種分槽電機過熱原因分析及處理

張文華

（天津晉鋁建設有限公司，山西 河津 043300）

0 引 言

中國鋁業(yè)山西分公司拜爾法種分槽機械攪拌裝置是從法國Robin公司引進的大型設備，攪拌電機型號為F250M－4，55 kW。種分槽種分精液高溫高堿、固含量高，機械攪拌系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，種分槽在15～20 min內(nèi)就會沉槽。2008年由于供電系統(tǒng)故障，造成3臺種分槽沉槽，不僅嚴重地影響了生產(chǎn)正常運行，而且由于種分槽高溫高堿，人工清理相當困難，耗用時間相當長。為保證種分槽安全、穩(wěn)定運行，對種分槽機械攪拌供電系統(tǒng)進行了技改，電源改為雙回路自動投切，電纜供電線路增加了防火措施，實現(xiàn)了在主控室DCS集散控制系統(tǒng)上自動控制和監(jiān)測。近幾年以來，種分槽電機大部分本體溫度偏高，對種分槽攪拌裝置的安全、穩(wěn)定的運行構成了威脅，存在著嚴重的故障隱患。為防止電機在運行中燒毀，重復沉槽事故，多次安排了隔槽、檢修，給生產(chǎn)正常運行帶來很大的困難。為消除故障隱患，對電機過熱原因進行了分析，并采取了相應的防范措施，為安全穩(wěn)定生產(chǎn)提供了保障。

1 種分槽電機過熱原因分析

1.1 電機工作環(huán)境惡劣

32臺種分槽的首槽溫度為58～61℃，末槽溫度為46～50℃，其他槽溫度在首槽和末槽溫度之間，當外界環(huán)境溫度為35℃時，種分槽頂環(huán)境溫度高達50℃以上，電機在這樣高溫高堿環(huán)境下長期運行，嚴重影響電機的絕緣性能。拜爾法種分槽機械攪拌電機自投產(chǎn)以來，已運行近十年，大部分電機已經(jīng)過大修或中修。2006年夏季，檢修過的電機普遍出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，用紅外線測溫儀測得的溫度在115℃左右，部分電機本體溫度高達119℃，比投產(chǎn)后同時期的溫度提高了近29℃，考慮允差系數(shù)，實際電機內(nèi)部溫度已達到了130℃左右。電機送往電修車間進行解體檢查，機械方面沒發(fā)現(xiàn)問題，但電機繞組、絕緣材料有不同程度的發(fā)黑，電機端部有堿液侵蝕現(xiàn)象，定子鐵芯有過熱痕跡[1]。

1.2 電機工作負荷增大

種分槽設計固含量＜780 g/L,試車后很長一段時間內(nèi)固含量在400 g/L左右，技改后固含量為800～1 000 g/L，部分電機負荷增大，在高溫環(huán)境中相對超負荷運行。

1.3 電機絕緣等級下降

一般情況下，電機定子鐵芯使用壽命很長，但電修車間在對電機進行大修的過程中，為了便于拆線，曾采用了火燒法拆除電機繞組，導致硅鋼片局部溫度過高，硅鋼片表面漆膜絕緣層受到破壞，片間短路引起鐵芯中渦流增大。經(jīng)過大修后的電機在進行空載試驗時，空載電流普遍偏高為45 A左右，大于額定電流的30%，在空載運行2 h后，個別電機本體溫度達到了67℃左右。在檢查中我們還發(fā)現(xiàn)電機原設計絕緣等級為F級，符合種分槽頂高溫高堿環(huán)境。但經(jīng)過大修后，電機的絕緣材料部分使用了B級絕緣材料，致使攪拌電機實際能承受的溫度低于130℃。不僅降低了電機的壽命，還直接威脅著種分槽的安全、穩(wěn)定運行。

2 隱患消除及防范措施

2.1 抓好電機的檢修質(zhì)量

1）電機繞組拆除過程中，禁止使用火燒法，應采用施加大電流軟化法或烘箱對繞組加熱進行拆除，電流大小掌握在電機額定電流的300%左右，最高溫度不宜超過120℃。拆除過程中盡量減小對電機鐵芯的損傷，防止硅鋼片之間絕緣受損。重纏繞組前采用渦流法對電機定子鐵芯絕緣進行檢查，鐵芯中渦流較大者表明絕緣已有所損壞，從提高攪拌電機安全、可靠性的角度考慮，不應在種分槽上使用。

2）電機的絕緣材料全部使用F級絕緣材料，為避免匝間絕緣成為整個絕緣系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，選用高質(zhì)量、耐高溫的漆包線。繞組重繞過程中要注重繞制質(zhì)量，避免在繞組繞制過程中留下質(zhì)量隱患。

3）采用磁性槽泥對電機進行改造，磁性槽泥有較好的磁性能、機械性能和耐熱性能，主要由高目數(shù)還原鐵粉和高粘度樹脂組成。將它抹在電機槽口上，固化后即可成為電機的磁性槽楔，可提高導磁率，減小電機氣隙磁阻，降低電機實際的空載和運行電流及整體溫升，使電機本體各部位溫度變得均勻，溫度梯度變化較小，減小局部溫度過高使絕緣老化加速而造成隱患的機率。

4）采用真空浸漆工藝，真空浸漆主要用于高壓電機，是一項最為可靠的技術，為了提高攪拌電機的絕緣等級和散熱、防潮、防堿液侵蝕能力，減少電機機械應力對繞組絕緣的損傷，使電機的絕緣系統(tǒng)有較高的可靠性，我們對電機的浸漆環(huán)節(jié)采用了環(huán)氧云母真空浸漆工藝。在具體實施過程中，對云母含量和由樹脂、固化劑、金屬氧化物添加劑等混合物組成的浸漬漆質(zhì)量和浸漆工藝嚴格控制，保證繞組的整體性和防護能力。

5）嚴把電機檢修質(zhì)量關，對空載試驗不合格的電機嚴禁使用。

2.2 對部分電機進行更換

對曾經(jīng)火燒過的、空載電流過大及超負荷運行的電機進行更換，在采用Y280S－4、75 kW、F級、V6型國產(chǎn)化電機進行試驗且效果良好后，逐步對存在不安全因素的電機進行了更換。

2.3 做好電機運行狀態(tài)的檢測

除在主控室做好電機各項參數(shù)的自動監(jiān)測外，認真做好電機本體、軸承、回路接頭、槽頂環(huán)境等處的溫度和繞組絕緣、直流電阻的監(jiān)測工作，做好原始記錄，

定期進行比較分析電機的運行狀況，掌握電機的實際運行周期，按電機的實際狀況有計劃的進行維修[2]。

2.4 加強日常操作維護

1）加強日常巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。合理調(diào)節(jié)種分供料量和固含量，使種分攪拌電機負荷控制在額定范圍內(nèi)。

2）及時清理電機本體、風罩積塵，保持風道通暢，提高電機散熱性能。

3）定期對電機軸承進行加油或換油。

3 結束語

上述的防范措施在逐歩得到了實施之后，不僅使攪拌電機溫升得到了控制，種分槽頂環(huán)境溫度為50℃時，電機溫度在90～100℃以內(nèi)，而且提高了攪拌電機安全、穩(wěn)定運行的可靠性，為氧化鋁生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定提供了必要的保障。

[1] 張郁，韓昶行，周東亮，等.拜爾法種分槽常見問題的分析和解決[J].有色設備，2003（3）：8-10,12.

[2] 趙萍，張存兵.拜爾法種分槽況楷事故的分析及技術改進途徑的探索[J].世界有色金屬，2001（4）：57-58，69.