張文華

（天津晉鋁建設(shè)有限公司，山西 河津 043300）

0 引 言

中國鋁業(yè)山西分公司拜爾法種分槽機(jī)械攪拌裝置是從法國Robin公司引進(jìn)的大型設(shè)備，攪拌電機(jī)型號(hào)為F250M－4，55 kW。種分槽種分精液高溫高堿、固含量高，機(jī)械攪拌系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，種分槽在15～20 min內(nèi)就會(huì)沉槽。2008年由于供電系統(tǒng)故障，造成3臺(tái)種分槽沉槽，不僅嚴(yán)重地影響了生產(chǎn)正常運(yùn)行，而且由于種分槽高溫高堿，人工清理相當(dāng)困難，耗用時(shí)間相當(dāng)長。為保證種分槽安全、穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)種分槽機(jī)械攪拌供電系統(tǒng)進(jìn)行了技改，電源改為雙回路自動(dòng)投切，電纜供電線路增加了防火措施，實(shí)現(xiàn)了在主控室DCS集散控制系統(tǒng)上自動(dòng)控制和監(jiān)測(cè)。近幾年以來，種分槽電機(jī)大部分本體溫度偏高，對(duì)種分槽攪拌裝置的安全、穩(wěn)定的運(yùn)行構(gòu)成了威脅，存在著嚴(yán)重的故障隱患。為防止電機(jī)在運(yùn)行中燒毀，重復(fù)沉槽事故，多次安排了隔槽、檢修，給生產(chǎn)正常運(yùn)行帶來很大的困難。為消除故障隱患，對(duì)電機(jī)過熱原因進(jìn)行了分析，并采取了相應(yīng)的防范措施，為安全穩(wěn)定生產(chǎn)提供了保障。

1 種分槽電機(jī)過熱原因分析

1.1 電機(jī)工作環(huán)境惡劣

32臺(tái)種分槽的首槽溫度為58～61℃，末槽溫度為46～50℃，其他槽溫度在首槽和末槽溫度之間，當(dāng)外界環(huán)境溫度為35℃時(shí)，種分槽頂環(huán)境溫度高達(dá)50℃以上，電機(jī)在這樣高溫高堿環(huán)境下長期運(yùn)行，嚴(yán)重影響電機(jī)的絕緣性能。拜爾法種分槽機(jī)械攪拌電機(jī)自投產(chǎn)以來，已運(yùn)行近十年，大部分電機(jī)已經(jīng)過大修或中修。2006年夏季，檢修過的電機(jī)普遍出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，用紅外線測(cè)溫儀測(cè)得的溫度在115℃左右，部分電機(jī)本體溫度高達(dá)119℃，比投產(chǎn)后同時(shí)期的溫度提高了近29℃，考慮允差系數(shù)，實(shí)際電機(jī)內(nèi)部溫度已達(dá)到了130℃左右。電機(jī)送往電修車間進(jìn)行解體檢查，機(jī)械方面沒發(fā)現(xiàn)問題，但電機(jī)繞組、絕緣材料有不同程度的發(fā)黑，電機(jī)端部有堿液侵蝕現(xiàn)象，定子鐵芯有過熱痕跡[1]。

1.2 電機(jī)工作負(fù)荷增大

種分槽設(shè)計(jì)固含量＜780 g/L,試車后很長一段時(shí)間內(nèi)固含量在400 g/L左右，技改后固含量為800～1 000 g/L，部分電機(jī)負(fù)荷增大，在高溫環(huán)境中相對(duì)超負(fù)荷運(yùn)行。

1.3 電機(jī)絕緣等級(jí)下降

一般情況下，電機(jī)定子鐵芯使用壽命很長，但電修車間在對(duì)電機(jī)進(jìn)行大修的過程中，為了便于拆線，曾采用了火燒法拆除電機(jī)繞組，導(dǎo)致硅鋼片局部溫度過高，硅鋼片表面漆膜絕緣層受到破壞，片間短路引起鐵芯中渦流增大。經(jīng)過大修后的電機(jī)在進(jìn)行空載試驗(yàn)時(shí)，空載電流普遍偏高為45 A左右，大于額定電流的30%，在空載運(yùn)行2 h后，個(gè)別電機(jī)本體溫度達(dá)到了67℃左右。在檢查中我們還發(fā)現(xiàn)電機(jī)原設(shè)計(jì)絕緣等級(jí)為F級(jí)，符合種分槽頂高溫高堿環(huán)境。但經(jīng)過大修后，電機(jī)的絕緣材料部分使用了B級(jí)絕緣材料，致使攪拌電機(jī)實(shí)際能承受的溫度低于130℃。不僅降低了電機(jī)的壽命，還直接威脅著種分槽的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

