干冰清洗技术在发电机铁芯锈蚀处理中的应用

POST TIME:2017-09-28 14:34 READ:


摘要:通过一起发电机定子铁芯严重锈蚀的原因分析和处理,介绍了 )和压缩空气机,与空气混合、加速后从喷嘴喷出,喷出压力约为0.5 MPa。携带干冰颗粒的空气以0.5 MPa的压力冲击铁锈表面,加上空气及干冰颗粒的温度极低(-78℃),与铁锈表面存在较大温差,将产生热冲击作用。铁锈层温度降低、脆性增大,产生龟裂,铁锈层与铁芯本体的温度差破坏了两者的结合。干冰颗粒在千分之几秒内体积膨胀近800倍,在冲击点造成“微型爆炸”,将铁锈层吹扫剥离。干冰清洗铁锈的过程如图l所示。

 a 利用冲击力及低温使铁锈产生龟裂    b 铁锈层因低温与铁芯剥离     c 利用急剧升华及吹力作用清除
 冲击力及低温使铁锈产生龟裂      铁锈层因低温与铁芯剥离           急剧升华及吹力作用清除
                                          图1 干冰清洗铁锈过程
干冰清洗具有以下特点:
(1)使用空间要求小,可以对人无法进入的狭小空间进行清洗。喷头可从2号发电机两端隔
板的孔中伸入.对端部铁芯进行清洗。
(2)清洗效率高。
(3)对铁芯形成的二次伤害小。
(4)清洗过程干燥。
(5)不会对铁芯造成新的污染。
但是,采用干冰清洗方式时,要考虑-78℃的低温是否会对铁芯及线棒等部位的绝缘材料造成损害、局部热胀冷缩后是否会引起铁芯松动、是否会引起铁芯结露受潮等问题。经查阅相关资料,干冰清洗过程中,铁芯表面温度随时问变化的曲线如图2所示 距铁芯表面0.5mm以下部位的最低温度约为-5℃。短时间内绝缘不至于严重受损,即使有裂纹,由于深度较浅也不会引起矽钢片间的短路,但需要在清洗后进行铁损试验。由于清洗时间短、影响深度浅,热胀冷缩对铁芯的影响也可不考虑。若干冰碰到定子绕组表面,会造成其主绝缘外层防晕材料和绝缘漆的剥落。直线段线棒因有槽内垫条的保护可以不用考虑.而端部绕组在清洗前则要用棉纱进行保护。
 干冰清洗过程中受件表面温度随时间的变化曲线
      图2干冰清洗过程中受件表面温度随时间的变化曲线

3.3 清洗过程
清洗工作由专业干冰清洗公司完成。设备调试及定子绕组端部保护等准备工作完成后。打开发电机定子顶部盖板,将喷头从铁芯背部伸入。对顶部铁芯进行清洗,剥离的锈渣顺着通风道掉在事先铺设在发电机膛内的布上。齿部清洗从膛内底部开始,无锈迹的部位未清洗,锈渣用吸尘器在内窥镜的协助下清理干净,所有工作在2天内全部完成。
清洗效果
4.1 外观检查
干冰清洗后,2号发电机铁芯表面干净平整,无遗留杂质,通风道内铁锈几乎全部清除。与新机无明显差别。未发现铁芯矽钢片问绝缘有裂纹现象。
4.2 铁损试验
对铁芯进行干冰清洗后,进行磁通密度为1.4T的铁损试验,用红外成像仪扫描铁芯各部位的温度,膛内温差仅为4K。温度较高部位是燃机端膛内齿部已清洗的位置,且清洗过的部位温度相同,分析温度高的原因不是铁芯涡流影响,而是由于铁芯表面与油漆表面的反射率不一致。由此判断锈蚀及干冰清洗未对2号发电机定子铁芯造成不可接受的伤害,该定子铁芯仍可使用。另外,为了彻底清除定子铁芯中的水分,铁芯试验持续了19h,期间用风机从励端送人空气,待定子铁芯温度上升至90℃后停止。
4.3 铁芯温度
2号发电机并网后,在满负荷下进行迟相功率因数0.80和进相功率因数0.95的无功容量试验,发现在2种工况下,2号发电机的定子铁芯温度与未发生铁芯锈蚀缺陷的同机型1号发电机相比并无明显差异,温度最高点出现在相同位置,各点的温度差在3K以内。
结语
从2号发电机定子铁芯锈蚀及采用干冰清洗的经验可以看出,干冰清洗发电机定子铁芯不会引起铁芯矽钢片问绝缘的损坏.该方法安全可靠。虽然发电机定子铁芯发生锈迹的情况较少,但是有可能会遇到空冷发电机定子铁芯受油污和灰尘污染、水力发电机受油污和刹车片粉末混合物污染的情况,此时采用干冰清洗是非常好的选择。

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