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