330MW機組升壓風(fēng)機電機增速改造為聯(lián)合風(fēng)機電機

莊 偉

（徐州華鑫發(fā)電有限公司，江蘇 徐州 221166）

0 引言

脫硝改造中為了節(jié)省投資成本增加企業(yè)內(nèi)涵式增長，對改造中拆除的兩臺升壓風(fēng)機電機進行增速改造，用于聯(lián)合風(fēng)機電機。采用綜合優(yōu)化方案，配套改造400V及6kV柜達到最佳的使用效果。

1 電機改造參數(shù)的確定

由于新增聯(lián)合風(fēng)機轉(zhuǎn)速為990r/min，而升壓風(fēng)機電機型號為YKK800-8，轉(zhuǎn)速為746r/min，為了達到提高轉(zhuǎn)速的目的必須對電機進行改造，改造后電機需滿足現(xiàn)場需要，以及下列要求：

（1）額定軸功率：1955kW（BMCR 工況 7737Pa）；

（2）最大軸功率：2676kW；

（3）額定電壓/頻率：6kV/50Hz；

（4）額定轉(zhuǎn)速： 990r/min；

（5）冷卻方式：空—空冷；

（6）電動機轉(zhuǎn)動慣量：3008kg·m2。

2 關(guān)鍵問題的解決

（1）原升壓風(fēng)機電機中心高800mm，即YKK800異步電動機,8極與6極定子槽數(shù)可以互用，此改造項目原8極電機中所采用的槽數(shù)比、槽型均可應(yīng)用于6極電機。經(jīng)電磁計算分析原8極槽配合可用于6極電機改造，滿足定轉(zhuǎn)子鐵心重新利用的要求，但噪聲會稍有增強。因電機極數(shù)變小，電機繞組跨距需要根據(jù)“極距=槽數(shù)/極數(shù)”相應(yīng)增大，跨距采用1-11短距方式有效削弱諧波對電機的影響?？缇嗾{(diào)整后需對定子線圈重新繞制，并嵌入定子鐵心后連同機座一起進行VPI真空壓力浸漬。因極數(shù)降低、轉(zhuǎn)速增高，電機轉(zhuǎn)矩將降低，在負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量相似的情況下加速時間將較比改造前有所提高。熱負(fù)荷較比改造前有所降低，在轉(zhuǎn)速提高之后電機整體溫升將比改造前有所降低。電機轉(zhuǎn)軸材料為16Mn，其屈服極限為3210kg/cm2，扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力τ取660kg/cm2，按改造電機(型號YKK800-6）3150kW計算可得改造電扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力為470kg/cm2完全滿足機械強度要求。端部最小允許啟動電壓為85%額定電壓,較原機有所提高。

（2）改動部件：線圈按照F級絕緣進行重新繞制，因改造電機與原電機電壓等級相同，所以線圈材料采用與原電機相同的玻璃絲薄膜繞包銅線，線圈銅線尺寸規(guī)格保持不變，使定子線圈在繞包對地絕緣、匝間絕緣后尺寸與原電機相同，保證原定子鐵心在滿足電氣性能的前提下得到充分利用。固定線圈的相關(guān)部件如支架、端箍等根據(jù)6極電機線圈的端部尺寸進行重新設(shè)計并制造。

（3）因電機由原8極改為6極，在原746r/min轉(zhuǎn)速提高至990r/min，轉(zhuǎn)子線速度有所增加，轉(zhuǎn)子風(fēng)扇離心力增大，需做加固檢查。為了保證安全堵轉(zhuǎn)時間大于啟動時間，通過風(fēng)機的負(fù)載阻力矩曲線、負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量，核算轉(zhuǎn)子端環(huán)、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條在啟動過程中溫度上升幅度。不滿足85%電壓啟動要求，需要對轉(zhuǎn)子端環(huán)等部件尺寸進行進一步調(diào)整。

