تحليل الأعطال وتحسين الإجراءات لتنبيهات الغاز الخفيف في محول فرن القوس بسعة 25 ميغا فولت أمبير

محول فرن القوس الكهربائي بقدرة 25 ميجا فولت أمبير في شركة معينة هو معدات مستوردة من الاتحاد السوفيتي السابق. يتكون من ثلاثة محولات أحادية الطور، كل منها بقدرة 8.333 ميجا فولت أمبير، ويعمل بنظام توصيل D,d0. الجهد الأولي هو 10 كيلو فولت، بينما يتراوح الجهد الثانوي بين 140 إلى 230.4 فولت. طريقة تغيير التوصيل هي تغيير تحت الحمل مع 21 خطوة (خطوات 11 و12 و13 مجتمعة كخطوة واحدة، إجمالي 23 وضع). يمكن تنظيم كل طور بشكل مستقل، مما يسمح بتعديل الأطوار A وB وC بشكل منفصل أثناء الصهر للحفاظ على توازن التيار عبر الأقطاب الثلاثة.

خلال التشغيل العادي، تعرض محول الطور B لمرتين من إنذارات الغاز الخفيف. بعد إطلاق الغاز، تم استعادة التيار الكهربائي واستعاد التشغيل طبيعته. تم أخذ عينات من الزيت في نفس الوقت لتحليل الكروماتوغرافيا الغازية، وأظهرت النتائج عدم وجود أي شذوذ. في ذلك الوقت، تم تحديد المشكلة بشكل أساسي بسبب دخول الهواء بسبب تسرب في الجزء ذو الضغط السلبي لنظام أنابيب الزيت. ومع ذلك، في الأيام التالية، حدثت إنذارات الغاز الخفيف بشكل متكرر، وصلت إلى 6-7 مرات في كل دورة عمل. أظهرت العينات اللاحقة من الزيت والتحليل الكروماتوغرافي الغازي نتائج غير طبيعية.

1. تحليل عطل الغاز الخفيف في محول الفرن الكهربائي

يقوم تحليل الكروماتوغرافيا الغازية بالاعتماد على غازات محلولة في الزيت. عندما تتجاوز تركيز هذه الغازات الحد الأقصى للذوبانية في الزيت، يتم تكوين غاز حر. تتصل تركيب هذه الغازات (بميكرو ليتر/لتر) ارتباطًا وثيقًا بنوع وشدة الأعطال الداخلية. لذلك، يمكن لهذا الأسلوب اكتشاف أعطال المحول الداخلية في مرحلة مبكرة ومراقبتها باستمرار لموقعها وتطورها.

استنتاج التحليل: لقد تجاوزت مستويات الهيدروكربونات الكلية والأسيتلين الحدود المقبولة. وفقًا لقواعد الترميز للمنهج الثلاثي النسب، فإن مزيج الرموز هو 1-0-1، مما يشير إلى أن نوع العطل هو تفريغ قوس كهربائي.

2. نتائج فحص رفع اللب والتحليل

2.1 نتائج فحص رفع اللب

للحيلولة دون تطور العطل وإزالة المخاطر المحتملة في الجهاز، تم إجراء فحص رفع اللب. كشف الفحص أن العطل بدأ في نقاط التلامس داخل جهاز تغيير الخطوط تحت الحمل، والتي أظهرت تسخيناً شديداً وتلفاً كبيراً.

2.2 تحليل التسخين والتلف في نقاط التلامس

2.2.1 تدفق تيار زائد طويل الأمد على نقاط التلامس

تم حساب التيار المقنن عبر نقطة التلامس في جهاز تغيير الخطوط تحت الحمل على أنه 536 أمبير. بسبب التشغيل المتكرر تحت الحمل الزائد للفرن، تجاوز التيار الفعلي سعة الجهاز، مما أدى إلى زيادة درجة الحرارة في نقطة التلامس. هذا التسخين الشديد أدى إلى تشكل نقاط ساخنة محلية، مما زاد من مقاومة التلامس وأدى إلى دورة خبيثة أدت إلى تحلل الزيت وإنتاج غاز حر ومن ثم إنذارات الغاز الخفيف.

2.2.2 تشغيل طويل الأمد لنقاط التلامس في نفس الموضع

يعتبر جهاز تغيير الخطوط تحت الحمل بمثابة جهاز اختيار بوضعين: واحد للخطوط 1-10 والآخر للخطوط 11-23. في الواقع، كان الجهد الثانوي للفرن يعمل دائمًا على الخطوط 21-23، مما أدى إلى بقاء نقاط التلامس في نفس الموضع لفترات طويلة. هذا ألغى الحركة الطبيعية للتلامس، مما منع التنظيف الذاتي لسطح التلامس. تراكمت الملوثات العضوية، مما أدى إلى تشكيل فيلم عازل ثابت وداكن. هذا الفيلم تدريجيًا قلل من قدرة التيار على العبور، وزاد من مقاومة التلامس ورفع درجة الحرارة. ارتفاع درجة الحرارة أسرع من ترسب الملوثات، مما تعزز الدورة الخبيثة وأدى إلى إنتاج الغاز الحر وإنذارات الغاز.

3. الإجراءات التحسينية

3.1 زيادة قدرة التيار على العبور وتقليل مقاومة التلامس

للتغلب على التحميل الزائد المتكرر للفرن وللوفاء بمتطلبات الإنتاج، تم إعادة تصنيع نقاط التلامس في جهاز تغيير الخطوط تحت الحمل. بناءً على القياسات الفعلية بدون تغيير في أبعاد التركيب، تم زيادة عرض سطح التلامس الخطي الأصلي بمقدار 2 مم لتعزيز قدرة التيار. تم استبدال الطلاء الأصلي من الكروم والنحاس بطلاء من الفضة الصلبة، وتم زيادة سمك الطلاء بمقدار 0.5 مم. هذا أدى إلى تحسين ضغط التلامس وتقليل مقاومة التلامس وتحسين التوصيل.

3.2 تشغيل جهاز تغيير الخطوط بدون تحميل بشكل منتظم

لمنع التشغيل الثابت لفترات طويلة وزيادة المقاومة المرتبطة به، تم إدراج عمليات تشغيل بدون تحميل إضافية لجهاز تغيير الخطوط خلال الاختبارات الوقائية للمحول. كما طُلب من المستخدمين إجراء عملية تشغيل بدون تحميل مرة واحدة شهريًا. الهدف هو مسح سطح التلامس آليًا وإزالة الرواسب لتقليل مقاومة التلامس.

4. الخلاصة

تعتبر أعطال التسخين في نقاط التلامس لجهاز تغيير الخطوط أحد المشكلات الرئيسية التي تؤثر على التشغيل المستقر. من الضروري تحديد طبيعة وموقع العطل بدقة وفي الوقت المناسب لاتخاذ الإجراءات التصحيحية المستهدفة. يجب الاستمرار في تجميع الدروس المستفادة لتحسين دقة التحليل. بالنسبة لأنذارات الغاز الخفيف في محول الفرن الكهربائي، تم تحديد الأسباب الجذرية من خلال التحليل الشامل وتنفيذ إجراءات فعالة لإزالة الخطر. بعد أكثر من عامين من التشغيل، لم تحدث أي شذوذ مماثل. هذا الحل منع الخسائر الاقتصادية المرتبطة بإزالة المحول وإصلاحه وإيقاف التشغيل غير المخطط له، مما حقق فوائد اقتصادية كبيرة.