碳刷滑环冒火故障诊断与处理
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2、间接经济效益：发电机减少停机处理次数与原故障次数相比，按5 台次/年考虑。自发电成本按0.47元/度、网购电价按0.5元/度考虑。 每次故障处理时间按3天(72小时)考虑，设备负荷系数按0.9考虑。 年产生间接经济效益为： (2×12000＋3×25000) ×0.9 ×(0.5－0.47)×72=19.25万元
5.4与国内同类技术比较
查找国内相关文献资料，未见与本课题相同的中 小容量火力发电机组运行中采用“两测两磨法”综 合诊断不停机处理碳刷滑环冒火故障的内容，属于 国内领先水平。
5.5成果的创造性、先进性
传统处理方法是等机组停机后，通过现场判断来 对症下药，通常在停机后或开机前解决问题。采用 我们的新工艺后，可以在运行中对问题进行准确判 断，运行中能处理的运行中解决，重大问题如滑环 灼伤太深，也可以通过过程控制来延长机组运行时 间，实现计划检修，避免造成停机事故。
2.研制内容与实施过程
2.1 发电机碳刷冒火原因分析
碳刷 质量不良
阻值过大
选型不对
碳 刷 冒 火
接触面有杂质 滑环 表面灼伤 表面光洁度差 调整方法不当 现场环境差 其他 阳极蒸发 阴极粉化
2.2发电机碳刷冒火形成过程
碳刷 碳刷
碳刷
滑环
碳刷
电流变小
电流变大
正常情况下各碳刷所带电流基本平衡，温度相差不大。 由于某种原因，有的碳刷导电性变小，致使其他碳刷电流 急剧增大，如不及时处理，将会导致冒火现象出现。
5.6技术成熟程度及推广应用前景
“两测两磨法”是在我厂12~25MW火力发电机组 基础上研究摸索出来的滑环碳刷冒火工艺方法，历 时3年时间，它的工艺理论体系已经比较成熟，适 用于中小容量火力发电机组滑环碳刷转子接线的所 有场合，有非常广泛的应用前景。
3.2测电流： 运行中用交、直流钳形电流表直流挡逐一测量各 碳刷是否带有电流，调整各碳刷所带电流基本一致。 因空气中杂物、油污等影响，在有些碳刷表面附着， 就有可能使某块碳刷带不上电流。 3.3磨碳刷：
用测流法逐一查出不带电流的碳刷，拔出后用砂 纸打磨碳刷接触面，放进去加一适当压力，将受到良 好的效果。
2.4.3采用新工艺与传统方法的比较
名称
碳刷温度 滑环温度 碳刷电流
要求
不能过高 不能过高 基本平衡
原处理方法
手摸 无 无
改进措施
用测温仪 用测温仪 用钳形表 打磨电流小 的碳刷
优点
数值准确 数值准确
准确测出各碳 刷电流 有针对性
碳刷ຫໍສະໝຸດ Baidu
滑环
使电流平衡
表面光滑
盲目磨
无
用砂纸打磨 能有效消除电 烧伤滑环 腐蚀
中铝山西分公司热电分厂老系统，始建于八十年代中期， 由八炉、六机组成，是山西分公司动力的心脏，担负着氧化 铝生产的汽、电供应任务。发电容量为3×12MW+3×25MW，属 中小容量火力发电机组。
1.2存在的问题
发电机滑环冒火问题是发电机运行中最常见顽固 性故障，尽管这方面的研究一直没有停止，但却一 直没有取得实质性的突破。该问题已经成为制约中 小容量火力发电机组稳定运行的重大技术难题。
3.4磨滑环：
就是用上述方法处理后，仍没有好的效果，则有可能 是滑环出现了电腐蚀，这就需要对滑环进行处理。运行中， 将白布折成多层，然后，将水砂裹在外面，逆着滑环旋转 方向打磨。垫多层白布的目的是保证接触滑环是一个平面， 不会造成滑环凹凸不平，打磨一定时间后，用测温枪比较 打磨前后的温度明显降低，打火现象明显减少或彻底消除。
