设备管理与维修2021№4(下)
管坯
高压阻尼线0引言
某电厂两台QFS-110-2110MW 发电机于1999年12月投运，分别于2008年、2009年进行了增容改造，由容量100MW 增容改造为110MW ，改造前后技术参数如表1所示。 1发电机结构
QFS-110-2型发电机为双水内冷发电机，定、转子内部通
入内冷水，其空间的空气通过下部的空冷器循环冷却。励磁电流通过主、副励由碳刷向转动的发电机滑环通入。因此，滑环与碳刷是传递励磁电流的重要中间环节。它们不同于静止的部件，因此是发电机的薄弱环节，如果该部位发生故障将导致机组停运，必须给予高度重视。如果发电机碳刷发生环火，处理不及时性或技术手段不能有效跟进，绝大部分将导致机组停运。因此，掌握突发情况下应对发电机碳刷发生环火的技术手段并能及时迅速处理，是每位从事电力企业电气设备运行与维护人员必须具备的能力。2环火故障 2.1
故障案例1
氧空位
2007年6月28日17:54，当班运行人员对2#发电机电刷巡检正常，测量电刷最高温度为74℃;19:00交班前检查2#发电机电刷正常，测量电刷最高温度为76℃;19:45接班电气主操检查2#发电机滑环运行正常;19:55接班值长检查到2#发电机附近时闻到有轻微的焦糊味，检查发现2#发电机一电刷烧红且瞬间变黑，立即让正在附近进行接班检查的汽机主操和电气副操检查确认，发现该电刷又变红并伴有打火现象。19:57接班电气副操返回集控室汇报当值值长。当值值长令2#机减无功至20MVar ，并令当班电气主操立即去就地检查，检查时未发现有打火电刷和电刷烧红现象。接班电气副操用红外线测温仪进一步检查时发现该电刷又有烧红现象，测其温度为310℃且打火严重，其他电刷均在50℃左右；此时，突然有相邻4个电刷发
生较为严重的打火现象，电气副操立即返回集控室汇报当值值长,19:59值长令减无功至1MVar 左右，同时有“逆无功”光字发出，转子电流826A 。接班电气主操返回控制室汇报发电机负极电刷已发生环火，当班值长立即组织人员灭火，同时汇报省调
申请停机，征得省调同意后，于20:05倒厂用电,20:07汽机打闸停机。
2.2故障案例2
2013年2月22日9:07，设备维护部电气巡检人员在2#励磁机处工作时闻到有焦糊味，发现2#发电机碳刷打火、冒烟，立即呼叫并通知运行人员,
当值值长检查后，立即通知电气主操电气维护人员检查处理，并汇报公司领导及相关人员。9:08电气主操将2#机无功由32MVar 降至15MVar ，励磁电流由1042A 降至980A ,6kV 厂用电压降由6.2kV 降至6.0kV ；电气维护人员现场对未打火的碳刷进行压紧处理。9:10电气运行主管与电气维护人员根据现场情况要求无功降至10MVar ，维持6kV 厂用电压5.8kV 左右，励磁电流920A 。9:15，根据情况要求继续降低励磁电流，运行调整机组有功为1#机组85MW 、2#机组75MW 运行，励磁电流900A ，随后打火情况明显降低，电气维护人员随即对烧断的刷辫进行更换(4#、5#、6#、10#、16#、22#、24#)，逐步依次对未打火的进行更换,9:20打火现象全面消除，开始对变形的刷握进行更换，于10:30全部处理完毕，图1、图2为发电机环火故障现场。
(陕西国华锦界能源有限公司，陕西榆林
719300)
摘
要：介绍某电厂110MW 发电机投产以来碳刷发生的环火故障，结合故障案例进行重点分析，并提出了预防发电机碳刷发生环
