汽輪發(fā)電機(jī)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(jī)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(yè) 共 10 頁(yè) 汽輪發(fā)電機(jī)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(jī)組為15MW汽輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組于xx年5月份投入運(yùn)行，發(fā)電機(jī)定子額定電流為1031A；空載電流為259A；每個(gè)環(huán)有四個(gè)碳刷，碳刷的尺寸是60mm32mm25mm；勵(lì)磁系統(tǒng)為自勵(lì)半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)；電源取自發(fā)電機(jī)本身，在發(fā)電機(jī)出口處接一臺(tái)勵(lì)磁變壓器，經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體整流，經(jīng)碳刷、滑環(huán)接入發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁。 1運(yùn)行狀況 機(jī)組于xx年5月份投入運(yùn)行以來(lái)，一直存在以下問(wèn)題。 碳刷磨損十分嚴(yán)重，截止xx年2月份，汽機(jī)側(cè)碳刷更換了12塊，發(fā)電機(jī)東側(cè)的碳刷自運(yùn)行以來(lái)沒(méi)有更換過(guò)一塊，而有一個(gè)位置的碳刷多次更換，磨損特別快。 每個(gè)碳刷承擔(dān)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(yùn)行過(guò)程中，碳刷及滑環(huán)的粉塵較多。 滑環(huán)因碳刷長(zhǎng)期冒火已在表面形成燒傷條紋。 刷辮長(zhǎng)期過(guò)熱變色，有段時(shí)間溫度達(dá)80～90℃。 2問(wèn)題分析 發(fā)電機(jī)碳刷和滑環(huán)間工作面的磨損有兩種：一是純機(jī)械磨損；二是在電流作用下的電氣磨損和機(jī)械磨損。 2.1純機(jī)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(dāng)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，因摩擦作用而形成磨損。如果碳刷顆粒細(xì)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(jī)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(zhì)顆粒，則必然會(huì)使機(jī)械磨損大大增加。同時(shí)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(huì)使集電環(huán)表面拉成溝槽，一旦形成溝槽對(duì)發(fā)電機(jī)的危害極大。碳刷是非金屬導(dǎo)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(dòng)摩擦導(dǎo)電產(chǎn)生的接觸電阻、機(jī)械摩擦熱耗，加上電刷的電阻能耗轉(zhuǎn)化為高熱易使彈簧失壓及導(dǎo)線老化，引起接觸不良、產(chǎn)生火花，嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行； 2.2在電流作用下的電氣磨損和機(jī)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(huì)對(duì)機(jī)械磨損的程度產(chǎn)生影響。 由于電流通過(guò)碳刷和滑環(huán)的接觸面，且其直接傳導(dǎo)的部位不斷變動(dòng)，電流密度又很大，使一些點(diǎn)溫度很高；又由于電弧的高溫作用，會(huì)使兩側(cè)極面局部熔化、脫落，金屬會(huì)變成金屬蒸氣，碳刷則結(jié)構(gòu)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(yáng)極（正極）表面局部灼熱而蒸發(fā)出“金屬蒸氣”，使陽(yáng)極表面損蝕，這叫“陽(yáng)極蒸發(fā)”；陰極（負(fù)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(yáng)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(huì)出現(xiàn)極性差別。當(dāng)電流由碳刷流向滑環(huán)時(shí)，此時(shí)碳刷為正極，滑環(huán)為負(fù)極，則結(jié)果是，碳刷面上發(fā)生微小程度的陽(yáng)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(rùn)滑、光澤的鏡面。由于滑環(huán)表面平滑，機(jī)械磨損較小。 當(dāng)電流由滑環(huán)流向碳刷時(shí)，此時(shí)碳刷為負(fù)極，滑環(huán)為正極，則結(jié)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(yáng)極蒸發(fā)。大量金屬蒸發(fā)，使其表面損蝕嚴(yán)重，同時(shí)，這些金屬粒子也易附于碳刷磨損面上，反過(guò)來(lái)會(huì)使換向器表面嚴(yán)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(jī)械磨損大。 總的來(lái)說(shuō)，當(dāng)碳刷為正極時(shí)，碳刷電氣磨損大，機(jī)械磨損輕微，滑環(huán)的電氣磨損和機(jī)械磨損都很??；當(dāng)碳刷為負(fù)極時(shí)，碳刷電氣磨損小，機(jī)械磨損大，滑環(huán)的電氣磨損、機(jī)械磨損都很大。 為了使磨損均勻一些，對(duì)于滑環(huán)，因?yàn)檎h(huán)電流由碳刷流向滑環(huán)，碳刷正極性，滑環(huán)負(fù)極性，故正環(huán)磨損?。