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转-发动机铁芯处理之干冰清洗-行业动态

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-11-24 5:08:26 * 浏览: 106

干冰清洗技术被广泛应用于众多领域,如橡胶工业中轮胎及其他橡胶模具的表面清理,食品工业中烤炉、输送带、食品模具的表面除垢,石油化工业中换热器、叶轮、设备外壳的表面清理等。在电力行业,也有用干冰清洗燃机喷头和叶片、电力设备外表面污垢在线清洗等应用。本文介绍一起用干冰清洗大型同步发电机严重锈蚀的定子铁芯的案例。

1.发电机情况
由中国建设单位承建的巴基斯坦某电厂2号发电机采用法国某厂生产的 6FA—TEWAC户外型全空冷燃机发电机,额定功率76MW,额定电压 11.5kV,频率 50Hz,防护等级Idiv54。定子采用径向通风系统。分为4个风区.两端各设置1个空冷器,4个风区顶部对应位置各有1个盖板。打开盖板能观察各段铁芯背部的情况。该发电机于2008年初出厂,经海运到达电厂后,安装在室外发电机平台上。

2.锈蚀状况
2009年1O月对2号发电机进行绝缘电阻测试,发现定子绕组三相绝缘电阻都只有2MQ左右.判断该发电机严重受潮。拆开底部人孑L门后,放出约100L水,经化验含有盐及铁等成份。 打开顶部4个盖板检查,发现发电机顶部铁芯已严重锈蚀:燃机侧冷风段 0.5m内的锈蚀最严重,布满黑色锈蚀,铁芯已被铁锈覆盖,看不出矽钢片间的绝缘层,通风道几乎全部堵塞:其余部位有黄色锈蚀,通风道20%~60%被堵塞。

3.用干冰清洗技术修复发动机
面对严重锈蚀的发电机定子铁芯,无法凭经验判断锈蚀清除后发电机能否正常运行。清洗前也不能贸然进行铁损试验,但可以判断会发生以下情况:

(1)铁芯通风孔堵塞,运行时冷却风量不足,发电机发热会引起铁芯及定子线棒烧毁。

(2)运行时铁锈被冷却风带动,汇集到转子某些部位,形成转子绕组匝间短路或阻塞通风孔引起局部发热,烧毁转子绕组。

(3)铁芯矽钢片齿部锈蚀后形成的短路会在发电机磁场建立后形成涡流,导致铁芯过热烧毁发电机。

由于没有相同型号的定子可以更换,重新制造、运输、安装需要约1年,因此决定对该发电机进行现场清洗。

  3.1 清洗方式选择通常情况下,清洗工艺分为:机械清洗、物理清洗和化学清洗。

  机械清洗以喷砂法为主,即用压缩空气将不同粒度的金属颗粒、河砂、石英砂或玻璃微粉等 喷向处理物表面。用该类方法可能造成铁芯损坏及清洗介质难以清除等问题。

  化学清洗是利用化学试剂的作用将污垢溶解脱离,以往在发电机检修中常采用浓度很低的硫酸或草酸来清除铁芯表面的毛刺或短路点。但该发电机采用弱酸清洗会遇到以下困难:(1)锈蚀面积太大,需要用大量的酸液,对原有铁芯必然形成较大的损伤,造成二次污染 (2)清洗的工期及质量难以保证,有的通风槽内锈蚀深度达5cm,酸液很难进入,无法彻底清除。(3)铁芯背部有隔筋,打开顶部盖板后发电机两端的空间无法满足化学清洗的要求。需在顶部两端再开2个大孔才能开展工作。

  物理清洗包括高压水、水蒸汽清洗和干冰清洗等。高压水清洗不一定能彻底清洗锈蚀还会使铁芯受潮。水蒸汽清洗的介质为100~15OcC的水蒸汽,压力越高温度越高,高温对绝缘伤害严重,同时会使铁芯受潮。

  而干冰清洗工艺具有清洗彻底、二次污染少、对铁芯伤害小、需用空间小、可靠性高、清洗时间短等特点。所以最终选择干冰清洗工艺。 

  3.2干冰清洗技术原理和特点 干冰清洗技术从1945年开始应用,经过多年的发展,该技术已被广泛应用于众多领域.其设备和工艺非常成熟,有专业的干冰清洗公司为许多行业提供清洗服务。干冰是CO2的固态存在形式。在-78℃低温时,CO2以固体形式存在,常压下,固体CO2直接升华,没有液化过程,干冰清洗 技术完美地利用了干冰低温和直接升华的特性。

  干冰清洗设备分为单喉管喷嘴和双喉管喷嘴两类,现场选择喷射冲击力更大的单喉管喷嘴干冰清洗机,该系统 将干冰处理成直径约 1~3mm 的小颗粒.由机械 方式供入压缩空气管道,与空气混合、加速后从喷嘴喷出,喷出压力约为 0.5Mpa。 携带干冰颗粒的空气以0.5Mpa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。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。 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。