碳刷 温度
滑环 温度
碳刷最 高电流
碳刷最 低电流
3. 发电机碳刷、滑环冒火处理 “两测两磨法”工艺的确定
我们对发电机碳刷、滑环冒火首次采用“两测两磨法”进行处理。 两测：测温度、测电流。两磨：磨碳刷、磨滑环
3.1测温度： 每天用测温枪对每台机碳刷、滑环的温度逐一进行测量。经我们多 次试验、总结，夏天滑环温度不超过60℃，碳刷温度不超过80℃；冬天 滑环温度不超过50℃，碳刷温度不超过70℃，超过这个温度，就要分析 原因，进行处理。在同一极上有一块碳刷温度高，首先看这块碳刷压力 是否过大，可适当放松；如果这块碳刷放松后又出现打火现象，则需用 测流法调整。
4.实施效果评价
4.1对出现冒火的4台机组处理后效果都比较理想。
4.2从2007年3月份至今，6台机组均未出现冒火现象。 4.3到2009年2月份发电力率完全可以达参数运行。
发电力率的统计表：
时间 发电力率 2006年 0.89 2007年 0.836 2008年 0.813 2009上半年 0.801
1.4目标任务的确定
2006年后半年，在分厂、车间领导的大力支持下， 决定在出现冒火严重机组上进行技术攻关。 要求此次攻关达到以下目标： 1、分析查找碳刷、滑环冒火的原因。
2、在实践中不断改进发电机碳刷滑环运行维护工 艺。
3、总结出具有推广价值的发电机运行中碳刷滑环 冒火故障诊断与处理的成套完善工艺。
2009年中国铝业山西分 公司科技成果鉴定资料
中小容量发电机组运行中 碳刷滑环冒火故障诊断与处理
中国铝业山西分公司 二00九年八月
汇报提纲
1、项目实施背景和目标任务确定 2、研制内容与实施过程 3、“两测两磨法”工艺的确定
4、实施效果评价
5、效益及应用前景
1.项目实施背景和目标任务确定
1.1热电分厂概况
2.3传统发电机碳刷冒火处理办法
冒 火
手摸碳刷温度 眼观冒火情况
调 整 碳 刷 压 力
简 单 擦 拭 滑 环
更 换 损 坏 碳 刷
效果不好，保持时间 短，下次冒火更严重
2.4探索与实施过程
2.4.1工具的改进 缺少仪器 向分厂申请配备 测温仪 钳形电流表
2.4.2 摸索过程
原来碳刷冒火处理办法：碳刷温度采用手抓刷辫来感觉，然后调整压力 或酒精擦拭降温。主要以调整为主，逐块增加弹簧压力，直至冒火消除。 经过一定时间后，冒火更加严重。处理问题在很大程度上存在着盲目性。 随着检测工具的不断应用，车间首先配备了测温仪，对发电机碳刷、滑 环进行温度测试。我们查阅相关资料及摸索总结，又提出了碳刷电流检 测的建议。分厂给车间配备了交、直流两用钳形电流表，通过对碳刷电 流测试，用数据为指导，进一步配合压力调整，实现了发电机碳刷调整 质的飞跃。 在调整碳刷过程中， 暴露出碳刷不带电流的问题。 实践发现：不带电 流的碳刷往往都存在接触面有油污或碳刷本身材质中存在杂质，碳刷接 触面出现烧伤痕迹等问题。经过打磨碳刷接触面后，发现碳刷接带电流 能力明显提高。 当碳刷滑环出现冒火时，用测温测流法找出温度高、不带电流的碳刷， 采用磨碳刷方法处理，打火仍不能消除的，则认为是滑环问题，需停机 处理。但在运行中，我们通过多次试验，用砂纸打磨滑环表面，能使滑 环表面温度降低，并消除打火现象。