煌?，負(fù)環(huán)磨損大，故兩環(huán)極性應(yīng)經(jīng)常調(diào)換。各電廠大修時(shí)常倒換正、負(fù)環(huán)的連接電纜，就是這個(gè)道理。 當(dāng)沒(méi)有電流時(shí)，碳刷磨面上的粗硬粒子易嵌入滑環(huán)表面，引起較大的機(jī)械磨損，甚至引起摩擦振動(dòng)。當(dāng)流過(guò)電流時(shí)，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(jī)械磨損減小，并使碳刷運(yùn)行十分平穩(wěn)。所以，在正常情況下，電流對(duì)減小機(jī)械磨損還有好處。但是，如果電流密度過(guò)大，則陽(yáng)極蒸發(fā)嚴(yán)重，會(huì)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(jī)械損耗又會(huì)增加，所以通過(guò)碳刷的電流密度應(yīng)有一個(gè)限度。 2.3其他方面的影響 彈簧壓力。壓力過(guò)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(guò)大，刷面的硬粒對(duì)滑環(huán)表面刮割嚴(yán)重，又會(huì)使機(jī)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(yùn)行中造成碳刷溫升不同，導(dǎo)致并聯(lián)碳刷的電流分配不均勻，不僅個(gè)別電流超標(biāo)，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(shì)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(huì)造成碳刷電流偏差增大。 外界環(huán)境。滑環(huán)和碳刷靠近發(fā)電機(jī)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(dǎo)電性能。 3采取措施 為了減小發(fā)電機(jī)碳刷和滑環(huán)之間磨損，排除因此而帶來(lái)的隱患，可以考慮如下措施： 機(jī)組大修時(shí)倒換正、負(fù)環(huán)的連接電纜。 選用質(zhì)地均勻、材質(zhì)較好、廠家指定的同一型號(hào)的碳刷。更換碳刷時(shí)，盡量使更換產(chǎn)品與運(yùn)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(dāng)增加負(fù)極側(cè)碳刷數(shù)量，降低電流密度，減少電氣磨損，從而降低機(jī)械磨損。 制定維護(hù)制度，及時(shí)擦拭滑環(huán)，更換碳刷時(shí)彈簧壓力要調(diào)整適當(dāng)。運(yùn)行維護(hù)時(shí)，特別是更換新刷塊和日常清掃刷握時(shí)，定量調(diào)節(jié)刷握彈簧壓力為一定值，雖然刷體長(zhǎng)短不一，并聯(lián)運(yùn)行的碳刷壓力卻保持一致，使碳刷的磨損有所降低，延長(zhǎng)使用周期。 在停機(jī)后，對(duì)汽機(jī)側(cè)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(jī)組中、小修時(shí)，對(duì)刷架的安裝，使每個(gè)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(jī)組停運(yùn)時(shí)，按照規(guī)定調(diào)換滑環(huán)極性，控制滑環(huán)的異常磨損。 加強(qiáng)對(duì)發(fā)電機(jī)的衛(wèi)生監(jiān)督和檢查，確保發(fā)電機(jī)在清潔的環(huán)境中運(yùn)行。利用機(jī)組停運(yùn)的機(jī)會(huì)，徹底整治發(fā)電機(jī)軸瓦漏油，使碳刷附近的油霧減少，及時(shí)清理滑環(huán)和刷架上的粉塵。 4結(jié)束語(yǔ) 從xx年2月份開(kāi)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(zhǔn)備機(jī)組大修時(shí)更換碳刷極性，相信會(huì)對(duì)減少碳刷的磨損起到更積極的作用。我們相信隨著運(yùn)行維護(hù)水平的提高，碳刷磨損嚴(yán)重的問(wèn)題必將得到完全解決。 第 6 頁(yè) 共 10 頁(yè) 汽輪發(fā)電機(jī)組安全操作規(guī)程 1、上崗人員必須正確穿戴好勞動(dòng)保護(hù)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(yīng)熟悉設(shè)備的工作原理、工藝流程、操作規(guī)程及運(yùn)行參數(shù)。 3、汽輪發(fā)電機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)起動(dòng)后在確認(rèn)各位置油壓建立的情況下，且通過(guò)各觀察孔確認(rèn)各潤(rùn)滑部位潤(rùn)滑油的流量后，投入盤車裝置運(yùn)行帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)入慢轉(zhuǎn)狀態(tài)。 4、在鍋爐起動(dòng)各參數(shù)達(dá)到要求后，進(jìn)行蒸汽管道的暖管，同時(shí)需將各蒸汽管道上的排泄閥打開(kāi)排水，以上工作與中控需保持密切聯(lián)系，汽輪機(jī)輔機(jī)均起動(dòng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，汽輪機(jī)即可開(kāi)始沖轉(zhuǎn)，沖轉(zhuǎn)后要保證足夠的暖機(jī)時(shí)間（熱態(tài)20分鐘，冷態(tài)40分鐘），同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照《汽輪機(jī)升速曲線》進(jìn)行升速，升速時(shí)需密切注意汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的振動(dòng)，汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)振動(dòng)不高于30um（過(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)不高于100um），嚴(yán)禁在振動(dòng)超標(biāo)的情況下強(qiáng)行升速。 