檢修一工區(qū)2017年班組QC成果申報(bào)QC課題名稱：降低水輪發(fā)電機(jī)滑環(huán)溫度的有效措施QC小組名稱：電氣通信檢修班QC小組申報(bào)時(shí)間：2017年9月20日一、小組概況課題類型：現(xiàn)場(chǎng)型攻關(guān)型注冊(cè)時(shí)間：2016年10月活動(dòng)時(shí)間：2016年09月-2017年09月小組編號(hào)：QC-20161002二、小組人員情況：姓名性別年齡文化程度TQC教育學(xué)時(shí)族別職務(wù)組織分工李紅霞女48本科20漢組長(zhǎng)QC教育，策劃組織宋光新男43大專20漢組員確定方案，組織檢查劉志學(xué)男44高中20漢組員現(xiàn)場(chǎng)分析、實(shí)施曾富成男44大專20漢組員現(xiàn)場(chǎng)分析、實(shí)施熊耀明男50本科20漢組員現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施李萍女46大專20漢組員現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果分析姬學(xué)鑫男27本科20漢組員記錄歸檔王浩男26本科20漢組員現(xiàn)場(chǎng)分析、實(shí)施滑新武男4920技術(shù)員技術(shù)指導(dǎo)，方案確定小組教學(xué)學(xué)TQC基礎(chǔ)理論，QC七大手法和常用圖表的應(yīng)用。累計(jì)學(xué)習(xí)4次，20課時(shí)，小組出勤率100%。運(yùn)用工具情統(tǒng)計(jì)表、因果圖、對(duì)策表況任務(wù)全面利用質(zhì)量管理理論，按照PDCA方法解決面臨的問(wèn)題。歷年獲獎(jiǎng)情況2016年獲發(fā)展公司QC活動(dòng)二等獎(jiǎng)。QC小組計(jì)劃：P階段：2016年09月-2016年10月，現(xiàn)狀調(diào)查，選擇課題。確定目標(biāo)，分析原因，制定解決對(duì)策。D階段：2016年11月-2017年03月，按照對(duì)策計(jì)劃實(shí)施。C階段：2017年03月-2017年07月，檢查實(shí)施效果。A階段：2017年08月-2017年09月，效果推廣，提出新的課題。三、選題理由1、碳刷是發(fā)電機(jī)動(dòng)靜接觸和交換能量的重要設(shè)備，碳刷由石墨制成，石墨是非金屬導(dǎo)電材料，其電阻系數(shù)是銅的400倍，運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的高熱量以及持續(xù)滑動(dòng)摩檫帶來(lái)的熱量及機(jī)械損耗是碳刷成為發(fā)電機(jī)中最易損壞和維護(hù)工作量最大的器件之一。碳刷運(yùn)行的好壞直接關(guān)系到發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全，碳刷與滑環(huán)發(fā)熱如果不能及時(shí)有效地采取措施加以處理，將會(huì)輕則使機(jī)組被迫降負(fù)荷，重則失磁造成停機(jī)，甚至引發(fā)轉(zhuǎn)子回路短路造成發(fā)電機(jī)設(shè)備損壞。2、大山口一級(jí)電站4臺(tái)機(jī)組由重慶水輪機(jī)廠生產(chǎn)，1999年-2000年發(fā)電。近幾年發(fā)電機(jī)滑環(huán)電刷發(fā)生電流分布不均、碳刷發(fā)熱、碳刷冒火現(xiàn)象尤為突出，特別是2號(hào)機(jī)和3號(hào)機(jī)發(fā)熱比較嚴(yán)重，2號(hào)機(jī)還因碳刷發(fā)

