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1、消除#3机集电环碳刷发热故障淮阴发电有限公司发电部电气淮阴发电有限公司发电部电气QCQC小组小组发布：张德继发布：张德继一、概述我厂我厂#3#3发电机为哈尔滨电机厂生产的发电机为哈尔滨电机厂生产的QFSN-300-2QFSN-300-2型型 300MW300MW供热机组，励磁部分为自并励自动调节供热机组，励磁部分为自并励自动调节励磁。电源取自发电机出口，经励磁变降压后再励磁。电源取自发电机出口，经励磁变降压后再通过整流调节送到发电机刷架，经碳刷和集电环通过整流调节送到发电机刷架，经碳刷和集电环送给转子，提供发电机励磁。自送给转子，提供发电机励磁。自20082008年年3 3月发电月发电机投产以
2、来，集电环和碳刷部分一直温度较高，机投产以来，集电环和碳刷部分一直温度较高，经过处理无效，联系设计院，他们对此也无能为经过处理无效，联系设计院，他们对此也无能为力。集电环和碳刷超温严重制约机组接带负荷，力。集电环和碳刷超温严重制约机组接带负荷，影响到发电机的安全运行，于是我们就此成立影响到发电机的安全运行，于是我们就此成立“ “消除消除#3#3机集电环碳刷发热故障机集电环碳刷发热故障” ”QCQC小组。小组。二、小组简介小组成立日小组成立日期期20082008年年3 3月月1 1日日注册登记号注册登记号HD2008FDHD2008FD201201课题注册日课题注册日期期20082008年年3
3、3月月8 8日日课题完成日课题完成日期期20082008年年5 5月月3030日日课题类型课题类型现场型现场型专业培训专业培训人均人均5050小时小时/ /年年小组活动次小组活动次数数1010次次小组活动出小组活动出勤率勤率100%100%淮阴发电有限公司发电部电气QC小组小组成员和分工情况表小组分工小组分工姓名姓名性别性别年龄年龄文化程度文化程度 职务职务技术指导技术指导章贵阳章贵阳男男4242大专大专副主任副主任组长组长沈中生沈中生男男4242大专大专技术员技术员副组长副组长张德继张德继男男4040本科本科技术员技术员组员组员罗士锋罗士锋男男3535本科本科技术员技术员组员组员庞俊庞俊男男
4、4545中技中技班长班长组员组员张林张林男男4545中技中技班员班员组员组员徐敏超徐敏超男男3535大专大专单元长单元长组员组员王刚王刚男男3030大专大专班员班员三、选题理由消除消除#3#3机集电环碳刷发热故障是确保机集电环碳刷发热故障是确保#3#3机安全运机安全运行的需要。行的需要。20082008年年3 3月月-5-5月因集电环碳刷发热故月因集电环碳刷发热故障，多次降励磁电流降负荷运行，严重影响障，多次降励磁电流降负荷运行，严重影响#3#3机机正常负荷接带。集电环是经过加热套上去的，厂正常负荷接带。集电环是经过加热套上去的，厂家规定运行中不得超过家规定运行中不得超过250250，不得高温
5、运行，不得高温运行，否则可能造成发电机转子集电环松动损坏，造成否则可能造成发电机转子集电环松动损坏，造成不可故量的损失。而我厂机组集电环碳刷部位经不可故量的损失。而我厂机组集电环碳刷部位经常超过常超过300300，此现象对我厂安全和经济效益极，此现象对我厂安全和经济效益极端不利，必须将温度降到端不利，必须将温度降到100 100 以下的正常范围，以下的正常范围，经小组讨论：降到经小组讨论：降到100 100 以下作为我们本次以下作为我们本次QCQC活活动的目标。动的目标。四、活动目标五、现状调查 针对集电环碳刷温度偏高，实测就地温度，列出典型的调查表，列表针对集电环碳刷温度偏高，实测就地温度，
