發電廠的安全生產除控制重大人身及設備責任事故外,主要是控制故障和異常的發生率,努力降低非計劃停運的次數,使機組安全經濟、可靠運行,發揮出較大的經濟效益。近年來高壓異步電動機屢次燒毀是直接構成二類故障發生次數的主要因素,同時也威脅著電廠的安全生產。陡河發電廠有20多年的運行歷史,由于設備的不斷老化,許多缺陷逐漸地暴露出來,對高壓異步電動機運行科學、合理地監視、調整以及客觀的檢修、監測與維護顯得至關重要。下面筆者就陡河發電廠近年來高壓異步電動機的燒毀原因進行了分析,并提出防范的對策。
1 現狀分析
近年來我廠頻繁出現燒毀高壓異步電動機的故障。1999年的安全統計情況是:8次二類故障中有6次是高壓電動機燒毀;進入2000年以來有5次二類故障是高壓電動機燒毀。集中表現為電動機定子線圈的局部接地、線間短路或匝間短路、引線、連線燒斷,轉子斷籠條和轉子熔鋁。導致這些故障的原因,從客觀上分析,設備本身長期運行存在著一定的老化現象,同時電動機自身的制造質量、工藝、絕緣強度等存在有局部缺陷以及檢修維護不當等。從主觀上分析,一是運行中缺乏科學、合理的監督和使用,高壓電動機的頻繁啟動,加速了高壓電動機定子線圈絕緣老化的程度;二是高壓電動機頻繁啟動,導致高壓電動機轉子籠條金屬疲勞,從而產生轉子籠條斷裂(鼠籠式電動機)或熔鋁(鑄鋁式電動機)現象的發生,甚至斷裂的籠條將定子線圈掃壞,造成電機燒毀。2000年一季度我們對部分高壓異步電機的啟動次數做了統計,見表1。表1中的部分高壓電動機啟動間隔最短的時間為30 min,運行最短的時間為10 min,可見該電動機為熱狀態下的頻繁啟動。
2 運行方式分析
從運行監視、調整及倒換方式上看,造成頻繁啟動的原因:一是為了達到當班的制粉單耗,保持交班時的高粉位,增加了制粉系統的啟動次數;二是由于絞籠存在著落粉擋板不嚴,容易斷軸等缺陷,運行人員盡量減少使用絞籠或不使用絞籠,而靠啟、停磨煤機來調整粉倉的粉位。當一臺磨煤機檢修時,所對應的粉倉只有一臺磨煤機,因此無法倒換運行,只有靠運行的磨煤機的啟、停來調整粉位,也增加了制粉系統的啟動次數。
3 轉子斷籠條的分析
高壓電動機由于啟動頻繁(特別是啟動重負荷的電動機),啟動時間長,發生斷籠條故障的幾率也就高些,高壓電動機啟動電流由零升到持續最大值的這個時間區段內,端環短路電流迅速達到最大,端環發熱膨脹,產生徑向位移,籠條端部亦隨之產生徑向彎曲,啟動時間越長,啟動電流愈大,彎曲愈嚴重。在啟動電流由最大值下降到正常運行值這段時間內,籠條由于電流的集膚效應,較大的啟動電流將集中在轉子槽口處,從而又使籠條產生弓型向心彎曲變形,籠條在啟動和運行工況下,受到離心力的作用。由于短路環是厚壁的,轉動情況下離心力徑向增量相對籠條的離心位移是較小的,籠條端部勢必發生彎曲,由此可見籠條在啟動過程中不僅受到膨脹力、離心力的作用,還受到電磁徑向力的影響,使籠條彎曲變形。由于籠條受到交變應力作用,反復彎曲,金屬疲勞,達到一定極限時必然斷裂。
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