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電廠中繼泵運行中問題分析及改進措施

http://mamafrist.com 2015年09月19日        

1.概況

    我廠三臺中繼為汽機公用設(shè)備,中繼型號J122——2,為鼠籠式電動機,額定容量185 kw,額定電壓380v,額定電流331A,額定轉(zhuǎn)速2960r/min。其主要作用是將經(jīng)化學處理過的除鹽水送至凝汽器,以保證凝汽器水位在允許范圍以內(nèi)。每年的九月份至次年的五、六月份,尤其在冬季供熱任務(wù)重的時候,就要頻繁啟動中繼以保證汽水的平衡,最頻繁時半小時啟動一次,每次運行半小時,這樣一天需啟動24次。當頻繁啟動時,在轉(zhuǎn)子鼠籠條與端環(huán)連接區(qū)域極易產(chǎn)生過熱,斷裂,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子損壞,對定子端部繞組絕緣也將產(chǎn)生極大威脅。據(jù)不完全資料統(tǒng)計,三臺中繼已共燒壞過九次,在電機大修中發(fā)現(xiàn)三臺電機均有不同程度的定子繞組主絕緣破壞、匝間短路現(xiàn)象。每臺低壓電機大約價值4萬元,僅這一項的經(jīng)濟損失就達36萬元。隨著電力系統(tǒng)改革的深入,電廠將面臨更嚴峻的競爭,如何降低廠用電率,節(jié)約發(fā)電成本,使機組經(jīng)濟安全運行也就成為我們重視的問題。

    2.中繼運行中存在問題分析

    中繼啟動方式為全壓啟動。在全壓啟動方式下,一般鼠籠式電動機的啟動5-7倍,啟動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1-2倍。

    2.1中繼頻繁啟動對電機的危害

    2.1.1有定子繞組絕緣損壞、磨損,匝間短路。其原因有;一是鼠籠式電機全壓啟動時,啟動轉(zhuǎn)矩較小,啟動時間較長,加之啟動電流很大,電機頻繁啟動過程中,定子繞組在熱及電場作用下,使絕緣逐漸老化,這種劣化的絕緣材料在很低的過電壓下就容易被擊穿,致使絕緣損壞,匝間短路等故障。二是電動機啟動過程中將產(chǎn)生的較大沖擊力,由于頻繁啟動,會使端部繞組綁扎松馳,線棒產(chǎn)生較大的位移,引發(fā)線棒疲勞磨損故障。

    2.1.2轉(zhuǎn)子鼠籠條與端環(huán)連接區(qū)域發(fā)生斷裂。其原因是電動機啟動時,轉(zhuǎn)子導(dǎo)條承受很大的熱應(yīng)力和機械離心力,最易使籠條斷裂,尤其是對二極高速電動機(接近3000r/min)。

    據(jù)計算與測量,啟動時,籠條短時溫度可達300℃,溫升速度很快,使機械強度迅速下降,并由于電流的集膚效應(yīng),沿籠條高度方向電流分布是不均勻的,因而存在一個很大的溫差,可達幾十度,使籠條產(chǎn)生熱應(yīng)力。另外,由于漏磁的作用,使籠條產(chǎn)生很大的電磁力,這個力與電流平方成正比,把籠條拉向槽底,并以電流的二倍頻率振動,使籠條疲勞斷裂。啟動頻繁或重載啟動,這種破壞作用加劇。

    2.2中繼的頻繁啟動對開關(guān)的危害

    中繼的開關(guān)型號為DW15-C630型,額定電流為630A瞬時斷流6300A,開關(guān)的滅弧柵相互絕緣的鍍銅鋼片組成,滅弧性能較差,中繼的每次啟停都會在開關(guān)觸頭間產(chǎn)生高溫電弧,長期的頻繁啟動使高溫電弧產(chǎn)生的熱量加重觸頭的氧化程度,觸頭間的接觸電阻越來越大,將開關(guān)的主觸頭燒粘、損壞、甚至導(dǎo)致開關(guān)爆炸,引起事故的擴大。據(jù)資料統(tǒng)計,三臺中繼運行至今已燒壞8臺開關(guān)。

    2.3中繼的頻繁啟動經(jīng)濟損失

    中繼的頻繁啟動將導(dǎo)致電能的損耗增加,不利于節(jié)約發(fā)電成本。當中繼補水量偏大時,需調(diào)整閥門的開度調(diào)節(jié)的出力,造成節(jié)流損失,經(jīng)濟性較差。

    3.對策

    3.1選用繞線式電動機改善電動機啟動性能

    繞線式電動機的轉(zhuǎn)子上繞有對稱的三相繞組。正常運行時,三相繞組通過集電環(huán)引出的電阻短接。啟動時,在轉(zhuǎn)子繞組中串入一個啟動電阻,達到了減小啟動電流的目的。由于啟動電阻可逐段切除,適當?shù)拇雴与娮?,可以使啟動轉(zhuǎn)矩達到電動機的最大轉(zhuǎn)矩,縮短了啟動過程。另外,轉(zhuǎn)子串接電阻后,還可以進行調(diào)速。

    與鼠籠式電動機相比,它的特點是電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價高,操作維修不方便,維護工作量大。考慮到更換繞線式電動機后,雖然電機的啟動性能得以改善,但并不能從根本上解決電機頻繁啟動的問題,而且還需更換新電機,投資較大,節(jié)能效果并不理想。

    3.2選用變頻調(diào)速異步電動機

    變頻調(diào)速電動機是通過改變電動機定子電源頻率來改變電動機轉(zhuǎn)速的。從異步電動機的轉(zhuǎn)速公式:

    n=ns(1-s)=60f(1-s)/p

    式中:n——異步電動機的轉(zhuǎn)速;
         ns——同步轉(zhuǎn)數(shù);
         s——轉(zhuǎn)差率;
         f——電源頻率;
         p——電機極對數(shù)。

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