碳粉收集装置安装方案分析解析

1、江西省港航建设投资有限公司赣江石虎塘航电枢纽二号水轮发电机组集电环碳粉收集装置安装方案编制： 唐鲲鹏审核：朱鑫明黄燕琴审定：陈建平批准：付哲林赣江石虎塘航电枢纽管理处二一五年十月目录1 概述 22 工程施工 22.1 安装准备 22.1.1 施工人员配置 22.1.2 施工设备材料准备 32.1.3 施工机械工器具准备 32.1.4 设备选型及安装位置的确定 32.2 碳粉收集装置安装 52.2.1 密封板安装固定 52.2.2 收集装置柜体安装固定 52.2.3 碳粉收集装置与保护罩管路连接 62.3 碳粉收集装置通电试机 62.3.1 装置取电 62.3.2 装置上电试机 63 技术要求

2、74 计划工期 85 工程材料 8石虎塘水电站水轮发电机组集电环碳粉收集装置安装方案石虎塘水电厂水轮发电机组励磁系统集电环部分未装设碳粉收集 装置，机组在长时间运行后，集电环与电刷（碳刷）摩擦产生粉尘，而 集电环需要通风降温，其保护罩不是全密闭罩（观察窗是网格形式） ， 碳粉通过网格孔散落在灯泡体各处，如果不及时清理， 转子绝缘达不到 技术要求，同时也影响灯泡体内的加热器、自动化元件等安全运行，鉴 于上述情况， 已明确了集电环碳粉收集装置的重要性， 加装碳粉收集装 置刻不容缓，计划在电厂 2#机组 A 级检修期间，完成 2#机组励磁系统 集电环碳粉收集装置的安装任务，现编制安装方案。1 概述

3、水轮发电机组是利用线圈切割磁场产生感应电动势的原理来发电 的，在水轮发电机中，集电装置是其重要部件，它主要由滑环和碳刷装 置两部分组成，当机组运行时，直流电源 （外加的 ）经碳刷装置、滑环传 递到转子上的励磁绕组上产生磁场，线圈设在定子上； 当转子带着励磁 绕组围绕定子转动时，定子上的线圈切割磁力线而得到电流。 在机组运 行过程中，由于滑环始终处于高速旋转运动， 而碳刷装置属于静止部件， 两者之间必然产生摩擦，碳刷在该种摩擦状态下，会形成碳粉，碳粉会 散落在集电环正、负极之间的绝缘支柱上，导致转子绝缘下降，增加碳 粉吸收装置， 可以良好地吸收散落在保护罩内的碳粉， 解决转子绝缘在 短时间内下降

4、的问题。2 工程施工2.1 安装准备2.1.1 施工人员配置计划投入 4名工作人员， 其中 2人负责风机、 吸尘装置及保护罩密封安装， 2 人负责电缆敷设、接线、试机等工作。2.1.2 施工设备材料准备有机玻璃板（ 5mm 厚），风扇（外形 1212cm，36W/380V ），吸尘 装置（外形 12065 65cm，2.2KW/380V ），动力电缆（ 44mm2），信 号电缆（ 42 1.0mm2）等。2.1.3 施工机械工器具准备厂房桥机，吊带，气割， M12 扳手，电气工具一套。2.1.4 设备选型及安装位置的确定1）AXC 发电机碳粉除尘装置见图 1a. 技术参数标准外型尺寸：长 12

5、00 宽 650 高 650微粒类型：直径不小于 0.7 微米 风机马达：三相 380V ，2.2KW 过滤网：一级用过滤纸过滤 二级用过滤棉过滤 三级用布袋过滤 四级用旋风除尘 进气口管径： 150mm 最大气流： 2617m3/h 最大负压： 1542Pa 嗓声： 75 分除尘吸气管与保护罩底部b. 安装位置 除尘装置安装在灯泡体内的检修平台上， 连接，连接示意图见图 22）观察窗密封板改装 集电环需要通风降温，其保护罩不是全密闭罩（观察窗是网格形 式），现在将金属网格的观察窗改装成有机玻璃隔板，顶盖的 4 块观察 窗上加装小型风扇， 其作用是将碳粉吹落到保护罩底部，提高除尘装置 的除尘效