发电力率参数：0.8
5.效益及应用前景
5.1投资费用
由于此次创新属于工艺方法的改进，采用新的设 备处理工艺，一切均在人力条件下均可完成，除了 以前配备测温仪以外，再加上后来的交直流两用钳 形电流表，价格在1000元左右，其他成本均可忽略 不计。
5.2产生效益
1、直接经济效益：采用中小容量火力发电机组“两测两磨”法后，6 台发电机平均年消耗碳刷减少100块，每块碳刷按25元考虑，年产 生直接经济效益：25×100=2500元。
我厂从1986年一期机组开始试车投运到2006年 前后，发电机曾多次出现过滑环、碳刷冒火现象， 更有甚者出现“团火”，被迫停机处理。 2006年 尤为严重，对氧化铝的汽、电供应产生了很大影响。
1.3历史调查
2006年发电机碳刷滑环冒火情况调查表： 冒火时间 2006年1月 2006年3月 2006年5月 2006年8月 2006年9月 合计 机组名称 2#机 6#机 6#机 1#机 4#机 停机时间 （小时） 284 42 50 260 260 896 影响发电量 （万度） 340 105 125 312 650 1532
3、社会效益：本技术创新将会提高电网运行安全性，提高系统联网力 率。
5.3关键技术创新点
研制出了中小容量火力发电机组碳刷滑环冒火故 障处理的“两测两磨法”，重点突出了运行中消除 碳刷电流不平衡和打磨滑环的新概念，把碳刷冒火 消除在萌芽状态，预防了碳刷冒火的出现，并丰富 完善了发电机碳刷滑环冒火故障处理工艺，实现机 组冒火处理新工艺质的飞跃。
2.4.4 现场试验情况
2006年10月11日 4#机西侧出现冒火 110℃ 85℃ 73℃ 62℃ 40A 1.3A 28A
处理前 178A 处理后
碳刷 温度
滑环 温度
碳刷最 高电流
碳刷最 低电流
2007年1月5日 1#机东侧出现冒火 89A 81℃ 68℃ 68℃ 52℃ 35A 2.8A 13A 处理前 处理后
5.4与国内同类技术比较
查找国内相关文献资料，未见与本课题相同的中 小容量火力发电机组运行中采用“两测两磨法”综 合诊断不停机处理碳刷滑环冒火故障的内容，属于 国内领先水平。
5.5成果的创造性、先进性
传统处理方法是等机组停机后，通过现场判断来 对症下药，通常在停机后或开机前解决问题。采用 我们的新工艺后，可以在运行中对问题进行准确判 断，运行中能处理的运行中解决，重大问题如滑环 灼伤太深，也可以通过过程控制来延长机组运行时 间，实现计划检修，避免造成停机事故。
2.研制内容与实施过程
2.1 发电机碳刷冒火原因分析
碳刷 质量不良
阻值过大
选型不对
碳 刷 冒 火
接触面有杂质 滑环 表面灼伤 表面光洁度差 调整方法不当 现场环境差 其他 阳极蒸发 阴极粉化
2.2发电机碳刷冒火形成过程
碳刷 碳刷
碳刷
滑环
碳刷
电流变小
电流变大
正常情况下各碳刷所带电流基本平衡，温度相差不大。 由于某种原因，有的碳刷导电性变小，致使其他碳刷电流 急剧增大，如不及时处理，将会导致冒火现象出现。
5.6技术成熟程度及推广应用前景
“两测两磨法”是在我厂12~25MW火力发电机组 基础上研究摸索出来的滑环碳刷冒火工艺方法，历 时3年时间，它的工艺理论体系已经比较成熟，适 用于中小容量火力发电机组滑环碳刷转子接线的所 有场合，有非常广泛的应用前景。