火的措施，在总结经验的基础上提出紧急情况下的应对措施。关键词：发电机；滑环；碳刷；环火故障中图分类号：TM311文献标识码：B DOI ：10.16621/jki.issn1001-0599.2021.04D.24
电厂发电机碳刷环火故障原因分析及对策
杨智勇
容量/MW 额定电压/kV 额定电流/A 功率因数cos 渍
相数接法励磁电压/V 励磁电流/A 转速/(r/min )
频率/Hz
100(改造前)10.564700.853YY 24513983000
50110(改造后)
10.5
7116
0.85
3衣架勾
YY
245
1509
3000
50表1QFS-110-2110MW 发电机改造前后技术参
数
图1烧毁的碳
刷
设备管理与维修2021№4(下)
3原因分析
引发发电机环火故障的因素较多，对故障原因全面深入的认知，是预防及有效应对环火故障的基础。结合实际案例及发电机碳刷环运行特点，分析发电机环火故障的原因。
超声波打磨机
(1)发电机运行中，部分碳刷接触面氧化，接触电阻增大，造成碳刷流过的电流分布不均匀，个别碳刷通过电流较大，刷体膨胀，在刷握内运动不灵活，最终刷体完全卡死，导致电流分布进一步不均匀，如此恶性循环，整个滑环及碳刷温度迅速升高，导致碳刷打火，并在短时内形成环火[1]。
(2)当碳刷磨损缩短至上平面低于刷握上边沿时，也就是碳刷磨损到较短时，由于碳刷导线绝缘套与刷
握上边沿卡涩，导致碳刷与滑环接触压力减小，造成接触不良，当很少一部分碳刷有效接触时，这部分碳刷上的电流很大，短时间内逐步将刷辫依次烧断，恶性循环后形成环火。
(3)碳刷压簧由于长时间处于张开状态，形成压力疲劳，在碳刷磨损的一定长度时导致碳刷压接不良。压力大的碳刷电流大，压力小的碳刷电流小甚至无电流，恶性循环后形成环火[2]。(4)刷握内壁有脏污或者由于温度高引起变形使碳刷在内部活动不灵活，部分碳刷卡在刷握内不能与滑环接触，使部分接触的碳刷电流逐步增大，恶性循环后形成环火。
(5)发电机滑环椭圆度应不超过0.05mm ，滑环椭圆度不好或者机组振动引起碳刷跳动，瞬间有部分碳刷跳离滑环表面，使大部分电流迅速涌向接触的碳刷，引起环火。
(6)使用的碳刷牌号不对或质量不好引起冒火，最终形成环火。(7)滑环表面不清洁，使碳刷接触不良引起冒火，最终形成环火。
(8)电磁方面的原因，如电枢断线等，形成环火。
(9)滑环通风孔堵塞，导致散热不良，发热严重引起环火。
(10)检修后，调整碳刷架位置不合理或未拧紧碳刷架螺栓，碳刷架和滑环间距离不符合相关规定要求，接触面减少，碳刷出现火花，引发环火。
(11)发电机滑环对表面光洁度与平整度有明确要求，光洁度应超过7，不平度应低于0.05mm 。机组长期运行，光洁度与不平度出现变化，不满足标准要求，导致机组运行期间碳刷跳动，接触不良，引发碳刷打火，形成环火[3]。
4预防措施
针对发电机碳刷出现的环火故障，电厂应加强对发电机碳刷的运维管理，定期进行巡查、检修与维护，及时发现发电机碳
刷的异常状况，分析异常原因，采取针对性措施，如调整参数、更换零部件等，避免发电机碳刷出现环火故障。
(1)定期检查。在机组日常运行中，定期检查发电机的滑环及碳刷，主要检查内容:①刷辫的完好性;②导线的完好性，重点检查导线是否被烧毁或出现氧化;③碳刷的完好性，重点检查碳刷是否存在脱辫问题和跳动现象;④滑环与碳刷是否积灰或出现火花。检查火花时应关闭照明，保障检查的有效性。
(2)利用每次机组检修或调停机会，用干燥的压缩空气对滑环、刷握、通风道进行彻底吹扫与清理；检查滑环表面及椭圆度，表面光滑无蚀现象，不平度应小于0.5mm ，椭圆不大于0.5mm ；滑环与刷握之间距离应调整在2~3mm ；调整碳刷在刷握内间隙0.10~0.20mm ，无卡涩现象，碳刷在握内能轻松
