600MW发电机碳刷振损问题分析及处理

600MW发电机碳刷振损问题分析及处理 杨俊锋 （广东红海湾发电有限公司，广东汕尾 516623 ） 摘 要针对广东红海湾发电有限公司2号发电机碳刷振损的问题，分析其原因为集电环磨损严重所致，从而提出车 削集电环消除振损的方法，为同类林且作为参考。 关键词发电机，集电环，车削； Analysis on the Damage Causes and Countermeasure for Carbon Brush of600MW Generator Yang Junfeng （Guangdong Red Bay Generation Co., Ltd. Slianwei Guangdong 516623） Abstract Base on Brush vibration damage For the unit 2 of Guangdong Red Bay Power Generation Co., Ltd., analysis of the reasons for collector ring dama缪 are nnded, and turning collecting ring to eliminate vibnition is recommended, which may server as a reference for the same unit・ Key words generator; collector ring; turning （）引言 2008年9月20日，广东红海湾发电有限公司2号 发电机首次出现集电环负极外侧碳刷弹簧断裂，进入10 月共出现了 10多次的弹簧振断，典I位置连续岀现4 次损坏。为了避免严重事故的发生，电厂停湖旳出现问 题的集电坏进行了车削处理o滑环原始直径测量值为 343mm ,车削工作结束后测量滑环直径在 340.43mm〜340.47mm,车削深度为 1.28mm3 本文就碳刷振损进行研究，推断出集电环衣面磨损 严重，从而车削集电环，彻底解决碳刷振损问题，避免 事故的发生。 1碳刷和集电环概述 广东红海湾发电有限公司2发电机为东方电羽LT生 产的QSFX-600-2-22A型、汽轮內接拖动的隐极式，二 极同步发电机。集电环是合金锻件，材料牌号为T10A, 表而有等距离的螺旋槽，集电环周向均布30个轴向斜 孔 发电机集电环的宽度为304. nm,圆周方向如置了8 扌楸刷，碳刷采用天然石墨材料粘结制成，有较低的磨 擦系数和一立的自润滑作用。每个电WR有两根柔性的 铜弓I线（即刷辫）。螺旋式弹簧恒定地将床力施加在电刷 中心上。宽度方向每排布置有2个刷盒，刷盒采用了 盒式刷握结构，每个刷盒育鑲4块碳刷，共计8个碳刷。 发电机采用上海摩根碳制品有限公司的NCC634碳刷， 尺寸为25. 4X38. IX102伽，总的摩擦而积（个集电环） 为25. 4 X38. IX 64-61935. 36mnf。碳刷布置图见图 1 图1碳吊怖置图 第1环 第10环 2碳刷振损 2号湖也|.与2008年2月通过168h试运。2008年6 月小修完成后，负极集电环碳刷出现振动大的现象。9 月20日，D列出现弹簧断裂。10月份全月D歹I」共出现了 12次弹簧断裂情况，出现振损问题的碳刷丄耍出现在I） 歹U碳刷（负极集电环外侧）的2个碳刷上 而口外侧比 里侧的振动程度更严重。止极的A列、B列以及负极的C 列的碳刷无振动，于触模碳刷辫子，几乎感觉不到振动， 而D列振动特别明显，尤其按外侧的2纽碳刷，可以看 到碳刷辫在明显的上下抖动，弹簧振颤十分明显。 观察振损的碳刷，发现碳刷与集电环接触面有异常 波纹状的沟槽，碳刷崩角情况严重。山于碳刷在刷盒内 」■卜振动，碳刷与刷盒接触边缘部分也出现了明显的磨 损痕迹，从痕迹判断，碳刷上下移动的幅度有1肿。破损 的碳刷与止殆碳刷比较见图2 兎换下未的振更换下沐附正 損的小後在 當的小碳梓 图2破损的碳刷与止當碳吊啲比较 山于A、B列碳刷耘动，把止极研磨好的碳刷换到D 列，振动情况没有改善。 把1号发电机相同位置的碳刷（1号发电机与2号发电 机同类型）互撫互换后振动情况也没有改善。 D列碳刷的电流分布也輙大差别，具体见衣］ 表1用国1430MW时D歹ij碳刷电流分布 每个册掘四根碳刷电流（A） D1刷握 98. 3/86.2/79. 4/60. 4 D2刷握 23. 3/53. 3/90. 3/45. 3 D3刷握 99. 8/57.2/56. 3/75. 3 D4刷握 21. 5/66.4/70. 6/68. 3 D5刷握 116. 1/61. 9/97. 7/76. 2 D6刷握 76. 9/63. 3/72. 8/47. 2 D7刷握 79. 2/48. 3/67. 5/42. 4 D涮握 36. 4/49. 9/66. 0/54. 7 另外，从集控室的转子振动值来看，转子的各项振 动值止常。 3 碳刷振损原因分析 心述规象分析，可以判断碳刷盒内的惮簧片断裂 是山于与Z相对应的碳刷在频繁地抖动，造成该弹簧片 随之人幅度地频繁伸缩，■终造成金属疲劳而发生断裂。 造成碳刷在刷盒内高频振动的原因有气垫与吸附、 刷架装偏、集电坏表面磨损。 气垫与吸附对于集电环表面螺栓槽，在很大无破 丄解决了此问题。另外通过止、负极碳刷对调，以及1号 发电机与2号发电机相同位匿电刷对调，都不白酗决振动 来看，气垫引起振动不能成立。 刷架装偏的可能对于小修后出现这样的问题是存 在这种可能性的。实际测量刷架与转了轴的同心度，基 本尢偏走另外対于东方电別曲利嚓体刷架结构的方式, 在安装I 只耍求整刷盒底部到集电环外径距离（约2〜 4泗）的距离。所以刷架对此影响也可排除。 集电环表而磨损严重从振损的碳刷与集电环接触 面的不平滑的波纹，可以基本确定。试想一下，如果集 电环表面非殆光滑，与之相接触的碳刷衣面怎么能出 规起伏状的纹路在与集电环农面接触磨合的过程中， 碳刷农血逐渐形成了与集电环农血相吻合的纹路。碳刷 表面的破损，是山于发生了异常振动的碳刷，不断地冲 击看集电环的表面，在持续的冲击力的作用下，逐渐使 碳刷表而或四周发生破裂。集电环磨损在随后的停机中 得到证实。其中集电环第2、第3环出现了W形沟槽。 集电环短时间严重磨损分析 乩使用了不同牌号的碳棒。这点可以排除，因为使 用的均为上海摩根碳制品有限公司的MC634碳刷。1号 回无异常。 b. 有硬物划伤集电环，小修后对集电环进行了检杳, 表面无划痕。另一种可能时刷握底部距集电环太低 转 子跳动时，刷握底部金属摩擦了集电环。通过D列刷盒底 部检查，这种情况也排除。 c. 可能是加工生产集电环时，生产设备方面出现了 系统偏応也有可能是装配吋，同心度不好，工艺控制 不到位等，造成最外侧部位超瓶 这样造成在运行中， 碳刷与集电环接触发生界術磨擦，造丿爍电环衣面的过 度僭损。从农2中可以看出集电环硬度有定的差异。 d. 其它方面的原因如碳刷研