熱被迫減負(fù)荷運(yùn)行。運(yùn)維每天必須對(duì)機(jī)組碳刷徹底維護(hù)，測(cè)量每個(gè)電刷流過(guò)的電流、調(diào)整電刷壓力、清理點(diǎn)數(shù)接觸面等，每臺(tái)機(jī)組只是電刷維護(hù)時(shí)間就長(zhǎng)達(dá)1小時(shí)，極大地增加了運(yùn)行維護(hù)工作量，對(duì)安全生產(chǎn)危害極大，為此我們電氣QC小組決定，對(duì)滑環(huán)碳刷發(fā)熱查找原因，利用冬季大、小修機(jī)會(huì)進(jìn)行改進(jìn)，把“消除滑環(huán)、碳刷發(fā)熱頻發(fā)”作為2016年QC小組的課題。利用機(jī)組冬修的機(jī)會(huì)通過(guò)對(duì)設(shè)備的改進(jìn)，消除發(fā)熱現(xiàn)象頻發(fā)，減少運(yùn)行維護(hù)量，確保安全運(yùn)行。、現(xiàn)狀調(diào)查1、現(xiàn)狀:我廠近幾年滑環(huán)電刷經(jīng)常發(fā)生電刷電流分布不均、電刷冒火、電刷發(fā)熱現(xiàn)象，每日必須對(duì)電刷進(jìn)行徹底維護(hù)，測(cè)量每個(gè)電刷電流，有時(shí)相差10倍，電流大時(shí)刷辮都變色；調(diào)整電刷壓力，清理接觸面等每臺(tái)機(jī)維護(hù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1小時(shí)，極大增加運(yùn)行維護(hù)量，對(duì)安全生產(chǎn)產(chǎn)生危害極大。2、2、分析:機(jī)組2016年滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)碳刷平均溫度記錄表溫度可機(jī)組^月份\3月4月5月6月7月8月9月10月2號(hào)機(jī)76.578.382.985.483.585.277.174.93號(hào)機(jī)74.776.278.486.581.784.874.376.51、發(fā)熱機(jī)理：（1）碳刷正常運(yùn)行時(shí)的溫度一般在50度-80度，碳刷電流分布整體比較平衡，每個(gè)碳刷工作電流在20A-100A。刷握彈簧壓力比較均勻，碳刷活動(dòng)自如且無(wú)振動(dòng)卡澀現(xiàn)象。碳刷與滑環(huán)運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量由通風(fēng)系統(tǒng)帶走，發(fā)熱與散熱達(dá)到基本平衡。正常運(yùn)行狀態(tài)下，當(dāng)負(fù)荷增加電流增大或個(gè)別碳刷工況變差時(shí)，溫度會(huì)有短時(shí)少量增加或者不增加，系統(tǒng)能夠維持平衡或達(dá)到新的平衡狀態(tài)。但是如果碳刷變短、接觸電阻火附加電阻變大、刷握彈簧壓力變小、碳刷運(yùn)行工況差，當(dāng)工作電流增加，溫度變化時(shí)系統(tǒng)的平衡能力降低，部分碳刷溫度升高，從而整個(gè)系統(tǒng)溫度升高。有時(shí)甚至達(dá)到無(wú)法控制狀態(tài)。發(fā)熱時(shí)電刷和集電環(huán)溫度高達(dá)100度以上，最嚴(yán)重時(shí)達(dá)到200度-300度。此時(shí)碳刷工作狀態(tài)越來(lái)越差，碳刷電流分布很不均勻，少數(shù)碳刷電流達(dá)到300A，而另一些碳刷電流接近于零。大量碳刷出現(xiàn)不正常的跳動(dòng)或卡澀，并出現(xiàn)大量火花，刷辮燒斷或脫辮。（2）碳刷發(fā)熱量4部分組成：碳刷自身電阻發(fā)熱Q1，碳刷接觸壓降發(fā)熱Q2,摩擦發(fā)熱Q3,刷辮與刷握接觸電阻和散流電阻發(fā)熱Q4。（3）滑環(huán)發(fā)熱3部分組成：滑環(huán)自身電阻Q11，碳刷接觸壓降發(fā)熱Q22,碳刷熱傳導(dǎo)熱量Q33。2、造成滑環(huán)碳刷發(fā)熱原因基本有以下幾種：（1）機(jī)械上的原因碳刷和滑環(huán)相接觸，是直接接觸部分互相嵌入，當(dāng)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，因摩擦作用而形成磨損。如果碳刷顆粒細(xì)軟，則碳粉易被粘在滑環(huán)表面，使滑環(huán)成為具有亮滑的石墨鏡面，碳刷的磨面也很光滑，兩者機(jī)械磨損都較小，但如果碳刷顆粒粗硬，或者含有金剛砂之類的硬質(zhì)顆粒，則會(huì)使機(jī)械磨損大大增加。同時(shí)由于碳刷中含有少量碳化鐵、碳化硅，也回使集電環(huán)表面拉成溝槽，一旦溝槽形成對(duì)發(fā)電機(jī)危害極大。由于滑環(huán)偏心，橢圓度超標(biāo)；轉(zhuǎn)軸軸向傳動(dòng)；刷握不正或電刷與刷握配合間隙過(guò)大，電刷在刷握內(nèi)滑動(dòng)或卡?。