CN108051474B - 预判空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆贮存工艺寿命的方法 - Google Patents

预判空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆贮存工艺寿命的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了预判空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆贮存工艺寿命的方法，通过高温下的热焓值曲线，建立热动力学模型和最小二乘法计算热学参数，再利用中温试验矫正工艺贮存寿命曲线；最后得到冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆贮存工艺寿命的预判曲线。该方法原理充分，操作性强，贮存期判断准确，节约大量的成本，除空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆，还适用于其它高压发电机用的热塑性树脂。

Description

预判空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆贮存工艺寿命的方法
技术领域
本发明涉及预判空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆贮存工艺寿命的方法。
背景技术
空冷模压整浸汽轮发电机，是发电机生产中至关重要的一环，其浸渍漆的质量好坏直接决定了汽轮发电机的运行寿命和稳定性。现代制造工业中因浸渍漆的重复循环使用，导致其受到油污、灰尘、杂质等影响，使得其粘度值增大，工艺寿命大大缩短；在传统技术中，判断浸渍漆的工艺寿命需要进行大量重复性试验，没有相应的理论基础，试验周期过长浸渍漆性能改变，往往导致判断不准确，判断结果无效，从而引起质量事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种预判空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆贮存工艺寿命的方法，通过高温下的热焓值曲线，建立热动力学模型和最小二乘法计算热学参数，再利用中温试验矫正工艺贮存寿命曲线；最后得到冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆贮存工艺寿命的预判曲线。本发明的技术方案是:一种预判空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆贮存工艺寿命的方法，包括如下步骤：
第一步,从浸渍漆存放罐中取50～100ml的浸渍漆作为测试试验样品，注：残存在管道中的浸渍漆放掉；
第二步，采用型号为DSC1的热分析差式扫描仪测量，以20℃/min速度升到120℃，150℃，170℃三个温度点，然后保温5h，每次样品重量范围10～30mg，热焓值分析设备的温度传感器为10对以上，得到三条该空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆的热焓值曲线；
第三步，利用热动力学公式da/dt＝Aexp(-E/RT)f(a)建立数学模型，公式中da/dt为反应速率，A为频率因子，E为反应活化能，R为气体常数，T为温度，f(a)为反应模型；
第四步，将120℃，150℃，170℃温度点下测试得到的试验数据结论代入到热动力学公式中，利用数学优化技术最小二乘法，即通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配，来计算参数得到简化后的数学模型；
第五步，使用第四步的数学模型，分别计算出在100℃，90℃，80℃温度下的贮存寿命，并利用烘箱分别模拟100℃，90℃，80℃环境温度，用三个磨口玻璃瓶装200g的浸渍漆分别放入恒温的烘箱内，利用秒表进行计时，记录并测试得到三个浸渍漆完全固化时的固化时间，该固化时间与计算出贮存寿命略有差异，再将得到固化时间代入到数学模型da/dt＝Aexp(-E/RT)f(a)中，再利用一遍数学优化技术最小二乘法，即通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配，进而矫正工艺贮存寿命曲线；得到修改后的空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆贮存工艺寿命的预判曲线。
技术效果
传统判断浸渍漆贮存工艺寿命的方法，是利用电热鼓风干燥箱以30℃的环境温度对浸渍漆进行固化，再人为记录固化时间，即为浸渍漆的贮存工艺寿命，整个实验过程将持续1到2个月的时间，该技术不但因电热鼓风干燥箱设备无法长时间进行需要断点式加热，还因人员换班过程中存在着时间误差，该实验过程理论依据不充足，还需要消耗大量的人力，物力和能源，并且试验结论也因有大量的误差没有说服力。
而本发明所述的预判空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆贮存工艺寿命的方法，其原理是利用提高反应温度来加速浸渍漆的热固化过程，并使用热动力学方程来构建该浸渍漆贮存寿命的数学模型，然后使用数学优化技术进行优化数学模型。再用烘箱模拟较高的温度来对热动力学方程进行检验，再使用数学最小二乘法优化，从而得到与实际符合贮存寿命的数学模型和贮存寿命预判曲线。
本发明的整个建模过程和验证过程，一般在3～5天内完成，大量节省了时间，降低了人力物力，而且该方法原理充分，操作性强，贮存期判断准确，除空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆，还适用于其它高压发电机用的热塑性树脂。
附图说明
图1是本发明方法的热焓值曲线示例
具体实施方式
一种预判空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆贮存工艺寿命的方法，包括如下步骤：
第一步,从浸渍漆存放罐中取50～100ml的浸渍漆作为测试试验样品，注：残存在管道中的浸渍漆放掉；
第二步，采用型号为DSC1的热分析差式扫描仪测量，以20℃/min速度升到120℃，150℃，170℃三个温度点，然后保温5h，每次样品重量范围10～30mg，热焓值分析设备的温度传感器为10对以上，如图1所示，得到三条该空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆的热焓值曲线；
第三步，利用热动力学公式da/dt＝Aexp(-E/RT)f(a)建立数学模型，公式中da/dt为反应速率，A为频率因子，E为反应活化能，R为气体常数，T为温度，f(a)为反应模型；
第四步，将120℃，150℃，170℃温度点下测试得到的试验数据结论代入到热动力学公式中，利用数学优化技术最小二乘法，即通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配，来计算参数得到简化后的数学模型；
第五步，使用第四步的数学模型，分别计算出在100℃，90℃，80℃温度下的贮存寿命，并利用烘箱分别模拟100℃，90℃，80℃环境温度，用三个磨口玻璃瓶装200g的浸渍漆分别放入恒温的烘箱内，利用秒表进行计时，记录并测试得到三个浸渍漆完全固化时的固化时间，该固化时间与计算出贮存寿命略有差异，再将得到固化时间代入到数学模型da/dt＝Aexp(-E/RT)f(a)中，再利用一遍数学优化技术最小二乘法，即通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配，进而矫正工艺贮存寿命曲线；得到修改后的空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆贮存工艺寿命的预判曲线。
本发明分步详细说明：第一步，因管道内的浸渍漆没有循环利用，故如果使用管道内浸渍漆，不能反映实际情况，导致预判失误；第二步，三条该空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆的热焓值曲线，如图1所示；第三步，热动力公式中，为了简化计算量，一般来说将规定:E即反应活化能，A为固定常数；f(a)即反应模型，定义为f(a)＝(1-a)n；第四步，验证试验在恒温干燥箱内进行，加热到恒定温度后，观察并记录浸渍漆的固化时间；第五步，矫正工艺贮存寿命曲线，需要验证试验后进行，并利用分析软件进行统计计算；第六步，不同生产时期，不同生产频率的浸渍漆最后的工艺寿命的预判曲线，预判的工艺寿命比实际工艺寿命略短，这也是原理设计中考虑到的，一般提前3～4天左右。