5、汽輪機(jī)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(zhǔn)備發(fā)電機(jī)并網(wǎng)，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視汽輪機(jī)及各輔機(jī)的運(yùn)行狀況，并網(wǎng)后的升負(fù)荷操作需緩慢進(jìn)行，避免急劇的負(fù)荷升降造成整個(gè)系統(tǒng)工況的失調(diào)。 6、混汽投入要嚴(yán)格按照《混汽投入順序》進(jìn)行，完全放完混汽配管中的積水后進(jìn)行暖管，暖管過(guò)程一定要充分，如暖管不太理想可適當(dāng)延長(zhǎng)暖管時(shí)間，起初混汽投入電動(dòng)閥的操作須緩慢，以免瞬時(shí)猛烈進(jìn)汽沖擊汽輪機(jī)，同時(shí)中控應(yīng)保證AQC鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)電機(jī)輸出功率維持在機(jī)組功率的30%以上。 7、汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)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(nèi)的積水，防止管道內(nèi)的積水進(jìn)入汽輪機(jī)對(duì)汽輪機(jī)造成沖擊，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)導(dǎo)致機(jī)組發(fā)生重大事故。 8、汽輪發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)定時(shí)、定位、定量對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組及其輔機(jī)進(jìn)行巡檢，檢查各部位的溫度、壓力、振動(dòng)、熱膨脹量差、 各潤(rùn)滑部位潤(rùn)滑油流量以及是否有異常聲響，異常振動(dòng)和異常氣味等，發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)應(yīng)立即與中控聯(lián)系確認(rèn)并及時(shí)查找問(wèn)題根源提供依據(jù)。 9、保證汽輪發(fā)電機(jī)組油系統(tǒng)正常運(yùn)行，杜絕跑、冒、滴、漏，停機(jī)檢修時(shí)需對(duì)各油過(guò)濾器進(jìn)行清洗，運(yùn)行時(shí)應(yīng)對(duì)油管路進(jìn)行檢查，運(yùn)行時(shí)油路出現(xiàn)微量滲漏，要及時(shí)向技術(shù)人員報(bào)告并確認(rèn)無(wú)危害情況發(fā)生，并采取相應(yīng)措施予以解決后方可保持汽輪機(jī)正常運(yùn)行。潤(rùn)滑油過(guò)濾器、控制油過(guò)濾器、油冷卻器在運(yùn)行過(guò)程中切換時(shí)，應(yīng)先打開(kāi)兩單元之間的平衡閥進(jìn)行油壓平衡后方可進(jìn)行切換操作。 10、汽輪機(jī)出現(xiàn)緊急情況時(shí)操作手拍危急遮斷器，其后確認(rèn)高壓電動(dòng)油泵或交流潤(rùn)滑油泵的起動(dòng)，并嚴(yán)密監(jiān)視轉(zhuǎn)子惰走情況，及時(shí)投入盤車帶動(dòng)轉(zhuǎn)子慢轉(zhuǎn)，中控要嚴(yán)格保證凝汽器的真空度和液位，防止其內(nèi)部出現(xiàn)正壓或汽輪機(jī)進(jìn)水等嚴(yán)重事故。 11、運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組軸承回油溫度、軸瓦溫度的監(jiān)控，軸承最高回油溫度應(yīng)小于65℃，軸承最高瓦溫應(yīng)小于90℃（發(fā)電機(jī)軸瓦溫度應(yīng)小于70℃）； 12、運(yùn)行中應(yīng)對(duì)發(fā)電機(jī)三相定子溫度及空冷器出口溫度進(jìn)行監(jiān)控，如出現(xiàn)發(fā)電機(jī)三相定子溫度大于100℃或空冷器出口溫度大于60℃時(shí)，應(yīng)立即起動(dòng)備用冷卻水泵，并告知工段管理人員進(jìn)行相關(guān)相關(guān)處理； 13、運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)防止負(fù)荷的急劇升降，正常停機(jī)時(shí)應(yīng)緩慢地將負(fù)荷下調(diào)，發(fā)電機(jī)解列后重復(fù)第10項(xiàng)操作，若停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)，一般將盤車48小時(shí)后可停止盤車，盤車裝置一定要在油系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下投入。 14、應(yīng)嚴(yán)格控制汽輪機(jī)主汽門的進(jìn)汽參數(shù)： 瞬間最大壓力：1.3MPa（13kg/cm2G）或蒸汽溫度為400℃時(shí)每次運(yùn)行不超過(guò)30min（年度總時(shí)限應(yīng)小于20小時(shí)） 額定進(jìn)汽壓力：1.05MPa（10.5kg/cm2） 連續(xù)最高溫度：405℃（年累計(jì)不超過(guò)400小時(shí)） 瞬間最高溫度：410℃（累計(jì)不超過(guò)80小時(shí)，每次持續(xù)時(shí)間不超過(guò)15分鐘） 主蒸汽溫度：345℃~400℃ 第 9 頁(yè) 共 10 頁(yè) 行業(yè)資料 本文至此結(jié)束，感謝您的瀏覽! （資料僅供參考） 下載修改即可使用 第 10 頁(yè) 共 10 頁(yè)