消除發電設備磁化現象

揭文喆（宣化鋼鐵股份有限公司設備能源部檢修車間,河北 張家口 075100）

消除發電設備磁化現象

揭文喆
（宣化鋼鐵股份有限公司設備能源部檢修車間,河北 張家口 075100）

摘 要：宣鋼設備能源部檢修車間主要負責發電機組的維護、保養、大中修及搶修任務和一些設備零件易損件及設備備件的加工與修復。為了保障檢修質量，提高機組的運行可靠性，為此查找了影響設備安全運行的主要原因，發現了發電設備的磁化現象，針對這一現象，提出了消除磁化的方法，以實現設備的穩定運行。

關鍵詞：加工修復;運行可靠性;磁化現象;消除磁化

1　引言

宣鋼設備能源部作為公司能源供應的主體單位，主要負責汽輪發電機組、TRT透平發電機組、汽輪鼓風機組和干熄焦余熱發電機組的維護、保養、大中修及搶修任務和一些設備零件易損件及設備備件的加工與修復。我們工作的重點是：保障檢修質量，提高機組的運行可靠性，保證設備安全滿負荷運轉。根本途徑是：首先提高產品（包括配套設備）質量；其次是提升運行維護水平，主要是提升全體職工的技能操作水平；最后強化檢修質量控制，將設備隱患消彌于無形之中。根據運行需要，開展旨在消除機組的潛伏性故障，防止突發事件的發生。

而在調查過程中，發現影響設備安全穩定運行的最主要因素是發電設備的磁化。其主要危害是：造成設備軸瓦的電燒毀；使設備軸向位移傳感器和軸的撓度傳感器的指示產生誤差；使葉輪和隔板發生摩擦出現電燒傷；推力瓦磨損，動靜部分摩擦；發電機轉子電燒傷；造成槽端部繞組之間的絕緣墊塊嚴重燒傷并碳化，對應部位的扇形絕緣瓦被燒穿，護環也被燒傷等。設備磁化，運行存在隱患，容易引發事故的發生，影響公司的正常生產，損壞公司的利益。

2　運行系統要求及問題分析

宣鋼公司要求設備穩定運行，保障穩定可靠動力能源供應，確保公司無計劃休風率為零。為此，在檢修過程中發現使用刨刃在清理中分面的密封膠時，刨刃有吸附靠近螺栓的現象，經過嘗試，發現其螺栓的磁性很大，能夠完全吸附住刨刃，經過其余機組檢修時嘗試，發現只有一臺設備存在這種現象。檢修完成后，經過討論研究，查找資料，最終確定設備已存在輕微磁化。

而經過查找資料，學習研究討論，發現汽輪發電機組的磁化現象存在已有很長時間的歷史，主要是汽輪機和發電機的磁化，目前查找的資料記載上還未發現有TRT發電機組的透平機缸體螺栓發生磁化現象，尚屬于第一次，根據查找的資料研究，根據現有的技術，透平機的退磁在國內一樣可能實現。

針對設備磁化現象，分析設備原因，汽輪機單極自激磁化，發電機轉子繞組不對稱匝間短路及兩點接地，定轉子氣隙不對稱和勵磁回路連接不當，由于定子繞組內部短路，使部分繞組的電流方向與正常帶負荷時的電流方向相反。

