消除发电设备磁化现象

揭文喆（宣化钢铁股份有限公司设备能源部检修车间,河北 张家口 075100）

消除发电设备磁化现象

揭文喆
（宣化钢铁股份有限公司设备能源部检修车间,河北 张家口 075100）

摘 要：宣钢设备能源部检修车间主要负责发电机组的维护、保养、大中修及抢修任务和一些设备零件易损件及设备备件的加工与修复。为了保障检修质量，提高机组的运行可靠性，为此查找了影响设备安全运行的主要原因，发现了发电设备的磁化现象，针对这一现象，提出了消除磁化的方法，以实现设备的稳定运行。

关键词：加工修复;运行可靠性;磁化现象;消除磁化

1　引言

宣钢设备能源部作为公司能源供应的主体单位，主要负责汽轮发电机组、TRT透平发电机组、汽轮鼓风机组和干熄焦余热发电机组的维护、保养、大中修及抢修任务和一些设备零件易损件及设备备件的加工与修复。我们工作的重点是：保障检修质量，提高机组的运行可靠性，保证设备安全满负荷运转。根本途径是：首先提高产品（包括配套设备）质量；其次是提升运行维护水平，主要是提升全体职工的技能操作水平；最后强化检修质量控制，将设备隐患消弥于无形之中。根据运行需要，开展旨在消除机组的潜伏性故障，防止突发事件的发生。

而在调查过程中，发现影响设备安全稳定运行的最主要因素是发电设备的磁化。其主要危害是：造成设备轴瓦的电烧毁；使设备轴向位移传感器和轴的挠度传感器的指示产生误差；使叶轮和隔板发生摩擦出现电烧伤；推力瓦磨损，动静部分摩擦；发电机转子电烧伤；造成槽端部绕组之间的绝缘垫块严重烧伤并碳化，对应部位的扇形绝缘瓦被烧穿，护环也被烧伤等。设备磁化，运行存在隐患，容易引发事故的发生，影响公司的正常生产，损坏公司的利益。

2　运行系统要求及问题分析

宣钢公司要求设备稳定运行，保障稳定可靠动力能源供应，确保公司无计划休风率为零。为此，在检修过程中发现使用刨刃在清理中分面的密封胶时，刨刃有吸附靠近螺栓的现象，经过尝试，发现其螺栓的磁性很大，能够完全吸附住刨刃，经过其余机组检修时尝试，发现只有一台设备存在这种现象。检修完成后，经过讨论研究，查找资料，最终确定设备已存在轻微磁化。

而经过查找资料，学习研究讨论，发现汽轮发电机组的磁化现象存在已有很长时间的历史，主要是汽轮机和发电机的磁化，目前查找的资料记载上还未发现有TRT发电机组的透平机缸体螺栓发生磁化现象，尚属于第一次，根据查找的资料研究，根据现有的技术，透平机的退磁在国内一样可能实现。

针对设备磁化现象，分析设备原因，汽轮机单极自激磁化，发电机转子绕组不对称匝间短路及两点接地，定转子气隙不对称和励磁回路连接不当，由于定子绕组内部短路，使部分绕组的电流方向与正常带负荷时的电流方向相反。

（1）汽轮机单极自激磁化。宣钢汽轮发电机轴向布置转子绕组极间连线和转子，当有电流通过极间连线时，磁化现象将发生在转轴轴向间。这种磁化的转轴，包括发电机转子、汽轮机转子在轴承中旋转时，在轴和轴承上建立单极电势。汽轮机单极自激磁化使汽轮机自身的残磁，使运行的汽轮机变成单极发电机，当润滑油膜被破坏，则会产生很大的电流，造成设备发生电烧伤；（2）发电机转子绕组不对称匝间短路及两点接地。导致转轴磁化，最常见的问题是转子绝缘故障，既在发电机转子绕组间造成了两点不对称匝间短路或接地。发生经过是：汽轮发电机组因为电机转子发生两点不对称短路接地引起的轴向漏磁通，该磁通分别从发电机转子励磁机端轴头出来，经过主、副励磁机轴瓦、轴承、转子及基础闭路和发电机转子汽轮机端轴头出来，经过汽轮机各个轴瓦、轴承、转子及基础闭路。当以上设备穿过磁通后，必将发生磁化。发电机转子绕组发生不对称匝间短路或两点接地时产生轴向磁通，使汽轮机磁化同样会造成运行的汽轮机变成单极发电机，而摩擦或碰撞发生在转轴的轴承油膜或动静部分之间时，也同样会产生很大的电流，发生电烧伤；（3）由于定子绕组内部短路，使部分绕组的电流方向与正常带负荷时的电流方向相反。当短路发生在与电网连接的发电机定子绕组内部时，轴向磁势可能产生，于是由电网进入短路点的电流，使部分绕组中的电流方向变为相反方向，产生围绕轴的电流回路。例如通过查找资料显示某电厂7号发电机QFQS-200-2型，200MW，1984年12月定子绕组引出线发生相间短路，1985年11月4日定子绕组引出线再次发生相间短路，此后发现轴瓦呈现环形磁化。结合查找的资料显示，通过讨论研究确认由于定子绕组内部短路，使部分绕组的电流方向与正常带负荷时的电流方向相反属于发电设备磁化的主要原因。

3　消除发电设备磁化现象方案

有备件的条件下，直接更换磁化部件；没有备件的条件下，采取直流退磁法；交流退磁法；局部退磁法；剩磁不平衡调整；防止设备磁化现象的恶化，最终降低发电设备的磁化，最终将磁化现象彻底消除。

实践证明，直流退磁方法退磁效果好，适于汽轮发电机转子、汽轮机转子、隔板、隔板套、轴瓦及缸体等退磁。

而交流退磁法是将退磁件置于交流励磁线圈中，然后将励磁线圈电流升至一定数值，逐渐提起退磁件远离励磁线圈，在一定程度上来说，其与直流退磁原理相似。与直流退磁方法相比，交流退磁方法简便，省时间，但却有集肤效应等缺点，因此更多使用在汽轮机汽封套、部分轴瓦、小块隔板、螺丝等小部件的退磁。

4　防止设备磁化的措施

（1）提高检修质量；（2）在安装检修时要保证定转子气隙对称，防止转子偏心；（3）调整号汽轮机串轴保护，严防汽轮机的动静部分摩擦。

5　效果分析

从实施本次技术改造以来，设备揭缸检修同未实施之前相比，设备能够延长运行时间一个月，从原来每三个月一次的清灰检修延长到四个月以上一次，保证了设备的稳定运行。（1）经济效益。根据宣钢运行的发电设备为四台TRT发电机组、七台汽轮发电机组、一台干熄焦发电机组共12台设备运行，日发电量为330万kWh，平均每台设备发电量为27.5万kWh/天。设备检修一次的时间按平均为2天算。现在国家规定的电价是0.56元/kWh，按平均发电成本为0.35元/kWh，则少一次检修的经济效益为：27.5万kWh/天*2天（0.56元/ kWh-0.35元/kWh）=11.55万元；（2）社会效益。保证了设备的稳定运行，减少了设备的维修次数，降低了检修费用；提高了煤气的利用率，减少了放散，创造了效益，减少了环境污染。

参考文献：

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[2]魏春源.汽车电气与电子[M].北京:北京立功大学出版社,2010:99-103.

[3]齐风春.永磁材料的发展现状[J].材料导报,1994(03).