国产600 MW机组发电机励磁刷握的节能改造

侯健

(华电内蒙古能源有限公司包头发电分公司，内蒙古 包头 014013)

1 发电机励磁刷握

华电内蒙古能源有限公司包头发电分公司(以下简称华电包头公司)#1，#2发电机组为哈尔滨电机厂有限责任公司制造，隔音罩刷架由装配在底架上的隔音罩、构成风路的隔板、刷架、组合式刷握、导电板、末端抑振轴承等组成。每套刷握内有4个(牌号为NCC634、规格为25 mm×32 mm×100 mm)碳刷，每个集电环轴向布置2套刷盒，圆周分布8处，即每个集电环上共设置16套刷握，1台机组共设置32套刷握。

2 改造原因

(1)华电包头公司的发电机励磁刷握所使用的碳刷每年要更换2到3次，存在着严重的碳刷浪费现象。由于刷握结构设计不合理，导致碳刷的有效使用量太少，长度为100 mm的碳刷只能使用30～40 mm，使用之后，线辫很容易卡在刷盒上，使碳刷受阻。

(2)单个弹簧卷压在碳刷单个边上，造成力点偏心，使碳刷在刷盒内受阻过大，弹簧达不到实际工作压力，碳刷作用到滑环上的压力分布也不均匀。

(3)现在使用的恒压弹簧(单个弹簧卷)固定在刷握上，在运行维护中，更换碳刷极不方便且单卷容易疲劳和断裂。碳刷与滑环刚磨合好就更换新碳刷，对滑环的磨损较大，甚至清除了滑环上的氧化层。因此，频繁更换碳刷会减少滑环的使用年限，同时增加人工维护量。

(4)现在使用的刷握保持器对碳刷控制不良，刷握在安装和取出时碳刷经常脱出，易造成碳刷破碎和掉角。保持器与碳刷分离不开，将碳刷卡住，不能做功，容易造成碳刷、刷握过热及线辫和刷握烧损，甚至出现烧坏滑环的现象，同时也使操作人员的安全受到影响。

3 改造目的

为了大幅度降低碳刷的使用成本，保护运行维护人员的人身安全，保证发电机安全、稳定运行，消除原来刷握上存在的各种不安全因素，有必要对刷握进行技术改造。

4 改造方案

利用机组停机机会，将原有老式刷握拆下，更换成插拔式双卷可控刷分体恒压刷握，型号为H596－4，刷握内碳刷对应型号为LFC554(或NCC634)，规格为25mm×32mm×100mm(长×宽×高)。调整碳刷与滑环的间距，研磨碳刷与滑环的接触面。通过调查比较，结合华电包头公司实际运行情况，提出了用插拔式双卷可控刷分体恒压刷握的节能改造方案。该方案实施后，解决了老式刷握所存在的各种弊病，达到了节能(每块碳刷可使用一年半以上)、减少维护量、安装方便和生产安全之目的。

5 技术特点

(1)该插拔式刷握刷盒内腔尺寸为25 mm×32 mm，公差为0.05 ～0.08 mm。

(2)刷握的恒压弹簧采用双卷，公称弹力为(12.8±0.6)N，其恒压行程≥66 mm。弹簧卷宽度为12mm，直径为14mm。通过改造，把原来固定的单卷弹簧改成等力的(由U形架固定)2个恒压卷簧，均匀地压在碳刷两边，且该弹簧可自由取下，彻底解决了力点偏心、碳刷在刷盒内受阻等问题。在运行中，碳刷和滑环之间能够产生较小的滚动摩擦力，避免了碳刷和刷握受热，而且2个弹簧卷压力均匀，碳刷磨损程度无论大小，受力都是相同的。

(3)插拔式刷握的刷盒和梯形座4点紧固，其材质皆为ZH62，加工后表面无裂纹、砂眼、缩孔、黑皮等缺陷，铸铜件镀银10 μm，镀银表面光滑、银层附着良好。

(4)改造时，原设备不需要有任何变动，刷握与刷座间的梯形导电接触面应严密配合，导电接触面不低于70%。刷握与刷座上的所有螺栓必须采取止退措施。

(5)改造后的碳刷引出线在碳刷的中间，使得碳刷在刷盒内运动过程中不受阻、不卡涩，而且碳刷能够达到最理想的使用长度。

6 经济效益对比分析

华电包头公司1台发电机每年碳刷的使用费用为32×4×2.5×210=67200(元)，2台发电机每年碳刷消耗费用为134400元左右。通过试用插拔式双卷可控刷分体恒压刷握可知，该刷握的使用寿命至少在18个月以上且运行工况良好。在负荷不是很高的情况下，该刷握的使用寿命甚至能够达到2年以上。1块碳刷使用时间按18个月计算，技术改造后，1台发电机每年碳刷的使用费用为32×4×0.667×210=17929(元)。这样，1台机组1年仅碳刷一项可节约费用67200 －17929=49271(元)，2台机组每年可节省资金近10万元，经济效益可观。

7 结束语

发电机励磁碳刷是发电机中动、静接触和交换能量的零件，关系着发电机的安全与经济运行，维护好励磁刷握及碳刷的良好经济运行十分重要。华电包头公司积极探索挖潜节能降耗技术，通过技术改进与引用新技术，取得了良好的效果。华电包头公司将继续加大节能和资金投入力度，以全面提高华电包头公司的企业竞争力，创造更好的经济效益与社会效益。

［1］中国华电工程(集团)有限公司，上海发电设备成套设计研究院.大型火电设备手册:汽轮发电机［M］.北京:中国电力出版社，2009.