6、列出典型的调查表，列表如下：如下：序号序号北侧集电环温度（北侧集电环温度（）南侧集电环温度（南侧集电环温度（）1 155551851852 265652782783 364642562564 467672342345 562622252256 671712452457 770702752758 872723103109 9757533533510106868321321集电环碳刷温度典型的调查表 制表人：张德继 日期：2008年3月15日集电环表面温度柱状图从以上柱状图可以看出：集电环北侧10组碳刷温度低于80 ，属于正常范围；集电环南侧10组碳刷明显高于北侧，其中有6组温度高于250 ，且上
7、部比下部温度明显偏高。六、原因分析和要因论证经小组集体讨论，认为造成集电环南侧碳刷温度偏高的因经小组集体讨论，认为造成集电环南侧碳刷温度偏高的因素可能有：素可能有：1.1.碳刷电流分布不均匀，碳刷电流分布不均匀，2.2.碳刷氧化膜被破坏且无法重新建立碳刷氧化膜被破坏且无法重新建立 3.3.冷却风道堵塞冷却风道堵塞4.4.冷却风量不足冷却风量不足5.5.集电环表面堵塞（通风沟、通风孔）集电环表面堵塞（通风沟、通风孔）6.6.轴流风扇风量下降轴流风扇风量下降7.7.电刷与滑环表面接触电阻、电刷与刷辫接触电阻、刷辫与刷架引线接触电阻过大。电刷与滑环表面接触电阻、电刷与刷辫接触电阻、刷辫与刷架引线接触
8、电阻过大。8.8.电刷压力不均匀或不符合要求，可能有电刷过短、弹簧由于过热变软老化失去弹性等原电刷压力不均匀或不符合要求，可能有电刷过短、弹簧由于过热变软老化失去弹性等原因。因。9.9.集电环与转子引线接触电阻过大集电环与转子引线接触电阻过大10.10.电刷材质不良、导电性能差、使用的型号不符合要求或者使用了不同型号的电刷。电刷材质不良、导电性能差、使用的型号不符合要求或者使用了不同型号的电刷。11.11.电刷接触面研磨不良或运行中一次更换过多的电刷。电刷接触面研磨不良或运行中一次更换过多的电刷。12.12.电刷在刷盒中摇摆或动作卡涩。电刷在刷盒中摇摆或动作卡涩。13.13.环境温度高。环境温
9、度高。14.14.负荷电流过大负荷电流过大 根据以上画出因果分析图：根据以上画出因果分析图：集电环南侧碳刷温度偏高设备人员材料环境环境温度高碳刷电流分布不均匀氧化膜被破坏冷却风道堵塞集电环表面堵塞冷却风量不足轴流风扇风量下降接触电阻过大电刷压力不均匀集电环与转子引线接触电阻大电刷材质不良电刷接触面研磨不良电刷在刷盒中摇摆或卡涩制图人：张德继，日期08年4月负荷电流过大经小组集体分析讨论及验证如下：经小组集体分析讨论及验证如下：论证论证1 1、碳刷电流分布不均匀，北侧碳刷电流分布不均匀，北侧1010组都不高，南侧组都不高，南侧1010组都高，就地查碳刷压力基本一致，组都高，就地查碳刷压力基本一致
10、，原因不成立。原因不成立。论证论证2 2、氧化膜被破坏且无法重新建立：正常、氧化膜被破坏且无法重新建立：正常100100以上就认为以上就认为氧化膜已被破坏，就地检查氧化膜已被破坏，就地检查时，时，发现不仅南侧温度全部在发现不仅南侧温度全部在100100以上，还以上，还有有4 4只碳刷表面氧化膜被破坏严重，碳刷前端崩裂超只碳刷表面氧化膜被破坏严重，碳刷前端崩裂超过三分之一，还有过三分之一，还有4 4只损坏较小。现象明显，列为主要原因之一。只损坏较小。现象明显，列为主要原因之一。论证论证3 3、冷却风道堵塞：利用停机进行检查，风道进出口发现未堵塞。冷却风道堵塞：利用停机进行检查，风道进出口发现未堵