Claims (1)

1.一种预判空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆贮存工艺寿命的方法，其特征是：包括如下步骤：
第一步,从浸渍漆存放罐中取50～100ml的浸渍漆作为测试试验样品，注：残存在管道中的浸渍漆放掉；
第二步，采用型号为DSC1的热分析差式扫描仪测量，以20℃/min速度升到120℃，150℃，170℃三个温度点，然后保温5h，每次样品重量范围10～30mg，热焓值分析设备的温度传感器为10对以上，得到三条该空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆的热焓值曲线；
第三步，利用热动力学公式da/dt＝A exp(-E/RT)f(a)建立数学模型，公式中da/dt为反应速率，A为频率因子，E为反应活化能，R为气体常数，T为温度，f(a)为反应模型；
第四步，将120℃，150℃，170℃温度点下测试得到的试验数据结论代入到热动力学公式中，利用数学优化技术最小二乘法，即通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配，来计算参数得到简化后的数学模型；
第五步，使用第四步的数学模型，分别计算出在100℃，90℃，80℃温度下的贮存寿命，并利用烘箱分别模拟100℃，90℃，80℃环境温度，用三个磨口玻璃瓶装200g的浸渍漆分别放入恒温的烘箱内，利用秒表进行计时，记录并测试得到三个浸渍漆完全固化时的固化时间，该固化时间与计算出贮存寿命略有差异，再将得到固化时间代入到数学模型da/dt＝Aexp(-E/RT)f(a)中，再利用一遍数学优化技术最小二乘法，即通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配，进而矫正工艺贮存寿命曲线；得到修改后的空冷模压整浸汽轮发电机用浸渍漆贮存工艺寿命的预判曲线。
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