（4）工程實施中因考慮造價及施工簡單，土建決定起用原引風(fēng)機電機基礎(chǔ),作為新增聯(lián)合風(fēng)機電機基礎(chǔ)，由于原引風(fēng)機電機型號為YKK710而改造后電機型號為YKK800兩者底座相差較大，無法安裝，經(jīng)與改造廠家溝通決定新制做過渡板使兩者相連。

3 改造工藝要求

3.1 電機鐵芯的溫升及鐵耗試驗

鐵芯磁密為1T（磁通密度B=10000高斯）的狀況下，鐵芯齒部最高溫升不大于25K，齒的最大溫差小于15K為合格。如鐵芯溫升不合格，應(yīng)查處達到合格，鐵芯試驗合格后方可進行繞組的嵌裝。

3.2 定子繞組的制作

3.2.1 拆除舊繞組前先測量并記錄下列數(shù)據(jù)：定子槽數(shù)、繞組接線方式、節(jié)距、端部軸向長度。

3.2.2 拆除舊繞組后測量并記錄下列數(shù)據(jù)：每只線圈的匝數(shù)（注意有的電機繞組在同一極相的串聯(lián)線圈中有二種匝數(shù)）、導(dǎo)線的線規(guī)（包括導(dǎo)線的型號）、并繞根數(shù)、鼻高、各層墊條的材質(zhì)和厚度、長度、主絕緣單邊厚度和材質(zhì)、槽楔的材質(zhì)和尺寸。