3.2测电流： 运行中用交、直流钳形电流表直流挡逐一测量各 碳刷是否带有电流，调整各碳刷所带电流基本一致。 因空气中杂物、油污等影响，在有些碳刷表面附着， 就有可能使某块碳刷带不上电流。 3.3磨碳刷：
用测流法逐一查出不带电流的碳刷，拔出后用砂 纸打磨碳刷接触面，放进去加一适当压力，将受到良 好的效果。
2.4.3采用新工艺与传统方法的比较
名称
碳刷温度 滑环温度 碳刷电流
要求
不能过高 不能过高 基本平衡
原处理方法
手摸 无 无
改进措施
用测温仪 用测温仪 用钳形表 打磨电流小 的碳刷
优点
数值准确 数值准确
准确测出各碳 刷电流 有针对性
碳刷ຫໍສະໝຸດ Baidu
滑环
使电流平衡
表面光滑
盲目磨
无
用砂纸打磨 能有效消除电 烧伤滑环 腐蚀
中铝山西分公司热电分厂老系统，始建于八十年代中期， 由八炉、六机组成，是山西分公司动力的心脏，担负着氧化 铝生产的汽、电供应任务。发电容量为3×12MW+3×25MW，属 中小容量火力发电机组。
1.2存在的问题
发电机滑环冒火问题是发电机运行中最常见顽固 性故障，尽管这方面的研究一直没有停止，但却一 直没有取得实质性的突破。该问题已经成为制约中 小容量火力发电机组稳定运行的重大技术难题。
3.4磨滑环：
就是用上述方法处理后，仍没有好的效果，则有可能 是滑环出现了电腐蚀，这就需要对滑环进行处理。运行中， 将白布折成多层，然后，将水砂裹在外面，逆着滑环旋转 方向打磨。垫多层白布的目的是保证接触滑环是一个平面， 不会造成滑环凹凸不平，打磨一定时间后，用测温枪比较 打磨前后的温度明显降低，打火现象明显减少或彻底消除。
碳刷 温度
滑环 温度
碳刷最 高电流
碳刷最 低电流
3. 发电机碳刷、滑环冒火处理 “两测两磨法”工艺的确定
我们对发电机碳刷、滑环冒火首次采用“两测两磨法”进行处理。 两测：测温度、测电流。两磨：磨碳刷、磨滑环
3.1测温度： 每天用测温枪对每台机碳刷、滑环的温度逐一进行测量。经我们多 次试验、总结，夏天滑环温度不超过60℃，碳刷温度不超过80℃；冬天 滑环温度不超过50℃，碳刷温度不超过70℃，超过这个温度，就要分析 原因，进行处理。在同一极上有一块碳刷温度高，首先看这块碳刷压力 是否过大，可适当放松；如果这块碳刷放松后又出现打火现象，则需用 测流法调整。
4.实施效果评价
4.1对出现冒火的4台机组处理后效果都比较理想。
4.2从2007年3月份至今，6台机组均未出现冒火现象。 4.3到2009年2月份发电力率完全可以达参数运行。
发电力率的统计表：
时间 发电力率 2006年 0.89 2007年 0.836 2008年 0.813 2009上半年 0.801
1.4目标任务的确定
2006年后半年，在分厂、车间领导的大力支持下， 决定在出现冒火严重机组上进行技术攻关。 要求此次攻关达到以下目标： 1、分析查找碳刷、滑环冒火的原因。
2、在实践中不断改进发电机碳刷滑环运行维护工 艺。
3、总结出具有推广价值的发电机运行中碳刷滑环 冒火故障诊断与处理的成套完善工艺。
2009年中国铝业山西分 公司科技成果鉴定资料
中小容量发电机组运行中 碳刷滑环冒火故障诊断与处理
中国铝业山西分公司 二00九年八月
汇报提纲
1、项目实施背景和目标任务确定 2、研制内容与实施过程 3、“两测两磨法”工艺的确定
4、实施效果评价
5、效益及应用前景
1.项目实施背景和目标任务确定