自由移动；检查集电环的破损状况及偏摆状况，发现异常后立即修理，倒换滑环极性，每次大修后进行一次；必要时测量滑环与引线的直流电阻，测量正负极滑环、滑环和发电机等部位安装的转子轴的晃动值，判断其接触是否良好；如在运行中有机组振动现象，利用停运行机会，及时消除振动。
(3)必须使用同一型号同一厂家产碳刷。碳刷型号:NCC634，规格:25×32×60，厂家：上海摩根碳刷有限公司。验货时确保质量关，防止伪劣产品造成严重事故。
(4)日常运行中，每日巡回拉拽碳刷刷辫，一方面可以及时发现碳刷在刷握内是否有卡涩；另一方面有助于改变电流均衡分布；巡回检查励磁机滑环表面时，将干净无毛须白布折叠成与滑环相同宽度，轻轻将滑环表面的油污擦拭干净。擦拭时注意保持与转动部分的安全距离，并不准戴手套。
(5)每周一、周四对发电机碳刷电流及温度进行测量并记录，对电流低于20A 的碳刷进行调整或更换。一次更换的炭刷数目不应超过总数的1/3。如需更换的较多，应逐步进行。(6)每年对衡压簧进行统一更换，运行中发现压力降低的及时更换，避免由于压力疲劳导致的压力下降，注意压力标准必须一致。
燃煤烤箱(7)碳刷的树脂下平面与刷握上沿相平时必须进行更换，以防止碳刷过短引起压簧压力降低。
(8)在日常运行中，以月为单位进行发电机轴电压的测量。
(9)做好发动机油档管理工作，定期进行检修，避免发动机
油档渗漏污染滑环。
(10)定期检查碳刷架的位置，确保所有碳刷都可以接触环的大部分，防止碳刷因接触面小出现环火。5应急措施
在紧急情况下的应对措施，将直接影响环火故障的处理效果。如果应对措施实施不当，会扩大环火故障的影响范围，蔓延至更多碳刷[4]。从已发生的两起环火事件分析，发生突然、发展迅速是其特点，是否发展成机组停运，取决于处理的及时性、果断性与方法是否得当。分析两起故障得出：案例1发展成停机，是由于处置方法不当导致。案例2在充分总结第一次失败的基础上，处置及时、方法得当，避免了一次机组停运。因此在处理突发环火事件时必须沉着冷静、方法得当，合理实施应对措施。(1)及时发现是成功处置的前提。由于环火是突发，且发展迅速，如果发现不及时，没有给处理留出时机，同时对设备的损坏将更加严重，造成的损失更大。所以保证在第一时间发现
要发
图2发电机环火故障部
位
设备管理与维修2021翼4(下)
扬策力、团结协作的团队精神，不只是相关电气维护人员、运行人员的职责与义务，任何人员只要发现就应立即通知当值值长和电气维护人员，为及时成功处置创造有利条件[5]。为提高检电气维护人员、电气运行人员对环火事件的重视，电厂可制定责任制度与激励制度，将环火故障责任落实到具体工作人员，提高工作人员的责任意识。对于及时发现环火事件，并采取有效应急措施的工作人员，给予通报表扬和奖金激励，调动工作人员工作热情，确保在第一时间发现环火故障。
(2)电气维护人员对应急情况下的处置方法、流程的熟练掌握是成功处置的关键。首先，电气维护人员要准备好应急物资。应将一盒碳刷(25个)，刷握、钳型电流表、更换的专用工具放置于班组工具柜内，
并告知全体电气维护人员，以便发生突发事件时能带处置物资第一时间赶到现场；其次，处置人员要熟练掌握处置方法、流程。电气维护人员针对此类突发事件专门开展处置方法与流程的培训，通过故障模拟，使全体电气维护人员反复练习，掌握操作要点。