挥捎趶椈蓧毫Σ痪斐苫h(huán)與電刷接觸不穩(wěn)定等，這些都可能造成電刷電流分布不均。（2）電氣上的原因電弧高溫和放電等因素的作用，使極面材料損壞，也會(huì)機(jī)械磨損程度產(chǎn)生影響。由于電流通過(guò)碳刷和滑環(huán)的接觸面，且直接傳導(dǎo)部位不斷變動(dòng)，電流密度有很大，使一些點(diǎn)溫度很高；又由于電弧高溫作用，會(huì)使兩側(cè)極面局部融化、脫落、金屬會(huì)變成金屬蒸汽，碳刷則結(jié)構(gòu)松化，受氧化腐蝕而脫落由于滑動(dòng)接觸面的導(dǎo)電微粒分布不均勻而造成接觸電阻大小不同，因而引起電流分布不均勻。（3）碳刷跳動(dòng)。碳刷跳動(dòng)、冒火發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子集電環(huán)螺旋溝積聚灰塵、碳粉末，使碳刷與集電環(huán)之間形成接觸氣膜、集電環(huán)的圓度、同心度不佳、碳刷與集電環(huán)磨合面接觸精度不佳、集電環(huán)表面因電腐蝕出現(xiàn)小凹坑，表面光潔度變差。或運(yùn)行中整排碳刷振動(dòng)，發(fā)電機(jī)滑環(huán)表面因運(yùn)行工況惡化，使滑環(huán)表面磨損不均勻，出現(xiàn)凹凸不平的棱，滑環(huán)不是規(guī)則的圓形，導(dǎo)致碳刷振動(dòng)。（4）碳刷卡阻：碳刷在運(yùn)行中受熱，刷體將會(huì)膨脹，若刷題與刷握尺寸不匹配，容易造成刷體膨脹受阻，增加了刷體與刷握內(nèi)的表面摩擦阻力，從而使碳刷出現(xiàn)卡阻。碳刷磨損產(chǎn)生的碳粉不能及時(shí)帶走，積聚在刷握內(nèi)，也容易使碳刷卡阻。碳刷卡阻后，由于不能活動(dòng)自如，運(yùn)行一段時(shí)間后，碳刷與集電環(huán)的接觸面將因刷體磨損而逐漸分離，造成該碳刷所分擔(dān)的勵(lì)磁電流為0，致使其它碳刷工作電流增大，發(fā)熱嚴(yán)重。（5）壓力過(guò)小，碳刷與滑環(huán)接觸不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生電弧，使電氣磨損增大。壓力過(guò)大，刷面的硬粒對(duì)滑環(huán)表面滑割嚴(yán)重，又會(huì)使機(jī)械磨損增加。彈簧壓力調(diào)整要適中。（6）不同批次碳刷混用，其電阻系數(shù)不一樣，運(yùn)行中造成碳刷溫度不同，導(dǎo)致并聯(lián)碳刷的電流分布不均勻，不僅個(gè)別電流超標(biāo)，而且磨損增大。（7）外界環(huán)境?；h(huán)和碳刷靠近發(fā)電機(jī)軸瓦，存在油霧，影響碳刷和滑環(huán)的使用壽命。周圍空氣濕度影響滑環(huán)碳素薄膜的形成，從而影響碳刷的導(dǎo)電性能。發(fā)熱故障分析表序號(hào)故障原因現(xiàn)象及分析可能原因1機(jī)械磨損4臺(tái)機(jī)集電環(huán)上表面出現(xiàn)不同程度的機(jī)械劃痕（1）集電環(huán)長(zhǎng)期運(yùn)行磨損（2）集電環(huán)材質(zhì)有問(wèn)題，有凹凸棱。2電氣磨損滑環(huán)表面出現(xiàn)電腐蝕凹坑（1）電流密度不同，局部電弧過(guò)熱（2）材質(zhì)不

好，耐電弧能力差3碳刷跳動(dòng)碳刷無(wú)卡阻，碳粉顆粒經(jīng)常清理，無(wú)碳粉顆粒積聚跳動(dòng)因集電環(huán)不光滑所致4碳刷卡阻碳刷與刷握配合良好，無(wú)卡澀不存在5彈簧壓力過(guò)大、過(guò)小碳刷有效接觸面積不一致，電流分配不均碳刷長(zhǎng)短調(diào)整不恰當(dāng)，磨損快6外部環(huán)境腐蝕性損害油霧、溫度、空氣濕度影響基本尢油污。空氣濕度常年比較小。夏天環(huán)境溫度高，散熱差，發(fā)熱現(xiàn)象突出五、要應(yīng)確認(rèn)2016年07月，我們召開(kāi)了小組課題討論會(huì)，按照4M1E法原則，從人、機(jī)、物、法、環(huán)五個(gè)方面對(duì)設(shè)備存在故障的進(jìn)行分析，繪制了因果分析圖：

