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1、改善炉水泵电缆安全性能,编写：韦昌娟,上海电力股份有限公司吴泾热电厂,一、课题背景,1.电机接线在脚手架上,工作 空间小。 2.电缆下滑严重，提拉困 难。 3.将电缆拉至接线柱困难。,根据实际情况，我们将炉水泵电缆拆线前后的状态用AUTOCAD进行实体建模，如图所示：,当炉水泵拆线后，由于自身的重力电缆会向下滑动一定的长度，在电缆桥架和炉水泵保护管的空隙间形成一个垂势。工作人员进行电机接线时需要将下坠的电缆提拉至原来的位置才能顺利接线，由于电缆较重，靠一个人的力量提拉电缆比较困难，因此在检修中，不安全因素突出。,二、小组概况,三、选择课题,四、设定目标,根据现状，小组成员对炉水泵电缆在接线提拉
2、时所受的力进行了分析：,电缆重力,电缆在电缆保护弯管处的摩擦力,电缆受到的拉力,小组成员结合实际计算出各个力的大小：,接着小组成员运用Pro/Engineer软件对电缆在拉动过程中的形变情况进行了分析：,1. 电缆受力与电缆材质的设定,五、方案选择,小组成员根据多年的工作经验，结合炉水泵所处的工作环境，运用头脑风暴法，提出多个可以降低电缆局部受力过大的方法：,降低电缆局部受力,更换电缆保护套管,更改电缆走向,新建电缆桥架,在电缆保护管口安装夹模,加长原有电缆长度,新建电缆托架,整理归纳以上方法，我们找出三条可以用来降低电缆局部受力过大的方案：,方案一、 新建电缆托架 方案二、 在电缆保护管口安
3、装固定装置 方案三、 更改电缆走向,随后小组成员运用三维建模、数据 分析等方法对三个方案从受力影响、 协作部门、材料损耗、实施周期四方 面分别进行考量，并将每个方面以最 优5分、优4分、次优3分进行打分，以 用来确定最优方案。,最 优 方 案 选 择,受力影响,协作部门,材料损耗,实施周期,1、 受力影响,小组成员考虑在电缆桥架和炉水泵电缆保护管的空隙当中安装一个托架，这样托架就可以顶住下滑的电缆，工作人员在进行接线工作时就不需要拉拽电缆。模型如图所示 ：,方案一、新建电缆托架,根据模型，小组成员进行了受力分析,从图中我们可以看到，电缆在与电缆保护管相交处的局部受力最大，在4.2865.714
4、N之间，但从图示上看电缆整体受力均匀。,方案二、在电缆保护管口安装固定装置,在电缆保护管口的上部安装固定装置，其目的是为了使电缆在上部有一个固定点，用其来承受电缆的大部分重力，结构模型如图所示 ：,电缆保护管口固定装置要求： 1. 装置大小适中，便于安装。 2. 装置结构牢固。 3. 装置与电缆接触面大，受力均匀。,同样，小组成员根据模型对安装夹模后的电缆受力进行了分析：,从图中我们可以看到电缆在固定装置旁边旁的局部受力最大，在0.011430.02286N之间，数值很小可以忽略，电缆整体受力均匀。,方案三、更改电缆走向,前两个方案都是在原有情况下考虑解决方法，电缆需要克服重力，小组成员考虑从
5、根本出发让电缆从上往下施放，运用重力，使接线工作方便进行，模型如图所示：,图中我们可以看到电缆由电缆保护套管支撑，所有的重力都承在保护套管上，电缆本身没有外力左右，因此电缆的受力为0，整体受力均匀。,分析完三种方案的局部最大受力后，为了便于查看，小组成员将原有状态和三种方案的局部最大受力进行汇总，如表所示 :,从表中可以清晰的看到三种方案的局部最大受力都远远小于原有状态。,2、协作部门,以上三个方案都需要其他部门、班组的配合，我们将这三个方案实施中可能需要配合的部门、班组进行罗列，并根据不同方案的需要进行选择，如表所示：,3、材料损耗,方案一、新建电缆托架,小组成员根据需要，自行设计托架图纸如
6、图所示：,由于托架的式样与电缆桥架类似，因此我们采取直接购买桥架加工成所需的折弯样式的方法，查询我厂物资信息可以看到多种规格型号的电缆桥架，如图所示:,小组成员根据实际情况选定150*250规格型号的电缆桥架， 购买制作桥架的费用为：S=171.79*(0.2+0.3)=85.9元,方案二、在电缆保护管口安装固定装置,电缆保护管口的固定装置，小组成员将根据现有的固定装置进行选用，或者自行设计，但所有的固定装置都将委托东兴修配进行加工制作，材料及加工费用计入厂部年度关联合同中，不另行支出，因此费用按0元计算。,方案三、更改电缆走向,由于方案三需要更改电缆走向，原有炉水泵的电缆长度不够，无法使用，
