損大大增加。同時由于碳刷中含有少量的碳化鐵、碳化硅即金剛沙灰粉,以提高電刷的耐磨性能,但也會使集電環(huán)表面拉成溝槽,一旦形成溝槽對發(fā)電機的危害極大。碳刷是非金屬導電材料,電阻系數(shù)大,是銅的400倍。電阻產(chǎn)生的能耗高;持續(xù)的滑動摩擦導電產(chǎn)生的接觸電阻、機械摩擦熱耗,加上電刷的電阻能耗轉化為高熱易使彈簧失壓及導線老化,引起接觸不良、產(chǎn)生火花,嚴重影響發(fā)電機正常運行; 2.2在電流作用下的電氣磨損和機械磨損 在電流作用下的電氣磨損,是由于電弧高溫和放電等因素的作用,使極面材料受到損壞的情況。由于電氣磨損影響極面,所以也會對機械磨損的程度產(chǎn)生影響。 由于電流通過碳刷和滑環(huán)的接觸面,且其直接傳導的部位不斷變動,電流密度又很大,使一些點溫度很高;又由于電弧的高溫作用,會使兩側極面局部熔化、脫落,金屬會變成金屬蒸氣,碳刷則結構松化,受氧化腐蝕而脫落,此即電氣磨損的表現(xiàn)。但是,極性不同,磨損情況是不一樣的。在電弧作用下,陽極(正極)表面局部灼熱而蒸發(fā)出“金屬蒸氣”,使陽極表面損蝕,這叫“陽極蒸發(fā)”;陰極(負極)因受正離子撞擊和高溫作用發(fā)射電子,使陰極表面也遭受破壞,這叫“陰極粉化”。由于陽極蒸發(fā)和陰極粉化的作用,碳刷和滑環(huán)由于電流方向不同會出現(xiàn)極性差別。當電流由碳刷流向滑環(huán)時,此時碳刷為正極,滑環(huán)為負極,則結果是,碳刷面上發(fā)生微小程度的陽極蒸發(fā),碳粒、石墨離子遷移到滑環(huán)表面,碳刷有電氣磨損?;h(huán)表面有輕微的陰極粉化,并附著碳粒、石墨,成潤滑、光澤的鏡面。由于滑環(huán)表面平滑,機械磨損較小。 當電流由滑環(huán)流向碳刷時,此時碳刷為負極,滑環(huán)為正極,則結果是,碳刷面上發(fā)生陰極粉化,電氣磨損小?;h(huán)表面發(fā)生陽極蒸發(fā)。大量金屬蒸發(fā),使其表面損蝕嚴重,同時,這些金屬粒子也易附于碳刷磨損面上,反過來會使換向器表面嚴重磨損,出現(xiàn)條痕。這種情況下,滑環(huán)表面粗糙,呈金屬光亮,面間機械磨損大。 總的來說,當碳刷為正極時,碳刷電氣磨損大,機械磨損輕微,滑環(huán)的電氣磨損和機械磨損都很??;當碳刷為負極時,碳刷電氣磨損小,機械磨損大,滑環(huán)的電氣磨損、機械磨損都很大。 為了使磨損均勻一些,對于滑環(huán),因為正環(huán)電流由碳刷流向滑環(huán),碳刷正極性,滑環(huán)負極性,故正環(huán)磨損??;同理,負環(huán)磨損大,故兩環(huán)極性應經(jīng)常調換。各電廠大修時常倒換正、負環(huán)的連接電纜,就是這個道理。 當沒有電流時,碳刷磨面上的粗硬粒子易嵌入滑環(huán)表面,引起較大的機械磨損,甚至引起摩擦振動。當流過電流時,碳刷磨面上的粗硬粒子被炸裂、粉化,沾在表面,減小摩擦,使機械磨損減小,并使碳刷運行十分平穩(wěn)。所以,在正常情況下,電流對減小機械磨損還有好處。但是,如果電流密度過大,則陽極蒸發(fā)嚴重,會使電氣磨損加劇。而電氣磨損加劇后,使滑環(huán)表面粗糙化,碳刷表面附著金屬粉,機械損耗又會增加,所以通過碳刷的電流密度應有一個限度。 2.3其他方面的影響 彈簧壓力。壓力過小碳刷和滑環(huán)表面接觸不穩(wěn)定,容易引起電弧,使電氣磨損增大。壓力過大,刷面的硬粒對滑環(huán)表面刮割嚴重,又會使機械磨損增加。因此,彈簧壓力要適中。 碳刷本身電阻。