搜索
消除#3机集电环碳刷发热故障淮阴发电有限公司发电部电气QC小组发布：张德继一、概述•我厂#3发电机为哈尔滨电机厂生产的QFSN-300-2型300MW供热机组，励磁部分为自并励自动调节励磁。电源取自发电机出口，经励磁变降压后再通过整流调节送到发电机刷架，经碳刷和集电环送给转子，提供发电机励磁。自2008年3月发电机投产以来，集电环和碳刷部分一直温度较高，经过处理无效，联系设计院，他们对此也无能为力。集电环和碳刷超温严重制约机组接带负荷，影响到发电机的安全运行，于是我们就此成立“消除#3机集电环碳刷发热故障”QC小组。二、小组简介小组成立日期2008年3月1日注册登记号HD2008FD201课题注册日期2008年3月8日课题完成日期2008年5月30日课题类型现场型专业培训人均50小时/年小组活动次数10次小组活动出勤率100%淮阴发电有限公司发电部电气QC小组小组成员和分工情况表小组分工姓名性别年龄文化程度职务技术指导章贵阳男42大专副主任组长沈中生男42大专技术员副组长张德继男40本科技术员组员罗士锋男35本科技术员组员庞俊男45中技班长组员张林男45中技班员组员徐敏超男35大专单元长组员王刚男30大专班员三、选题理由•消除#3机集电环碳刷发热故障是确保#3机安全运行的需要。2008年3月-5月因集电环碳刷发热故障，多次降励磁电流降负荷运行，严重影响#3机正常负荷接带。集电环是经过加热套上去的，厂家规定运行中不得超过250℃，不得高温运行，否则可能造成发电机转子集电环松动损坏，造成不可故量的损失。而我厂机组集电环碳刷部位经常超过300℃，此现象对我厂安全和经济效益极端不利，必须将温度降到100℃以下的正常范围，经小组讨论：降到100℃以下作为我们本次QC活动的目标。四、活动目标300100050100150200250300原状℃＞目标℃＜南侧五、现状调查针对集电环碳刷温度偏高，实测就地温度，列出典型的调查表，列表如下：序号北侧集电环温度（℃）南侧集电环温度（℃）1551852652783642564672345622256712457702758723109753351068321集电环碳刷温度典型的调查表制表人：张德继日期：2008年3月15日集电环表面温度柱状图64256050100150200250300350北侧温度（℃）南侧温度（℃）12345678910•从以上柱状图可以看出：集电环北侧10组碳刷温度低于80℃，属于正常范围；集电环南侧10组碳刷明显高于北侧，其中有6组温度高于250℃，且上部比下部温度明显偏高。六、原因分析和要因论证•经小组集体讨论，认为造成集电环南侧碳刷温度偏高的因素可能有：1.碳刷电流分布不均匀，2.碳刷氧化膜被破坏且无法重新建立3.冷却风道堵塞4.冷却风量不足5.集电环表面堵塞（通风沟、通风孔）6.轴流风扇风量下降7.电刷与滑环表面接触电阻、电刷与刷辫接触电阻、刷辫与刷架引线接触电阻过大。8.电刷压力不均匀或不符合要求，可能有电刷过短、弹簧由于过热变软老化失去弹性等原因。9.集电环与转子引线接触电阻过大10.电刷材质不良、导电性能差、使用的型号不符合要求或者使用了不同型号的电刷。11.电刷接触面研磨不良或运行中一次更换过多的电刷。12.电刷在刷盒中摇摆或动作卡涩。13.环境温度高。14.负荷电流过大•根据以上画出因果分析图：集电环南侧碳刷温度偏高设备人员材料环境环境温度高碳刷电流分布不均匀氧化膜被破坏冷却风道堵塞集电环表面堵塞冷却风量不足轴流风扇风量下降接触电阻过大电刷压力不均匀集电环与转子引线接触电阻大电刷材质不良电刷接触面研磨不良电刷在刷盒中摇摆或卡涩制图人：张德继，日期08年4月负荷电流过大经小组集体分析讨论及验证如下：论证1、碳刷电流分布不均匀，北侧10组都不高，南侧10组都高，就地查碳刷压力基本一致，原因不成立。