余能余热回收利用发电机组的特点及大修

摘要：节能减排、保护环境，实现可持续发展是全球的共识，也是我们国家的基本国策。大型工业企业如钢铁、水泥等行业生产过程中产生的余能余热回收利用是其重要的组成部分，现有技术条件下，余能余热又以转换成电能为主要回收利用方式。如焦化行业干熄焦发电，钢铁行业烧结烟气、水泥行业炉窑烟气余热发电，高炉煤气余压发电，转炉汽包蒸汽发电等。回收利用过程中，发电机组是关键设备，发挥的作用至关重要。因此，发电机组的运行维护和故障处理就成了设备管理人员的重要工作。

关键词：余能余热回收、发电机组

中图分类号：TM31文献标识码： A

一、余能余热回收利用发电机组的特点

1、余能余热回收利用发电机组容量较小，一般在3MW―15MW之间，但技术等级与大型汽轮发电机组区别不大，电压等级为10KV，转速3000转。运行消耗废弃的余能余热，几乎没有成本，与生产工艺联系紧密，一旦发生故障，不但不能发电，还影响生产的稳定。

2、运行环境恶劣，余能余热回收利用发电机组一般在安装在工业生产线内部，多粉尘、腐蚀性气体，对机组长期安全稳定运行造成较大影响。

3、并网条件不稳定，余能余热回收利用发电机组一般就近并网在生产现场的高压配电室，相较于社会电网，大型工业企业内部电网有较多的重负荷启停，和较多的事故跳闸和网络接地，对机组安全稳定运行造成影响。

4、运行维护管理专业水平不足，余能余热回收发电近几年才大面积普及应用，设备管理人员大多为原生产系统的转行而来，发电理论及现场经验相对欠缺，对机组安全稳定运行也有一定影响。

二、余能余热回收发电机组易发重型故障

余能余热回收发电机组发生的故障多种多样，事故原因也不尽相同，本文重点介绍易诱发发电机组重型故障，造成机组严重损毁的两种情况。

1、甩负荷事故

甩负荷事故是指发电机组突然卸掉负荷的一种事故现象。甩负荷事故的发生对发电机的安全稳定运行影响甚大，必须引起运行值班人员和有关人员的高度重视。发电机组甩负荷从电气角度主要有以下两种原因：

(1) 因供电输变线路突然跳闸，使机组负荷无法正常输出；

(2) 发电机保护动作，跳开发电机出口开关；

余能余热回收发电机组运行过程中，甩负荷造成的直接影响就是机组超速，超速的结果往往会造成发电机组因飞车而毁坏。如某钢铁企业炼铁厂6MWTRT发电机组，直接并网在高炉高压配电室，因故障进线线路跳闸，高炉高压配电室全部停电，随即TRT发电机组保护动作，跳开发电机出口开关，甩掉负荷，其他保护同步动作，但因TRT发电机组 煤气进口阀门卡死拒动，造成TRT发电机组飞车，定子、转子全部损毁，引发重大设备事故。

2、电网系统单相接地

高压电网单相接地允许短时间运行，对普通动力负荷影响不大，但对于并网在生产现场的高压配电室余能余热回收发电机组，则会产生致命影响，因为高压电网单相接地会造成发电机不对称运行，定子、转子同时过热，直至损毁。如某钢铁企业转炉汽包蒸汽3MW发电机组，直接并网在炼钢厂高压配电室，同一系统内的炼铁厂高压配电室一路输出发生单相接地，10分钟后，3MW发电机组既过热冒烟，定子、转子全部损毁，引发重大设备事故。而炼铁厂高压配电室在系统发出接地信号的时，立即将3台TRT发电机组解列退出运行，设备安全无事。

三、余能余热回收发电机组重型故障的大修

余能余热回收发电机组发生重型故障，须退出运行，经专业厂家修理。余能余热回收发电机组是生产流程的重要组成部分，退出运行不但浪费能源，造成污染排放，还将影响原生产系统的稳定。因此，优质、快速的修复损毁发电机组至关重要。

1、定子的修复

发电机组定子修复重点是线棒的生产制作，发电机组定子线棒工作在高电压、强电场环境下，各项技术指标要求相当严格。一般采用多胶云母模压工艺和少胶云母单只整体浸漆工艺生产。质量主要体现两个方面。

(1)机械指标：要求外形尺寸精准，整组线棒一致性良好，渐开线部分圆润饱满、线形自然流畅，直线部分顺直平滑。

(2)电气指标：在交流耐压、起晕电压、介质损耗、表面电阻率必须达到规范要求，整组线棒各项指标保证良好一致性。

发电机组定子绕组线棒生产工艺繁杂，技术要求苛刻，并且具有短板效应，一只线棒的缺陷即影响整台机组的寿命。

2、转子的修复

发电机的转子故障主要是绕组接地短路、匝间短路故障

（1）、绕组接地短路修复工艺。

绕组接地短路主要是因为长期运行绝缘老化、杂物或者振动使转子部分匝间绝缘垫片位移，将转子通风口局部堵塞，使转子绕组绝缘局部过热老化引起转子接地。

针对上述故障我们采用重新制作槽绝缘，按槽型尺寸压制槽衬，匝间转子线圈匝间绝缘一般采用0．4mm厚三聚氰胺玻璃布板，通过刷胶、热压粘结到铜排上保证达到绝缘强度。下线完毕后对线圈进行整体复型。

(2)、转子匝间短路故障维修工艺。

首先分析匝间短路产生的原因，匝间短路可分为导电介质(如毛刺、金属屑等) 直接短路和匝间绝缘损伤导致短路。转子制造过程中, 很多环节都会导致匝间短路事故发生, 诸如转子下线及焊接过程中, 清洁度不够,焊接保护措施不得力以及线圈焊口周围清理不彻底, 使金属屑、毛刺等导电体存留线圈表面, 或者导致匝间垫条损伤短路, 或者导电介质直接短路。槽楔装配过程, 由于配合过紧和槽楔与轴本体配合面光洁度差等原因, 造成槽楔毛刺及金属屑脱落而掉入转子绕组内。转子下完线, 打槽楔序完成后, 需上卧车加工护环止口和本体通风槽, 这时毛刺及金属屑等杂物也有可能掉入转子绕组内。转子在下线后直到动平衡中间序及转序吊装过程, 保护措施不当, 使金属屑等杂物掉入转子绕组内。生产周期严重不足, 操作者违反工艺规程。

转子匝间短路事故的危害是相当严重的,发生匝间短路事故反修时,首先拆护环, 护环表面需加热到250-270 ℃ , 加热时间40min-60min 左右,护环绝缘受到破坏需重新更换。拆解线圈,找出短路点，更换线圈。下线完毕后对线圈进行整体复型。

四、结束语

经过几年的探索和学习，我们林海科技发展有限责任公司已经与唐秦地区大型企业建立了良好的合作关系，参与了众多企业余能余热综合利用的建设和维护工作，希望与本行业的同仁多多交流和合作，为推动余能余热综合利用工作作出一定的贡献。