要應(yīng)分析圖:序號(hào)末端因素要因確認(rèn)是否要因1工作方法不當(dāng)參與檢修工作的人員經(jīng)驗(yàn)豐富、責(zé)任心強(qiáng)。非要因2技術(shù)能力不夠強(qiáng)工作人員都是工作了3年以上的員工，技術(shù)能力強(qiáng)非要因3定期維護(hù)不到位近幾年維護(hù)工作頻繁非要因4常年運(yùn)行，機(jī)械磨損大已運(yùn)行十年以上，且前幾年帶副機(jī)運(yùn)行振動(dòng)大要因

5所選集電環(huán)材質(zhì)不好相比副機(jī)滑環(huán)材質(zhì)差，不光滑要因6所選碳刷質(zhì)量不好所選碳刷質(zhì)量有保證，測(cè)試導(dǎo)電回路合格非要因7裝配工藝細(xì)節(jié)不當(dāng)施工安裝工藝要求不夠細(xì)致，碳刷研磨、壓力調(diào)整不夠精細(xì)一定的原因8油氣腐蝕油氣影響小非要因9環(huán)境因素環(huán)境干燥，夏季環(huán)境溫度高，散熱差一定的原因由上表可以看出，造成滑環(huán)和碳刷發(fā)熱的主要原因是：1、集電環(huán)使用的金屬材料質(zhì)量不太好，且設(shè)備運(yùn)行久。2、裝配工藝細(xì)節(jié)上欠缺，逐步形成積累效應(yīng)。3、夏季突出，廠房溫度高散熱差。六、制定對(duì)策QC小組針對(duì)以上電刷電流分布不均、電刷冒火、發(fā)熱現(xiàn)象產(chǎn)生的原因制定制定了相應(yīng)對(duì)策如下：序號(hào)要因?qū)Σ吣繕?biāo)完成時(shí)間負(fù)責(zé)人1壓力不均研磨碳刷、調(diào)整彈簧壓力均勻2016年11月1日至2017年02月10日熊耀明2滑環(huán)橢圓對(duì)所有機(jī)組滑滑環(huán)橢圓度合格2016年劉志

度超標(biāo)，磨損不均或表面不平環(huán)進(jìn)行橢圓度校核對(duì)1號(hào)、4號(hào)機(jī)滑環(huán)進(jìn)行研磨。對(duì)2號(hào)、3號(hào)機(jī)滑環(huán)進(jìn)行更換滑環(huán)表明光潔，11月1日至2017年03月30日學(xué)3電刷發(fā)卡調(diào)整電刷與刷握間隙電刷在刷握內(nèi)活動(dòng)靈活2017年01月1日至2017年06月30日曾富成4碳刷研磨不良，接觸面積過(guò)少重新研磨碳刷接觸面積大于碳刷截面的80%2016年11月1日至2017年02月10日熊耀明5彈簧發(fā)熱變軟失去彈性，碳刷壓力不均對(duì)彈簧變色的及時(shí)更換碳刷在刷握中應(yīng)能自由活動(dòng)，耍握壓力應(yīng)為0.015-0.02Mp2016年11月1日至2017年王浩

02月10日6碳刷磨損后長(zhǎng)度過(guò)短更換碳刷碳刷頂端低于刷握頂端3mm碳刷應(yīng)更換2016年11月1日至2017年02月10日熊耀明7夏季環(huán)境溫度高夏季開(kāi)啟水泵層抽風(fēng)電機(jī)降低廠房環(huán)境溫度，利于散熱2017年6月至2017年9月李萍七、對(duì)策實(shí)施實(shí)施一利用大修機(jī)會(huì)，對(duì)機(jī)組滑環(huán)的橢圓度進(jìn)行校核，確?；h(huán)橢圓度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)滑環(huán)表面光潔度進(jìn)行處理，消除凹坑。對(duì)2號(hào)、3號(hào)機(jī)組滑環(huán)無(wú)法校正的進(jìn)行更換，觀察使用效果。實(shí)施二檢查碳刷的磨損程度。刷塊邊緣是否存在剝落現(xiàn)象，如果碳刷磨損嚴(yán)重或刷塊有剝落現(xiàn)象，更換部分刷電刷，確保電刷對(duì)壓力的需求。一般碳刷磨損量1/3，或碳刷在刷握內(nèi)有搖擺的情形，應(yīng)及時(shí)更換，消除碳刷太短、電阻值變大、卡階梯形四邊形四面體等現(xiàn)象。實(shí)施三運(yùn)行中觀察是否有火花及火花的大小，集電環(huán)和碳刷裝置的溫升及噪聲。