7、需要铺设新的电缆，小组成员通过路线设计并进行现场测量，测出需新铺设电缆150米（电缆为120mm2*3，240元/米），新设电缆保护套管10米（保护管为4分镀锌管，10.85公斤/米，6.4元/公斤，6米/根,10米以两根算）。,4、 实施周期,我们根据不同的方案制定实施过程，并计算出方案的 实施周期。,实施周期: 10天,通过以上四个方面的分析，我们将每个方面的打分结果 进行统计，如表所示：,根据打分表的结果，并结合实际情况，我们将本次QC小组活动的方案选定为：,在电缆保护管口安装固定装置,六、制定对策,确定完方案后，小组成员对方案制定了流程图和对策表：,七、对策实施,1. 固定装置选型,固
8、定装置结构牢固,固定装置大小适中，便于安装,固定装置与电缆接触面大，受力均匀。,卸扣,钢丝绳夹,将电缆分别用这两种工具进行固定，如图所示：,卸扣固定电缆,1,1,电缆与卸扣的螺纹销轴间的空隙大，不易固定，不符合固定装置选择要求。,从侧面观察卸扣和电缆，从透视图上可以看到卸扣（蓝色部分）与电缆(洋红色部分)的相交处仅为一个点，因此他们是线面接触，重力集中施在卸扣与电缆相交的点上，受力范围小，局部压强相对较大，因此不做选择。,钢丝绳夹固定电缆,2,夹扣与电缆的相交部分从侧面看为一个点（绿色），夹扣与电缆是线面接触,电缆侧面的受力面是夹耳（蓝色）与电缆的相交处,电缆下部（洋红色）与夹座贴合，力均匀受
9、在夹座上。,沿用原来钢丝绳夹的结构，即两个工件对 扣用螺帽加以固定。,受力面的设计沿用钢丝绳夹夹座与电缆下部的接触方式，使固定装置360与电缆相接触，以降低电缆在固定点位置的局部压强，使其受力均匀。,2. 固定装置尺寸设计,夹模的作用是固定电缆，因此夹模的拱形弧度要与电缆尺寸大小相近，过大电缆容易滑动，过小则夹模安装处的电缆容易变形，我厂两台300MW机组的炉水泵电缆是3*120mm2，每根电缆的绝缘厚度以及护套厚度在5.1mm左右。 单根电缆直径：d=sqrt(1203.14)*2+5.1*2=22.56mm,实际情况中，电缆不会呈规则的正三角形排列，电缆之间会有空隙存在，且为了保护电缆，通
10、常要在电缆与夹模之间填充橡胶层，增加摩擦，降低电缆所受的压力，小组成员考虑到这些，决定在理想模式下进行尺寸放大，加大夹模半径为32mm，实际截面模型如图所示：,随后，小组成员又以受力面积均匀，安全性能好为要求，对夹模的深度和夹模材质的厚度进行设计，设计图纸如下所示：,3固定装置制作,小组成员将设计好的图纸委托修配进行工件制作，工件材料选用铸铁，铸铁是我厂常用的工件制作材料，有备品，无需另行购买，查阅实用五金手册，壁厚在1020mm之间的铸铁的抗拉强度可达100340MPa，达到本次工件制作的要求。,5夹模安装,小组成员在现场进行夹模安装，整个安装过程操作规范，安装达到预期效果。,八、目标确认,
11、根据夹模的具体尺寸，小组成员再次进行实体建模，并进行受力分析，如图所示：,电缆长度,电缆横截面,夹模尺寸,从图中受力分析图中看，安装完夹模后的电缆整体受力均匀，局部最大受力为0.021430.03571N 。,活动前后的局部最大受力如表所示：,由表我们可以看到活动后的电缆局部受力由原来的560600N降低到0.021430.03571N，完成本次活动的目标：降低电缆局部受力,目标达成,九、活动效益,1. 有形效益,活动前，炉水泵的拆线和接线工作需要4个工作人员的配合， 安装夹模后只需要3个工作人员配合，且工作时间大大缩短。 节省费用：1人/次 = 200元/次,2. 无形效益,A安全效益,本次
12、QC活动解决了炉水泵电缆接线时局部受力过大的问题， 提高了电缆的电气安全性能，从而加强了设备运行的安全可靠性。同时也降低了电缆的接线难度，增强检修人员工作时的安全性。,B自身提高,在这次QC活动中，小组成员不但在专业技术、团队精神和工作责任感上有了长足的进步，更重要的是在计算机建模和软件分析上有了很大的提高，对于运用科技手段来解决工作中的问题有了很好的实践机会，以下是小组成员活动前后的自我评价表，以及雷达图。,十、巩固措施,小组成员将夹模设计，分析过程进行归纳整理，并将图纸留班存档。,2. 小组成员将减小炉水泵局部受力过大为我班的两措及安全 大检查整改项目上传我厂台帐系统。,3. 小组成员向部门管理人员申请将夹模的维护和检查纳入检修指导书，经部门领导审核，同意将其纳入6KV交流电动机检修作业指导书，并将其写入工序15。,工序15、接电机外部连接线 注：机组11、12炉水泵电机接线前检查夹模工件，紧固夹模固定螺丝。,十一、遗留问题及今后打算,在本次活动中，小组成员将夹模作为固定点来计算，但对于夹模本身的受力情况未作分析，对于如何保证夹模的耐用性我们将作为下一次的小组活动课题。,谢谢观看！,