2 隱患消除及防范措施

2.1 抓好電機(jī)的檢修質(zhì)量

1）電機(jī)繞組拆除過程中，禁止使用火燒法，應(yīng)采用施加大電流軟化法或烘箱對(duì)繞組加熱進(jìn)行拆除，電流大小掌握在電機(jī)額定電流的300%左右，最高溫度不宜超過120℃。拆除過程中盡量減小對(duì)電機(jī)鐵芯的損傷，防止硅鋼片之間絕緣受損。重纏繞組前采用渦流法對(duì)電機(jī)定子鐵芯絕緣進(jìn)行檢查，鐵芯中渦流較大者表明絕緣已有所損壞，從提高攪拌電機(jī)安全、可靠性的角度考慮，不應(yīng)在種分槽上使用。

2）電機(jī)的絕緣材料全部使用F級(jí)絕緣材料，為避免匝間絕緣成為整個(gè)絕緣系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，選用高質(zhì)量、耐高溫的漆包線。繞組重繞過程中要注重繞制質(zhì)量，避免在繞組繞制過程中留下質(zhì)量隱患。

3）采用磁性槽泥對(duì)電機(jī)進(jìn)行改造，磁性槽泥有較好的磁性能、機(jī)械性能和耐熱性能，主要由高目數(shù)還原鐵粉和高粘度樹脂組成。將它抹在電機(jī)槽口上，固化后即可成為電機(jī)的磁性槽楔，可提高導(dǎo)磁率，減小電機(jī)氣隙磁阻，降低電機(jī)實(shí)際的空載和運(yùn)行電流及整體溫升，使電機(jī)本體各部位溫度變得均勻，溫度梯度變化較小，減小局部溫度過高使絕緣老化加速而造成隱患的機(jī)率。

4）采用真空浸漆工藝，真空浸漆主要用于高壓電機(jī)，是一項(xiàng)最為可靠的技術(shù)，為了提高攪拌電機(jī)的絕緣等級(jí)和散熱、防潮、防堿液侵蝕能力，減少電機(jī)機(jī)械應(yīng)力對(duì)繞組絕緣的損傷，使電機(jī)的絕緣系統(tǒng)有較高的可靠性，我們對(duì)電機(jī)的浸漆環(huán)節(jié)采用了環(huán)氧云母真空浸漆工藝。在具體實(shí)施過程中，對(duì)云母含量和由樹脂、固化劑、金屬氧化物添加劑等混合物組成的浸漬漆質(zhì)量和浸漆工藝嚴(yán)格控制，保證繞組的整體性和防護(hù)能力。

5）嚴(yán)把電機(jī)檢修質(zhì)量關(guān)，對(duì)空載試驗(yàn)不合格的電機(jī)嚴(yán)禁使用。

2.2 對(duì)部分電機(jī)進(jìn)行更換

對(duì)曾經(jīng)火燒過的、空載電流過大及超負(fù)荷運(yùn)行的電機(jī)進(jìn)行更換，在采用Y280S－4、75 kW、F級(jí)、V6型國產(chǎn)化電機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)且效果良好后，逐步對(duì)存在不安全因素的電機(jī)進(jìn)行了更換。

2.3 做好電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)

除在主控室做好電機(jī)各項(xiàng)參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)外，認(rèn)真做好電機(jī)本體、軸承、回路接頭、槽頂環(huán)境等處的溫度和繞組絕緣、直流電阻的監(jiān)測(cè)工作，做好原始記錄，

定期進(jìn)行比較分析電機(jī)的運(yùn)行狀況，掌握電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行周期，按電機(jī)的實(shí)際狀況有計(jì)劃的進(jìn)行維修[2]。

2.4 加強(qiáng)日常操作維護(hù)

1）加強(qiáng)日常巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。合理調(diào)節(jié)種分供料量和固含量，使種分?jǐn)嚢桦姍C(jī)負(fù)荷控制在額定范圍內(nèi)。

2）及時(shí)清理電機(jī)本體、風(fēng)罩積塵，保持風(fēng)道通暢，提高電機(jī)散熱性能。

3）定期對(duì)電機(jī)軸承進(jìn)行加油或換油。

3 結(jié)束語

上述的防范措施在逐歩得到了實(shí)施之后，不僅使攪拌電機(jī)溫升得到了控制，種分槽頂環(huán)境溫度為50℃時(shí)，電機(jī)溫度在90～100℃以內(nèi)，而且提高了攪拌電機(jī)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性，為氧化鋁生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定提供了必要的保障。

[1] 張郁，韓昶行，周東亮，等.拜爾法種分槽常見問題的分析和解決[J].有色設(shè)備，2003（3）：8-10,12.

[2] 趙萍，張存兵.拜爾法種分槽況楷事故的分析及技術(shù)改進(jìn)途徑的探索[J].世界有色金屬，2001（4）：57-58，69.