開(kāi)機(jī)時(shí)，贏家差構(gòu)成滑動(dòng)接觸的各個(gè)部件工作是否正常，氧化膜是否過(guò)后或過(guò)薄，集電環(huán)表面狀態(tài)是否良好，碳刷鏡面是否光亮，碳刷體在刷握內(nèi)上下滑動(dòng)是否靈活，彈簧壓力是否均勻，出現(xiàn)發(fā)熱時(shí)必須采取及時(shí)有效的措施，控制發(fā)熱、降低發(fā)熱。配合遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀經(jīng)常測(cè)量，掌握溫度的變化情況，配備直流鉗型電流表定期測(cè)量各個(gè)碳刷工作電流，盡量調(diào)整各個(gè)碳刷電流基本平衡，出現(xiàn)發(fā)熱及時(shí)處理，保持碳刷工作狀態(tài)良好。夏季開(kāi)啟水泵層抽風(fēng)電機(jī)，降低環(huán)境溫度，促進(jìn)設(shè)備散熱。八、效果檢查1、目標(biāo)完成情況大修完畢，正式投運(yùn)后，電刷運(yùn)行情況良好。電刷維護(hù)量較以往相比，減少70%，電流測(cè)量基本平衡，調(diào)整量極少，基本達(dá)到了改造的目的。機(jī)組2017年滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)碳刷平均溫度記錄表溫度6月份機(jī)^^\3月4月5月6月7月8月9月10月2號(hào)機(jī)58.356.360.662.165.359.157.856.43號(hào)機(jī)60.761.659.864.868.761.261.159.22、經(jīng)濟(jì)效益分析節(jié)約用于消缺和清掃的人力、物力。設(shè)備的可靠性得到了大的提升。也減少了消缺停機(jī)時(shí)間，效益比較可觀。3、社會(huì)效益分析（1）通過(guò)本次QC活動(dòng)，調(diào)動(dòng)了小組員的解決問(wèn)題積極性，團(tuán)隊(duì)凝聚力提高了。（2）利用參與和培訓(xùn)手段，使全部人員技能得到了提升。（3）成功解決了設(shè)備的隱患，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，減少了事故發(fā)生的概率，使機(jī)組安全運(yùn)行得到了有力的保障。（4）得到了單位領(lǐng)導(dǎo)的充分肯定，也為檢修公司優(yōu)質(zhì)化檢修樹(shù)立了良好的形象。九、鞏固措施1、加強(qiáng)定期與不定期設(shè)備巡回檢查工作，消除隱患在萌芽狀態(tài)。正常情況下，工作人員每天必須對(duì)發(fā)電機(jī)碳刷進(jìn)行兩次檢查，用紅外測(cè)溫儀測(cè)量集電環(huán)和滑環(huán)的溫度，夏季高溫負(fù)荷期間以及無(wú)功和電壓波動(dòng)較大時(shí)應(yīng)縮短溫度測(cè)量間隔，對(duì)更換的新碳刷做重點(diǎn)檢查。2、制定維護(hù)制度：及時(shí)擦拭滑環(huán)，更換碳刷時(shí)壓力要調(diào)整適當(dāng)。定量調(diào)整刷握彈簧壓力為一定值，雖然刷體長(zhǎng)短不一，并聯(lián)運(yùn)行的碳刷壓力卻保持一致，使碳刷磨損有所降低，延長(zhǎng)使用周期。3、制定更換碳刷的工作標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)新購(gòu)的碳刷進(jìn)行驗(yàn)收。測(cè)定碳刷的固有電阻值，測(cè)量碳刷引線接觸電阻，阻值應(yīng)符合制造廠和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格把握更換工藝，同一臺(tái)機(jī)組使用的碳刷必須一致，不可摻插使用。更換碳刷前，細(xì)心研磨碳刷使其工作面光滑，電刷在刷握內(nèi)應(yīng)有0.2-0.4mm的間隙，在刷握內(nèi)上下活動(dòng)自如。接觸面大于碳刷截面的80%。一次更換碳刷的數(shù)量不得超過(guò)單極總數(shù)的10%,碳刷頂端低于刷握頂端3mm的碳刷應(yīng)盡快更換，每次更換必須使用同一型號(hào)的碳刷。(4)加強(qiáng)檢修質(zhì)量控制。刷架和刷握在機(jī)組大、小修時(shí)慎重調(diào)整，回放和安裝刷架時(shí)，幾何位置和角度要保證，保持滑環(huán)軸線與刷架軸線同心(5)觀察1號(hào)、4號(hào)機(jī)