3.2.3 徹底清洗鐵芯后，全面檢查鐵芯有無損傷，二側(cè)壓板有無變形。如有缺陷必須消除。

3.2.4 鐵芯表面噴“8037”曬干醇酸漆。

3.2.5 按設(shè)計要求制作繞組。

1）絕緣耐熱等級為F級（155℃）。

2）導(dǎo)線選用F級 SBEFB-70/155-2N聚酰亞胺薄膜繞包雙玻璃絲扁銅線。

3）按設(shè)計要求繞制棱形—拉形—整形。

4）包絕緣

F級5440-1Ⅱ（544-1）環(huán)氧桐馬酸酐粘合粉云母紙（烘燒法），雙面玻布補強，平均耐壓<30kV/m.m 個別點耐壓<23 kV/m.m。

5）模壓固化

初壓溫度190±5℃時間3～5min，然后全壓溫度為180±5℃時間120min。

6）試驗

匝間試驗：沖擊電壓18850V 3次/s

交流耐壓試驗：2.75 UN+4.5kV伏 60s

3.3 繞組的嵌裝

3.3.1 槽底墊條、層間墊條、槽楔下墊條及槽楔均為環(huán)氧玻璃布板。

3.3.2 按原記錄部位放置測溫元件（PT100）用 FFP2×0.75 屏蔽線引出接到端子箱內(nèi)。

3.3.3 端箍及支架的絕緣均采用 0.14×25mm5440-1Ⅱ（544-1）環(huán)氧粉云母帶半疊包外包玻璃絲帶。

3.3.4 繞組端部用滌玻繩綁扎（道數(shù)與原相同）。

3.3.5 繞組的連接和引線全部采用45%的銀焊。

3.3.6 所有過橋線采用滌玻繩綁扎牢固。

3.3.7 引出線電纜用JEHF-10kV/(或6kV)乙丙橡膠絕緣線（F級）。

3.4 繞組的浸漆

3.4.1 預(yù)烘溫度為140±5℃時間由絕緣電阻值穩(wěn)定后決定。

3.4.2 冷卻到 60～70℃噴浸6895環(huán)氧無溶劑絕緣漆（F級）。

3.4.3 滴干30min后清除定子鐵芯表面的剩余漆。

3.4.4 烘干、升溫到 155±5℃ 恒溫16～18h（以烘后期的絕緣電阻每隔60min測得值保持三次不變及相互值差在10%內(nèi)）。

3.5 真空壓力浸漆工藝（VPI工藝）

3.5.1 預(yù)烘：溫度 90～100℃，4～5h。

3.5.2 抽真空：罐內(nèi)壓力 20mmHg，1.5h。

3.5.3 解除真空：15min。

3.5.4 抽真空：20mmHg，1.5h。

3.5.5 輸漆：漆牌號 T1149-3（F 級）10min。

3.5.6 初壓：壓力 3.5kgf/cm2，0.5h。

3.5.7 增壓：壓力 6.5kgf/cm2，3.5h。

3.5.8 回漆、滴漆： 2h。

3.5.9 固化：溫度 150～160℃，16～18h。

3.6 試驗

3.6.1 測量三相直流電阻。

3.6.2 測量絕緣對地和相間絕緣電阻及吸收比。

3.6.3 直流泄漏及耐壓試驗3UN伏。

3.6.4 交流耐壓試驗2UN+1000伏保持一分鐘。

3.6.5 繞組表面噴覆蓋漆“8037有機硅紅磁漆”（F級），機殼內(nèi)噴防銹漆。

3.6.6 裝配（按新電機出廠要求）

3.7 轉(zhuǎn)子

3.7.1 用壓縮空氣吹凈轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)、外、表面，及通風(fēng)槽，風(fēng)葉等灰塵，此后進行清洗，根據(jù)油污嚴(yán)重程度，加入絕緣清洗劑。

3.7.2 檢查籠條與端環(huán)是否良好，按設(shè)計要求進行必要的改造。

3.7.3 轉(zhuǎn)子送入烘房。

3.7.4 校測轉(zhuǎn)子軸的各擋同心度。

3.7.5 軸承檢修、保養(yǎng)、清洗軸承室。

3.7.6 在動平衡機上校驗高速動平衡。

3.7.7 漆噴8037抗弧覆蓋漆，轉(zhuǎn)子及軸非配合面噴防銹漆。

3.7.8 總裝、試車。測量電機空載三相電流、振動、噪聲、軸承溫度等。

4 配套設(shè)備的改造

配套改造爐側(cè)MCC400V柜抽屜12面,為兩臺聯(lián)合風(fēng)機配套油泵、軸冷風(fēng)機、加熱器提供電源。將原引風(fēng)機電機6kV柜每面增加三只CT，同時加裝一套差動保護，相應(yīng)一、二次回路同時改造以滿足電機運行需要。

5 改造后效果的評比

5.1 改造電機參數(shù)與原電機參數(shù)對比（見表1）

表1

5.2 改造后電機基本參數(shù)表（見表2）

表2

從以上兩個圖表可以看出改造后的電機較原電機功率因數(shù)及效率均有所提高，且完全滿足風(fēng)機參數(shù)需求。

5.3 改造總費用及采購新設(shè)備總費用對比（見表3）

表3

從表3中可以看出改造設(shè)備總費用比直接采購新設(shè)備(未計算新設(shè)備安裝、調(diào)試費用的情況下)節(jié)省費用113.8萬元。

6 結(jié)論

通過以上數(shù)據(jù)對比不難發(fā)現(xiàn)，利用拆除的合適舊設(shè)備進行改造，不僅能達到購買新設(shè)備同樣的效果，而且能結(jié)省大量資金。

［1］中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 21205-2007旋轉(zhuǎn)電機整修規(guī)范[S].

［2］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB755-2000旋轉(zhuǎn)電機定額和性能[S].

［3］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB 1032-85三相異步電動機試驗方法[S].

［4］中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T 596-1996電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程電機部份[S].

［5］QI-7.4-02大型交流異步（同步）電機修理規(guī)范[S].

［6］全國旋轉(zhuǎn)電機標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB 10069-2006旋轉(zhuǎn)電機噪聲測定方法及限值[S].

［7］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 13957-92大型三相異步電動機基本系列技術(shù)條件[S].