國產(chǎn)600 MW機(jī)組發(fā)電機(jī)勵(lì)磁刷握的節(jié)能改造

侯健

(華電內(nèi)蒙古能源有限公司包頭發(fā)電分公司，內(nèi)蒙古 包頭 014013)

1 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁刷握

華電內(nèi)蒙古能源有限公司包頭發(fā)電分公司(以下簡稱華電包頭公司)#1，#2發(fā)電機(jī)組為哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司制造，隔音罩刷架由裝配在底架上的隔音罩、構(gòu)成風(fēng)路的隔板、刷架、組合式刷握、導(dǎo)電板、末端抑振軸承等組成。每套刷握內(nèi)有4個(gè)(牌號為NCC634、規(guī)格為25 mm×32 mm×100 mm)碳刷，每個(gè)集電環(huán)軸向布置2套刷盒，圓周分布8處，即每個(gè)集電環(huán)上共設(shè)置16套刷握，1臺機(jī)組共設(shè)置32套刷握。

2 改造原因

(1)華電包頭公司的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁刷握所使用的碳刷每年要更換2到3次，存在著嚴(yán)重的碳刷浪費(fèi)現(xiàn)象。由于刷握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致碳刷的有效使用量太少，長度為100 mm的碳刷只能使用30～40 mm，使用之后，線辮很容易卡在刷盒上，使碳刷受阻。

(2)單個(gè)彈簧卷壓在碳刷單個(gè)邊上，造成力點(diǎn)偏心，使碳刷在刷盒內(nèi)受阻過大，彈簧達(dá)不到實(shí)際工作壓力，碳刷作用到滑環(huán)上的壓力分布也不均勻。

(3)現(xiàn)在使用的恒壓彈簧(單個(gè)彈簧卷)固定在刷握上，在運(yùn)行維護(hù)中，更換碳刷極不方便且單卷容易疲勞和斷裂。碳刷與滑環(huán)剛磨合好就更換新碳刷，對滑環(huán)的磨損較大，甚至清除了滑環(huán)上的氧化層。因此，頻繁更換碳刷會減少滑環(huán)的使用年限，同時(shí)增加人工維護(hù)量。

(4)現(xiàn)在使用的刷握保持器對碳刷控制不良，刷握在安裝和取出時(shí)碳刷經(jīng)常脫出，易造成碳刷破碎和掉角。保持器與碳刷分離不開，將碳刷卡住，不能做功，容易造成碳刷、刷握過熱及線辮和刷握燒損，甚至出現(xiàn)燒壞滑環(huán)的現(xiàn)象，同時(shí)也使操作人員的安全受到影響。

3 改造目的

為了大幅度降低碳刷的使用成本，保護(hù)運(yùn)行維護(hù)人員的人身安全，保證發(fā)電機(jī)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，消除原來刷握上存在的各種不安全因素，有必要對刷握進(jìn)行技術(shù)改造。

4 改造方案

利用機(jī)組停機(jī)機(jī)會，將原有老式刷握拆下，更換成插拔式雙卷可控刷分體恒壓刷握，型號為H596－4，刷握內(nèi)碳刷對應(yīng)型號為LFC554(或NCC634)，規(guī)格為25mm×32mm×100mm(長×寬×高)。調(diào)整碳刷與滑環(huán)的間距，研磨碳刷與滑環(huán)的接觸面。通過調(diào)查比較，結(jié)合華電包頭公司實(shí)際運(yùn)行情況，提出了用插拔式雙卷可控刷分體恒壓刷握的節(jié)能改造方案。該方案實(shí)施后，解決了老式刷握所存在的各種弊病，達(dá)到了節(jié)能(每塊碳刷可使用一年半以上)、減少維護(hù)量、安裝方便和生產(chǎn)安全之目的。

5 技術(shù)特點(diǎn)

(1)該插拔式刷握刷盒內(nèi)腔尺寸為25 mm×32 mm，公差為0.05 ～0.08 mm。

(2)刷握的恒壓彈簧采用雙卷，公稱彈力為(12.8±0.6)N，其恒壓行程≥66 mm。彈簧卷寬度為12mm，直徑為14mm。通過改造，把原來固定的單卷彈簧改成等力的(由U形架固定)2個(gè)恒壓卷簧，均勻地壓在碳刷兩邊，且該彈簧可自由取下，徹底解決了力點(diǎn)偏心、碳刷在刷盒內(nèi)受阻等問題。在運(yùn)行中，碳刷和滑環(huán)之間能夠產(chǎn)生較小的滾動摩擦力，避免了碳刷和刷握受熱，而且2個(gè)彈簧卷壓力均勻，碳刷磨損程度無論大小，受力都是相同的。

(3)插拔式刷握的刷盒和梯形座4點(diǎn)緊固，其材質(zhì)皆為ZH62，加工后表面無裂紋、砂眼、縮孔、黑皮等缺陷，鑄銅件鍍銀10 μm，鍍銀表面光滑、銀層附著良好。

(4)改造時(shí)，原設(shè)備不需要有任何變動，刷握與刷座間的梯形導(dǎo)電接觸面應(yīng)嚴(yán)密配合，導(dǎo)電接觸面不低于70%。刷握與刷座上的所有螺栓必須采取止退措施。

(5)改造后的碳刷引出線在碳刷的中間，使得碳刷在刷盒內(nèi)運(yùn)動過程中不受阻、不卡澀，而且碳刷能夠達(dá)到最理想的使用長度。

6 經(jīng)濟(jì)效益對比分析

華電包頭公司1臺發(fā)電機(jī)每年碳刷的使用費(fèi)用為32×4×2.5×210=67200(元)，2臺發(fā)電機(jī)每年碳刷消耗費(fèi)用為134400元左右。通過試用插拔式雙卷可控刷分體恒壓刷握可知，該刷握的使用壽命至少在18個(gè)月以上且運(yùn)行工況良好。在負(fù)荷不是很高的情況下，該刷握的使用壽命甚至能夠達(dá)到2年以上。1塊碳刷使用時(shí)間按18個(gè)月計(jì)算，技術(shù)改造后，1臺發(fā)電機(jī)每年碳刷的使用費(fèi)用為32×4×0.667×210=17929(元)。這樣，1臺機(jī)組1年僅碳刷一項(xiàng)可節(jié)約費(fèi)用67200 －17929=49271(元)，2臺機(jī)組每年可節(jié)省資金近10萬元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

7 結(jié)束語

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁碳刷是發(fā)電機(jī)中動、靜接觸和交換能量的零件，關(guān)系著發(fā)電機(jī)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，維護(hù)好勵(lì)磁刷握及碳刷的良好經(jīng)濟(jì)運(yùn)行十分重要。華電包頭公司積極探索挖潛節(jié)能降耗技術(shù)，通過技術(shù)改進(jìn)與引用新技術(shù)，取得了良好的效果。華電包頭公司將繼續(xù)加大節(jié)能和資金投入力度，以全面提高華電包頭公司的企業(yè)競爭力，創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

［1］中國華電工程(集團(tuán))有限公司，上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院.大型火電設(shè)備手冊:汽輪發(fā)電機(jī)［M］.北京:中國電力出版社，2009.