1.1热电分厂概况
2.3传统发电机碳刷冒火处理办法
冒 火
手摸碳刷温度 眼观冒火情况
调 整 碳 刷 压 力
简 单 擦 拭 滑 环
更 换 损 坏 碳 刷
效果不好，保持时间 短，下次冒火更严重
2.4探索与实施过程
2.4.1工具的改进 缺少仪器 向分厂申请配备 测温仪 钳形电流表
2.4.2 摸索过程
原来碳刷冒火处理办法：碳刷温度采用手抓刷辫来感觉，然后调整压力 或酒精擦拭降温。主要以调整为主，逐块增加弹簧压力，直至冒火消除。 经过一定时间后，冒火更加严重。处理问题在很大程度上存在着盲目性。 随着检测工具的不断应用，车间首先配备了测温仪，对发电机碳刷、滑 环进行温度测试。我们查阅相关资料及摸索总结，又提出了碳刷电流检 测的建议。分厂给车间配备了交、直流两用钳形电流表，通过对碳刷电 流测试，用数据为指导，进一步配合压力调整，实现了发电机碳刷调整 质的飞跃。 在调整碳刷过程中， 暴露出碳刷不带电流的问题。 实践发现：不带电 流的碳刷往往都存在接触面有油污或碳刷本身材质中存在杂质，碳刷接 触面出现烧伤痕迹等问题。经过打磨碳刷接触面后，发现碳刷接带电流 能力明显提高。 当碳刷滑环出现冒火时，用测温测流法找出温度高、不带电流的碳刷， 采用磨碳刷方法处理，打火仍不能消除的，则认为是滑环问题，需停机 处理。但在运行中，我们通过多次试验，用砂纸打磨滑环表面，能使滑 环表面温度降低，并消除打火现象。
发电力率参数：0.8
5.效益及应用前景
5.1投资费用
由于此次创新属于工艺方法的改进，采用新的设 备处理工艺，一切均在人力条件下均可完成，除了 以前配备测温仪以外，再加上后来的交直流两用钳 形电流表，价格在1000元左右，其他成本均可忽略 不计。
5.2产生效益
1、直接经济效益：采用中小容量火力发电机组“两测两磨”法后，6 台发电机平均年消耗碳刷减少100块，每块碳刷按25元考虑，年产 生直接经济效益：25×100=2500元。
我厂从1986年一期机组开始试车投运到2006年 前后，发电机曾多次出现过滑环、碳刷冒火现象， 更有甚者出现“团火”，被迫停机处理。 2006年 尤为严重，对氧化铝的汽、电供应产生了很大影响。
1.3历史调查
2006年发电机碳刷滑环冒火情况调查表： 冒火时间 2006年1月 2006年3月 2006年5月 2006年8月 2006年9月 合计 机组名称 2#机 6#机 6#机 1#机 4#机 停机时间 （小时） 284 42 50 260 260 896 影响发电量 （万度） 340 105 125 312 650 1532
3、社会效益：本技术创新将会提高电网运行安全性，提高系统联网力 率。
5.3关键技术创新点
研制出了中小容量火力发电机组碳刷滑环冒火故 障处理的“两测两磨法”，重点突出了运行中消除 碳刷电流不平衡和打磨滑环的新概念，把碳刷冒火 消除在萌芽状态，预防了碳刷冒火的出现，并丰富 完善了发电机碳刷滑环冒火故障处理工艺，实现机 组冒火处理新工艺质的飞跃。
2.4.4 现场试验情况
2006年10月11日 4#机西侧出现冒火 110℃ 85℃ 73℃ 62℃ 40A 1.3A 28A
处理前 178A 处理后
碳刷 温度
滑环 温度
碳刷最 高电流
碳刷最 低电流
2007年1月5日 1#机东侧出现冒火 89A 81℃ 68℃ 68℃ 52℃ 35A 2.8A 13A 处理前 处理后