不同批次的碳刷混用,其電阻系數(shù)不一樣,運行中造成碳刷溫升不同,導致并聯(lián)碳刷的電流分配不均勻,不僅個別電流超標,而且磨損增大。 刷架。碳刷中心線不完全垂直于滑環(huán)圓周切面,傾斜勢必造成碳刷的接觸不良、彈簧壓力不一致。刷握與滑環(huán)表面距離不一致,碳刷有效接觸面有差別,刷架周邊有毛刺不光滑,易掛碳粉和粉塵,這都會造成碳刷電流偏差增大。 外界環(huán)境?;h(huán)和碳刷靠近發(fā)電機軸瓦,存在油霧,影響碳刷和滑環(huán)的使用壽命。周圍空氣濕度影響滑環(huán)碳素薄膜的形成,從而影響碳刷的導電性能。 3采取措施 為了減小發(fā)電機碳刷和滑環(huán)之間磨損,排除因此而帶來的隱患,可以考慮如下措施: 機組大修時倒換正、負環(huán)的連接電纜。 選用質地均勻、材質較好、廠家指定的同一型號的碳刷。更換碳刷時,盡量使更換產(chǎn)品與運行碳刷保持生產(chǎn)批次相同,尤其是在滑環(huán)的同一極上。保證每塊碳刷的電阻系數(shù)相同,使碳刷的電流分配均勻。 適當增加負極側碳刷數(shù)量,降低電流密度,減少電氣磨損,從而降低機械磨損。 制定維護制度,及時擦拭滑環(huán),更換碳刷時彈簧壓力要調整適當。運行維護時,特別是更換新刷塊和日常清掃刷握時,定量調節(jié)刷握彈簧壓力為一定值,雖然刷體長短不一,并聯(lián)運行的碳刷壓力卻保持一致,使碳刷的磨損有所降低,延長使用周期。 在停機后,對汽機側滑環(huán)作充分的研磨,消除滑環(huán)上的毛刺。檢查刷握的位置,在機組中、小修時,對刷架的安裝,使每個刷握安裝孔與滑環(huán)切面垂直,保持滑環(huán)軸線與刷架的軸線同心。機組停運時,按照規(guī)定調換滑環(huán)極性,控制滑環(huán)的異常磨損。 加強對發(fā)電機的衛(wèi)生監(jiān)督和檢查,確保發(fā)電機在清潔的環(huán)境中運行。利用機組停運的機會,徹底整治發(fā)電機軸瓦漏油,使碳刷附近的油霧減少,及時清理滑環(huán)和刷架上的粉塵。 4結束語 從xx年2月份開始采取以上措施,碳刷的磨損明顯減小,冒火現(xiàn)象減輕,我們準備機組大修時更換碳刷極性,相信會對減少碳刷的磨損起到更積極的作用。我們相信隨著運行維護水平的提高,碳刷磨損嚴重的問題必將得到完全解決。 第 6 頁 共 10 頁 汽輪發(fā)電機組安全操作規(guī)程 1、上崗人員必須正確穿戴好勞動保護用品,女同志要將頭發(fā)盤起,禁止帶病或酒后上崗。 2、上崗人員應熟悉設備的工作原理、工藝流程、操作規(guī)程及運行參數(shù)。 3、汽輪發(fā)電機組潤滑油系統(tǒng)起動后在確認各位置油壓建立的情況下,且通過各觀察孔確認各潤滑部位潤滑油的流量后,投入盤車裝置運行帶動汽輪發(fā)電機組進入慢轉狀態(tài)。 4、在鍋爐起動各參數(shù)達到要求后,進行蒸汽管道的暖管,同時需將各蒸汽管道上的排泄閥打開排水,以上工作與中控需保持密切聯(lián)系,汽輪機輔機均起動正常運轉后,汽輪機即可開始沖轉,沖轉后要保證足夠的暖機時間(熱態(tài)20分鐘,冷態(tài)40分鐘),同時應嚴格按照《汽輪機升速曲線》進行升速,升速時需密切注意汽輪機和發(fā)電機的振動,汽輪機發(fā)電機振動不高于30um(過臨界轉速時不高于100um),嚴禁在振動超標的情況下強行升速。 5、汽輪機升速完成并保持穩(wěn)定3000r/min,5min后,即可與中控和各專業(yè)人員聯(lián)系準備發(fā)電機并網(wǎng),發(fā)電機并網(wǎng)過程中應嚴密監(jiān)視汽輪機及各輔機的運行狀況,并網(wǎng)后的升負荷操作需緩慢進行,避免急劇的負荷升降造成整個系統(tǒng)工況的失調。 