11、塞。论证论证4 4、冷却风量不足：、冷却风量不足：风冷风道安装布置如下图一所示，冷风经滤网后分到北侧（风冷风道安装布置如下图一所示，冷风经滤网后分到北侧（A A侧）和侧）和南侧（南侧（B B侧），再经集电环与碳刷到轴中部经大轴风扇将热风抽出形成负压区。由于侧），再经集电环与碳刷到轴中部经大轴风扇将热风抽出形成负压区。由于A A侧到风侧到风扇负压区距离近，风阻小，冷风主要走扇负压区距离近，风阻小，冷风主要走A A侧了，侧了，B B侧到风扇负压区距离远，风阻大，冷风走侧到风扇负压区距离远，风阻大，冷风走B B侧侧的少，从而，使的少，从而，使B B侧集电环和碳刷得不到充分的冷却。列为主要原因之一。侧
12、集电环和碳刷得不到充分的冷却。列为主要原因之一。论证论证5 5、集电环表面堵塞：利用停机进行检查，通风沟、通风孔未发现堵塞，原因排除。集电环表面堵塞：利用停机进行检查，通风沟、通风孔未发现堵塞，原因排除。 论证论证6 6、轴流风扇风量下降：北侧都不高，南侧都高，就地查出口风速也很高，原因排除。轴流风扇风量下降：北侧都不高，南侧都高，就地查出口风速也很高，原因排除。论证论证7 7、电刷与滑环表面接触电阻、电刷与刷辫接触电阻、刷辫与刷架引线接触电阻过大：就电刷与滑环表面接触电阻、电刷与刷辫接触电阻、刷辫与刷架引线接触电阻过大：就地查接触电压均小于地查接触电压均小于1V1V，原因排除。，原因排除。论
13、证论证8 8、电刷压力不均匀或不符合要求，可能有电刷过短、弹簧由于过热变软老化失去弹性等电刷压力不均匀或不符合要求，可能有电刷过短、弹簧由于过热变软老化失去弹性等原因。就地检查碳刷长度均在于二分之一，合格，原因排除。原因。就地检查碳刷长度均在于二分之一，合格，原因排除。论证论证9 9、集电环与转子引线接触电阻过大：测量阻抗集电环与转子引线接触电阻过大：测量阻抗5.655.65欧，和出厂值一致，原因排除。欧，和出厂值一致，原因排除。 论证论证1010、电刷材质不良：使用原厂配置，原因排除。电刷材质不良：使用原厂配置，原因排除。论证论证1111、电刷接触面研磨不良或运行中一次更换过多的电刷：接合面
14、打磨过且未换过碳刷，电刷接触面研磨不良或运行中一次更换过多的电刷：接合面打磨过且未换过碳刷，原因排除。原因排除。论证论证1212、电刷在刷盒中摇摆或动作卡涩：电刷在刷盒中摇摆或动作卡涩：逐一取下碳刷检查，发现碳刷普遍和刷握间夹得很逐一取下碳刷检查，发现碳刷普遍和刷握间夹得很紧，南侧最顶一组碳刷和刷架间固定十字星不能入座，造成接触不良。现象明显，列为主要紧，南侧最顶一组碳刷和刷架间固定十字星不能入座，造成接触不良。现象明显，列为主要原因之一。原因之一。 论证论证1313、环境温度高：环境温度未超过环境温度高：环境温度未超过3535 ，原因排除。，原因排除。 论证论证1414、励磁电流过大：查验励