(3)做到临危不乱、判断清楚、果断处置、默契配合，是成功处置的核心。在第一时间赶到现场后，首先判断发展程度，然后立即处理。处理的原则：对打火严重的不要动，立即对刷辫没有烧断、接触的碳刷尽最大可能进行压紧处理。压紧前先处理刷辫不要靠近手，以防止烫伤。电气运行值班员应汇报值长并及时按《电气运行规程》有关规定迅速降低发电机无功，并派人就地观察和处理。根据现场情况，及时安排对刷辫烧断、刷握没有损坏的碳刷进行更换。随着环火逐渐消失后，开始对损坏的刷握进行
更换。整个处置过程中要求维护与运行通力协作、紧密配合，在较短的时间内处置完毕。6总结
发电机作为发电企业的重要设备，其健康状况直接关系到机组的安全稳定运行。而发电机碳刷作为导入励磁电流动静结合部分的“咽喉”。其状态的好坏成为制约发电机稳定运行的瓶颈。因此在准确分析故障原因的基础上，制定出有针对性的对策并严格执行显得非常迫切。而当真正遇到突发故障时，如何做到正确、果断的按照正确的处置方法、流程进行处置，并能及时控制、消除故障，这就要求相关人员在对故障成因非常清楚的基础上，依靠日常处理经验的积累为及时处理故障提供时间保证；技术经验的交流与分享为有效处理故障提供技术支持。
参考文献
[1]李思国，刘斌，张国庆.汽轮发电机滑环碳刷装置故障分析及处理方
法[J ].山西电力,2015(6):58-61.
[2]马铭远，刘涛，王浩.汽轮发电机集电环环火分析及解决方法[J ].热
力发电,2017,46(5):105-107,114.
[3]陈仓，曹浩军.发电机集电环环火事故分析及预防[J ].热力发电,2009,38(10):85-88.
[4]胡贤军.某电厂300MW 发电机组碳刷滑环烧损原因分析及对策
[J ].科技资讯,2012(28):111-112.
[5]张雪铌.浅谈发电机电刷冒火花的原因[J ].黑龙江科技信息,2008
(36):37.
〔编辑李波〕
0引言
随着机械设备故障诊断水平提升，降低了因机械故障引起的经济损失以及人员伤亡。采煤机是煤炭产业常用的机械设备，由于煤炭产业发展，采煤机种类多种多样，功能更加齐全[1]。采煤机结构比较复杂、工作环境恶劣，行走部是其故障高发部件。采煤机发生故障，必须暂停煤矿生产工作，经济损失巨大。1齿轮故障类型
齿轮是传递动力的主要机构，因材料、工作条件等方面影响，齿轮故障形式也有所不同。
(1)齿面耗损。润滑油清洁度低或者油量偏少，极易出现齿面磨损问题，导致齿廓有一定改变，甚至因过度磨损而出现断齿
现象。齿面磨损主要包含正常磨损、表面磨损和干涉磨损等3种情况。正常磨损是指在使用齿轮初期，发生缓慢且无法避免的磨损，缩短齿轮使用寿命，严重影响齿轮运行性能。表面磨损是指因润滑油性能不佳，其性能随之下降，摩擦系数有一定程度提高，使得齿轮表面磨损速度更快，造成齿廓出现变形现象[2]。干涉磨损是指齿顶以及齿根部位出现磨损，在这种情况下，会导致齿根位置出现沟槽。此外，因润滑油混合杂质，当齿轮啮合存在相对运动时，使得齿面材料发生错位，加上受到化学物质腐蚀，使得齿面出现剥蚀，导致齿面整体存在凹痕或者晶界遭受氧化，齿面部(陕西能源职业技术学院，陕西咸阳
712000)
摘
要：以采煤机行走部为对象，介绍齿轮故障主要类型，以及行走部齿轮故障原因。从定期检查、做好导向滑靴测量等方面，改善
采煤机行走部齿轮磨损情况。选择实例，分析齿轮磨损情况，减少采煤机行走部齿轮故障，确保煤矿挖掘工作顺利展开。关键词：采煤机；齿轮故障；类型；对策中图分类号：TD421文献标识码：B
DOI ：10.16621/jki.issn1001-0599.2021.04D.25
采煤机行走部齿轮故障分析与诊断
张继
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