论证2、氧化膜被破坏且无法重新建立：正常100℃以上就认为氧化膜已被破坏，就地检查时，发现不仅南侧温度全部在100℃以上，还有4只碳刷表面氧化膜被破坏严重，碳刷前端崩裂超过三分之一，还有4只损坏较小。现象明显，列为主要原因之一。论证3、冷却风道堵塞：利用停机进行检查，风道进出口发现未堵塞。论证4、冷却风量不足：风冷风道安装布置如下图一所示，冷风经滤网后分到北侧（A侧）和南侧（B侧），再经集电环与碳刷到轴中部经大轴风扇将热风抽出形成负压区。由于A侧到风扇负压区距离近，风阻小，冷风主要走A侧了，B侧到风扇负压区距离远，风阻大，冷风走B侧的少，从而，使B侧集电环和碳刷得不到充分的冷却。列为主要原因之一。论证5、集电环表面堵塞：利用停机进行检查，通风沟、通风孔未发现堵塞，原因排除。论证6、轴流风扇风量下降：北侧都不高，南侧都高，就地查出口风速也很高，原因排除。论证7、电刷与滑环表面接触电阻、电刷与刷辫接触电阻、刷辫与刷架引线接触电阻过大：就地查接触电压均小于1V，原因排除。论证8、电刷压力不均匀或不符合要求，可能有电刷过短、弹簧由于过热变软老化失去弹性等原因。就地检查碳刷长度均在于二分之一，合格，原因排除。论证9、集电环与转子引线接触电阻过大：测量阻抗5.65欧，和出厂值一致，原因排除。论证10、电刷材质不良：使用原厂配置，原因排除。论证11、电刷接触面研磨不良或运行中一次更换过多的电刷：接合面打磨过且未换过碳刷，原因排除。论证12、电刷在刷盒中摇摆或动作卡涩：逐一取下碳刷检查，发现碳刷普遍和刷握间夹得很紧，南侧最顶一组碳刷和刷架间固定十字星不能入座，造成接触不良。现象明显，列为主要原因之一。论证13、环境温度高：环境温度未超过35℃，原因排除。论证14、励磁电流过大：查验DCS历史记录，励磁电流未超过额定，原因排除。经小组讨论及验证后一致认为，造成集电环南侧温度偏高的主要因素是一、氧化膜被破坏；二、电刷在刷盒中摇摆或卡涩；三、冷却风量不足七、制定对策•针对集电环南侧温度偏高的主要因素，制定对策如下：序号要因现状目标对策措施负责人完成日期1氧化膜被破坏4只碳刷破坏严重，还有4只损坏较小全部修复运行中临时短时进行降温处理，再更换已损环8只碳刷庞俊08年3-5月2电刷在刷盒中摇摆或卡涩碳刷和刷握间夹得很紧，南侧最顶一组碳刷和刷架间不能固定碳刷和刷握间活动自如运行中对碳刷进行个别打磨和固定张德继08年3月3冷却风量不足南侧冷却风为北侧的余风，风量明显不足南侧冷却风量充足利用停机机会，在集电环西侧靠南的基座上开孔，增加进风口，增大通风量沈中生08年5月八、实施•实施一：敞开集电环两侧门，外接轴流风机对集电环和碳刷加强通风降温，同时在集电环表面涂抹凡士林油进行临时降温，降温到75度以下后，再对已损环的8只碳刷进行换新。•实施二：用砂纸分别对活动不灵活的碳刷取下进行打磨，使所有碳刷在刷握内活动自如，同时利用停机时间对顶层一组碳刷进行固定•实施三：在集电环西侧靠南的基座侧面（即图一中C处）上开40×80cm的孔作为进风口，使进风口比原来增大75%且位于南侧面，增加南侧通风量，保证所有冷却风量充足。消除集电环南侧碳刷温度异常升高的现象。九、效果检查经过以上处理改进后，就地实测温度，列出典型一次的调查表，列表如下：序号北侧集电环温度（℃）南侧集电环温度（℃）145452363734147451455433766374746538454394333103138改进后集电环温度典型的调查表制表人：张德继日期：2008年5月活动前后对比柱形图30010080050100150200250300活动前℃＞目标℃＜活动后℃＜南侧十、巩固措施•对碳刷的维护列入定期切换制度并严格执行。•联系重新绘制集电环碳刷部位通风冷却部分的图纸十一、体会•经过二个多月的努力，已经彻底消除了#3机集电环碳刷发热故障，圆满地完成了本次QC小组活动的目标，为提高我厂的经济效益，确保机组安全运行，作出了应有的贡献。