15、磁电流过大：查验DCSDCS历史记录，励磁电流未超过额定，原因排除。历史记录，励磁电流未超过额定，原因排除。 经小组讨论及验证后一致认为，造成经小组讨论及验证后一致认为，造成集电环南侧温度偏高的主要因素是集电环南侧温度偏高的主要因素是一、氧化膜被破坏；一、氧化膜被破坏；二、电刷在刷盒中摇摆或卡涩；二、电刷在刷盒中摇摆或卡涩；三、冷却风量不足三、冷却风量不足七、制定对策 针对集电环南侧温度偏高的主要因素，制定对策如下：针对集电环南侧温度偏高的主要因素，制定对策如下：序号序号要因要因现状现状目标目标对策措施对策措施负责人负责人完成日期完成日期1 1氧化膜氧化膜被破坏被破坏4 4只碳刷破坏严重，只碳
16、刷破坏严重，还有还有4 4只损坏较小只损坏较小全部修复全部修复运行中临时短时运行中临时短时进行降温处理，进行降温处理，再更换已损环再更换已损环8 8只碳刷只碳刷 庞俊庞俊0808年年3-53-5月月2 2电刷在电刷在刷盒中刷盒中摇摆或摇摆或卡涩卡涩碳刷和刷握间夹碳刷和刷握间夹得很紧，南侧最得很紧，南侧最顶一组碳刷和刷顶一组碳刷和刷架间不能固定架间不能固定碳刷和碳刷和刷握间刷握间活动自活动自如如运行中对碳刷进运行中对碳刷进行个别打磨和固行个别打磨和固定定 张德继张德继0808年年3 3月月3 3冷却冷却风量风量不足不足南侧冷却风为北南侧冷却风为北侧的余风，风量侧的余风，风量明显不足明显不足南侧冷
17、南侧冷却风量却风量充足充足利用停机机会，利用停机机会，在集电环西侧靠在集电环西侧靠南的基座上开孔，南的基座上开孔，增加进风口，增增加进风口，增大通风量大通风量 沈中生沈中生0808年年5 5月月八、实施实施一：敞开集电环两侧门，外接轴流风机对集电环和碳刷加强通风降温，敞开集电环两侧门，外接轴流风机对集电环和碳刷加强通风降温，同时在集电环表面涂抹凡士林油进行临时降温，降温到同时在集电环表面涂抹凡士林油进行临时降温，降温到7575度以下后，再对已损环的度以下后，再对已损环的8 8只只碳刷进行换新。碳刷进行换新。实施二：用砂纸分别对活动不灵活的碳刷取下进行打磨，使所有碳刷在刷握用砂纸分别对活动不灵活
18、的碳刷取下进行打磨，使所有碳刷在刷握内活动自如，同时利用停机时间对顶层一组碳刷进行固定内活动自如，同时利用停机时间对顶层一组碳刷进行固定实施三：在集电环西侧靠南的基座侧面（即图一中在集电环西侧靠南的基座侧面（即图一中C C处）上开处）上开4080cm4080cm的孔作的孔作为进风口，使进风口比原来增大为进风口，使进风口比原来增大75%75%且位于南侧面，增加南侧通风量，保证所有冷却且位于南侧面，增加南侧通风量，保证所有冷却风量充足。消除集电环南侧碳刷温度异常升高的现象。风量充足。消除集电环南侧碳刷温度异常升高的现象。九、效果检查经过以上处理改进后，就经过以上处理改进后，就地实测温度，列出典型一
19、次的调查表，列表如下：地实测温度，列出典型一次的调查表，列表如下：序号序号北侧集电环温度（北侧集电环温度（）南侧集电环温度（南侧集电环温度（）1 1454545452 2363637373 3414147474 4515145455 5434337376 6636374747 7464653538 8454543439 943433333101031313838改进后集电环温度典型的调查表制表人：张德继 日期：2008年5月活动前后对比柱形图十、巩固措施对碳刷的维护列入定期切换制度并严格执行。联系重新绘制集电环碳刷部位通风冷却部分的图纸十一、体会经过二个多月的努力，已经彻底消除了#3机集电环碳刷发热故障，圆满地完成了本次QC小组活动的目标，为提高我厂的经济效益，确保机组安全运行，作出了应有的贡献。