（1）汽輪機單極自激磁化。宣鋼汽輪發電機軸向布置轉子繞組極間連線和轉子，當有電流通過極間連線時，磁化現象將發生在轉軸軸向間。這種磁化的轉軸，包括發電機轉子、汽輪機轉子在軸承中旋轉時，在軸和軸承上建立單極電勢。汽輪機單極自激磁化使汽輪機自身的殘磁，使運行的汽輪機變成單極發電機，當潤滑油膜被破壞，則會產生很大的電流，造成設備發生電燒傷；（2）發電機轉子繞組不對稱匝間短路及兩點接地。導致轉軸磁化，最常見的問題是轉子絕緣故障，既在發電機轉子繞組間造成了兩點不對稱匝間短路或接地。發生經過是：汽輪發電機組因為電機轉子發生兩點不對稱短路接地引起的軸向漏磁通，該磁通分別從發電機轉子勵磁機端軸頭出來，經過主、副勵磁機軸瓦、軸承、轉子及基礎閉路和發電機轉子汽輪機端軸頭出來，經過汽輪機各個軸瓦、軸承、轉子及基礎閉路。當以上設備穿過磁通后，必將發生磁化。發電機轉子繞組發生不對稱匝間短路或兩點接地時產生軸向磁通，使汽輪機磁化同樣會造成運行的汽輪機變成單極發電機，而摩擦或碰撞發生在轉軸的軸承油膜或動靜部分之間時，也同樣會產生很大的電流，發生電燒傷；（3）由于定子繞組內部短路，使部分繞組的電流方向與正常帶負荷時的電流方向相反。當短路發生在與電網連接的發電機定子繞組內部時，軸向磁勢可能產生，于是由電網進入短路點的電流，使部分繞組中的電流方向變為相反方向，產生圍繞軸的電流回路。例如通過查找資料顯示某電廠7號發電機QFQS-200-2型，200MW，1984年12月定子繞組引出線發生相間短路，1985年11月4日定子繞組引出線再次發生相間短路，此后發現軸瓦呈現環形磁化。結合查找的資料顯示，通過討論研究確認由于定子繞組內部短路，使部分繞組的電流方向與正常帶負荷時的電流方向相反屬于發電設備磁化的主要原因。

3　消除發電設備磁化現象方案

有備件的條件下，直接更換磁化部件；沒有備件的條件下，采取直流退磁法；交流退磁法；局部退磁法；剩磁不平衡調整；防止設備磁化現象的惡化，最終降低發電設備的磁化，最終將磁化現象徹底消除。

實踐證明，直流退磁方法退磁效果好，適于汽輪發電機轉子、汽輪機轉子、隔板、隔板套、軸瓦及缸體等退磁。

而交流退磁法是將退磁件置于交流勵磁線圈中，然后將勵磁線圈電流升至一定數值，逐漸提起退磁件遠離勵磁線圈，在一定程度上來說，其與直流退磁原理相似。與直流退磁方法相比，交流退磁方法簡便，省時間，但卻有集膚效應等缺點，因此更多使用在汽輪機汽封套、部分軸瓦、小塊隔板、螺絲等小部件的退磁。

4　防止設備磁化的措施

（1）提高檢修質量；（2）在安裝檢修時要保證定轉子氣隙對稱，防止轉子偏心；（3）調整號汽輪機串軸保護，嚴防汽輪機的動靜部分摩擦。

5　效果分析

從實施本次技術改造以來，設備揭缸檢修同未實施之前相比，設備能夠延長運行時間一個月，從原來每三個月一次的清灰檢修延長到四個月以上一次，保證了設備的穩定運行。（1）經濟效益。根據宣鋼運行的發電設備為四臺TRT發電機組、七臺汽輪發電機組、一臺干熄焦發電機組共12臺設備運行，日發電量為330萬kWh，平均每臺設備發電量為27.5萬kWh/天。設備檢修一次的時間按平均為2天算。現在國家規定的電價是0.56元/kWh，按平均發電成本為0.35元/kWh，則少一次檢修的經濟效益為：27.5萬kWh/天*2天（0.56元/ kWh-0.35元/kWh）=11.55萬元；（2）社會效益。保證了設備的穩定運行，減少了設備的維修次數，降低了檢修費用；提高了煤氣的利用率，減少了放散，創造了效益，減少了環境污染。

參考文獻：

[1]解兵.基于ELCID的發電機定子鐵心損耗實驗[J].江蘇電機工程,2010,29(06):33-36.

[2]魏春源.汽車電氣與電子[M].北京:北京立功大學出版社,2010:99-103.

[3]齊風春.永磁材料的發展現狀[J].材料導報,1994(03).