6、率， 同时也起到冷却滑环的作用， 观察窗密封板改装图见图 3。5mm厚有机玻璃板吹风风机M12连接螺栓图33）连接风管选型在保护罩底部的检修平台开孔，加装一个漏斗形的方槽，方槽底部 开除尘孔，孔径为 150mm，用 150mm 的波纹软管将除尘装置的吸气 口与方槽底部的除尘孔连接起来。4）电缆选型a. 动力电缆选型除尘装置的功率为 2.2KW ，电压等级为 380V，经计算其额定电流 为 5.79A，因此除尘装置的电源电缆选用 44mm2 动力电缆。b. 信号电缆选型考虑电手动实现开、 停机、报警功能，信号电缆选用 421.0mm2， 信号电缆需带屏蔽保护层。5）电源开关选型根据装置选型参数，

7、 收集装置的功率为 2.2KW ，小型风扇的功率为 36W，4 个风扇的功率为 144W，总负载约 2.4KW ，电压等级为 380V， 计算出额定电流约 6.3A ，选用 380V/20A 的空气开关。2.2 碳粉收集装置安装2.2.1 密封板安装固定保护罩顶盖 4 块密封板上需加装小型风扇， 侧面 4 块密封板改装成 有机玻璃板。2.2.2 收集装置柜体安装固定收集装置柜体坐落在灯泡体检修平台上， 机组开机时会振动， 因此 需要将柜体固定牢固，固定步骤如下：a. 装置吊装就位由于 2#机组在 A 级检修，待机组回装时，需在灯泡头竖井顶盖封 盖前，用桥机将碳粉收集装置从竖井孔吊入灯泡体检修平

8、台上。15#机组 C 级检修，应先拆除灯泡头竖井顶盖封盖，割除竖井中 间层脚踏板， 然后将装置吊入灯泡体检修平台上就位， 焊接好竖井中间 层的脚踏板，灯泡头竖井顶盖封盖。b. 在柜体底部四角焊接固定扣， 固定扣与检修平台的接触面上分别 开孔，孔径为 12mm。c. 用 M12 的连接螺栓将柜体连接固定在检修平台上， 固定链接后， 在固定螺栓上添加锁定胶。2.2.3 碳粉收集装置与保护罩管路连接碳粉收集装置与保护罩管路的连接方式采用 150mm 的波纹软管， 用管箍将波纹软管两端分别箍在收集装置和漏斗方槽上。2.3 碳粉收集装置通电试机2.3.1 装置取电根据装置选型参数， 收集装置的功率为 2

9、.2KW ，小型风扇的功率为 36W，4 个风扇的功率为 144W，总负载约 2.4KW ，电压等级为 380V， 计算出额定电流约 6.3A ，考虑负载启动电流问题，用 20A 的空气开关， 开关加装在 2#机组机旁动力 2AP1 柜内，开关下端接线， 接到备用端子 上。2.3.2 装置上电试机a. 装置上电前需检查电源回路绝缘是否可靠， 确认绝缘合格后， 合 上电源开关；b. 检查装置控制回路、 控制信号灯是否正常， 确认无误后， 手动启 动（停止）吸尘装置。c. 实现远方开停机功能要实现远方开停机功能， 需在监控 LCU2 屏内扩展开、 停机 2 个开 出接点，考虑信号加在 3DO 模块

10、的第 15、16 号点，对应开出信号继电 器是 K79， K80，控制原理图如下图 4：图4结合图 4、图 5 所示，分别将图 4 中的 KM1 ，KM2 的辅助接点串 联至除尘装置本体，实现远方控制碳粉收集装置。d. 实现信号监视功能将除尘装置的监视信号点接入监控 LCU1 柜内的 PLC 输入模块， 运行监视接至监控 LCU1 柜内 4DI 模块的 P187 号接点，停止监视接至 监控 LCU1 柜内 4DI 模块的 P188 号接点，报警监视接至监控 LCU1 柜 内 4DI 模块的 P189 号接点。3 技术要求1) 碳粉收集装置与固定支架之间，需连接固定牢固，因为机组运 行时，会振动，导致连接螺栓松动，可能造成收集装置摔落，如不能及 时发现，甚至会扩大事故范围；2) 碳粉收集装置的电源必须是独立电源回路，不能并接到其他设 备电源回路上，根据设备功率的大小及电压等级，核算其电流大小，选 择合适的电力电缆，保护开关及接线端子等；3) 碳粉收集装置的电缆敷设，其电缆与二次信号电缆严格分开， 防止大电流对二次信号电磁干扰；4) 碳粉碳粉收集装置的金属外壳必须要可靠接地。4 计划工期2015年12月4日至 2015年12月10日，结合机组检修实