6、混汽投入要嚴格按照《混汽投入順序》進行,完全放完混汽配管中的積水后進行暖管,暖管過程一定要充分,如暖管不太理想可適當延長暖管時間,起初混汽投入電動閥的操作須緩慢,以免瞬時猛烈進汽沖擊汽輪機,同時中控應保證AQC鍋爐的穩(wěn)定運行,發(fā)電機輸出功率維持在機組功率的30%以上。 7、汽輪發(fā)電機組運行正常后,蒸汽管道所附屬的疏水器要投入使用,排放管道內的積水,防止管道內的積水進入汽輪機對汽輪機造成沖擊,嚴重時將會導致機組發(fā)生重大事故。 8、汽輪發(fā)電機組正常運行過程中,應定時、定位、定量對汽輪發(fā)電機組及其輔機進行巡檢,檢查各部位的溫度、壓力、振動、熱膨脹量差、 各潤滑部位潤滑油流量以及是否有異常聲響,異常振動和異常氣味等,發(fā)現(xiàn)異常情況時應立即與中控聯(lián)系確認并及時查找問題根源提供依據(jù)。 9、保證汽輪發(fā)電機組油系統(tǒng)正常運行,杜絕跑、冒、滴、漏,停機檢修時需對各油過濾器進行清洗,運行時應對油管路進行檢查,運行時油路出現(xiàn)微量滲漏,要及時向技術人員報告并確認無危害情況發(fā)生,并采取相應措施予以解決后方可保持汽輪機正常運行。潤滑油過濾器、控制油過濾器、油冷卻器在運行過程中切換時,應先打開兩單元之間的平衡閥進行油壓平衡后方可進行切換操作。 10、汽輪機出現(xiàn)緊急情況時操作手拍危急遮斷器,其后確認高壓電動油泵或交流潤滑油泵的起動,并嚴密監(jiān)視轉子惰走情況,及時投入盤車帶動轉子慢轉,中控要嚴格保證凝汽器的真空度和液位,防止其內部出現(xiàn)正壓或汽輪機進水等嚴重事故。 11、運行中應加強對汽輪發(fā)電機組軸承回油溫度、軸瓦溫度的監(jiān)控,軸承最高回油溫度應小于65℃,軸承最高瓦溫應小于90℃(發(fā)電機軸瓦溫度應小于70℃); 12、運行中應對發(fā)電機三相定子溫度及空冷器出口溫度進行監(jiān)控,如出現(xiàn)發(fā)電機三相定子溫度大于100℃或空冷器出口溫度大于60℃時,應立即起動備用冷卻水泵,并告知工段管理人員進行相關相關處理; 13、運行過程中應防止負荷的急劇升降,正常停機時應緩慢地將負荷下調,發(fā)電機解列后重復第10項操作,若停機時間較長,一般將盤車48小時后可停止盤車,盤車裝置一定要在油系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下投入。 14、應嚴格控制汽輪機主汽門的進汽參數(shù): 瞬間最大壓力:1.3MPa(13kg/cm2G)或蒸汽溫度為400℃時每次運行不超過30min(年度總時限應小于20小時) 額定進汽壓力:1.05MPa(10.5kg/cm2) 連續(xù)最高溫度:405℃(年累計不超過400小時) 瞬間最高溫度:410℃(累計不超過80小時,每次持續(xù)時間不超過15分鐘) 主蒸汽溫度:345℃~400℃ 第 9 頁 共 10 頁 行業(yè)資料 本文至此結束,感謝您的瀏覽! (資料僅供參考) 下載修改即可使用 第 10 頁 共 10 頁- 配套講稿:
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- 汽輪發(fā)電機 碳刷 滑環(huán) 磨損 解決方法
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