THDF12567百万千瓦级汽轮发电机的技术特点
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百万千瓦超超临界汽轮机特性及启动调试技术骆贵兵孟颖琪张亚夫(西安热工研究院有限公司陕西西安 710032)摘要:本文简要介绍了华能玉环电厂1000MW超超临界汽轮机的技术特点、启动调试过程及出现的一些问题,并简要介绍了该型汽轮机甩负荷试验的情况。
关键词:超超临界机组汽轮机启动调试动态特性前言大容量、高参数是提高火电机组经济性最为有效的措施。
由于世界一次能源资源中煤的储量远远超过石油和天然气,以及环境保护要求减少污染物(特别是CO2、NO X)的排放,使得以超超临界机组为代表的高效洁净燃煤发电技术成为世界电力工业的主要发展方向之一。
作为我国863 科技攻关项目依托工程的第一个超超临界电厂——华能玉环电厂4 ×1000MW 项目于2003 年11 月开工建设,2007年11月4台机组全部投产,标志着我国电力工业进入了以可持续发展为目标,更加注重安全、经济、环保的新阶段。
我院承担了玉环电厂启动调试工作,本文将简要介绍该电厂超超临界汽轮机的技术特点、启动调试过程及出现的一些问题。
1. 机组概况华能玉环电厂锅炉系哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进日本三菱重工业株式会社(MHI)技术设计制造的HG-2953/27.46-YM1型1000MW超超临界变压运行直流锅炉,采用П型布置、平衡通风、固态排渣、单炉膛、低NO X型PM主燃烧器和MACT 型低NO x分级送风燃烧系统、反向双切圆燃烧方式、摆动式燃烧器,设计燃用神东煤和晋北煤。
汽轮机系上海汽轮机厂引进德国西门子公司技术设计制造的超超临界1000MW 汽轮机组。
该机组为超超临界、一次中间再热、单轴、四缸、四排汽、双背压、八级回热抽汽汽轮机。
发电机为上海汽轮发电机有限公司引进德国西门子公司技术生产的THDF 125/67型1000 MW三相同步汽轮发电机。
发电机采用水氢氢冷却方式,密封油系统采用单流环式密封。
励磁系统采用西门子所特长的无刷励磁方式。
2. 汽轮机技术规范型式:超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、凝汽式型号: N1000-26.25/600/600(TC4F)额定主蒸汽压力: 26.25 MPa额定主蒸汽温度: 600℃额定主蒸汽流量: 2804.4 t/h额定再热蒸汽压力:5.35 MPa额定再热蒸汽温度:600℃额定再热蒸汽流量: 2274 t/h额定高压缸排汽压力:5.946 MPa(a)主蒸汽最大进汽量: 2953t/h低压缸排汽压力: 4.4/5.39kPa(a)配汽方式:全周进汽额定给水温度: 292.25℃额定转速: 3000r/minTHA工况热耗: 7316kJ/kWh低压末级叶片长度: 1145.8mm汽轮机总内效率: 92.03%回热系统:三高、四低、一除氧共8级通流级数(高+中+低):(1+13)+13×2+2×2×6=64级盘车转速:50~60r/min图1 汽轮机总体布置图3. 汽轮机技术特点3.1 总体布置特点华能玉环电厂1000 MW 机组汽轮机的总体型式为单轴四缸四排汽。
新一代f级联合循环汽轮机通流设计特点随着现代工业的不断发展,人们对能源的需求也越来越大。
为了满足这种需求,发电行业就出现了。
然而,传统的汽轮机发电技术虽然已有很长时间,但也有一些限制和缺陷。
为了改进和完善这种技术,新一代f级联合循环汽轮机应运而生。
新一代f级联合循环汽轮机使用现代流体力学技术,采用全流程优化设计的方法,更好地发挥了它的能量利用效率。
具有高效、低排放、高可靠性、低成本、可扩展性等优点,受到了广泛关注。
它的主要特点如下:一、高效率:新一代f级联合循环汽轮机采用了先进的气动设计,不仅考虑到整个系统的效率,而且还考虑到了每个部件的效率。
与传统汽轮机相比,其效率提高了10%以上,甚至可达到50%以上。
这不仅提高了能源利用效率,也节约了成本,符合现代节能减排的趋势和要求。
二、低排放:新一代f级联合循环汽轮机采用了新型的燃烧室,使其排放量大幅降低。
采用了先进的环保技术,减少了有害气体和颗粒排放,保护了环境,保障了人民的身体健康。
三、高可靠性:新一代f级联合循环汽轮机采用了高品质的材料和制造工艺,不仅降低了运行时的故障率,也延长了使用寿命。
其技术稳定、可靠性高,适用于各种复杂的工业应用场景。
四、低成本:新一代f级联合循环汽轮机采用了较为先进的结构设计,使整个发电设备安装时极其简便,不需要繁琐的调试和安装过程,降低了人工成本。
同时,其耗能省、维护简单,使得生产成本明显降低,降低了企业的经营成本。
五、可扩展性:新一代f级联合循环汽轮机可根据不同的需求,灵活选择适合的组合方式,满足不同客户需求的同时,还可以实现节约能源的目标。
总之,新一代f级联合循环汽轮机具有高效、低排放、高可靠性、低成本、可扩展性等优点,深受市场欢迎,是现代工业领域中的主流技术,在未来的发电行业中将有非常广泛的应用前景。
百万千瓦等级超超临界机组汽轮发电机参数选型作者:顾守录单位:上海汽轮发电机有限公司PARAMETERS SELECTION FOR 1000MW CLASS SUPER CRITICAL TURBINE GENERATORS SHOULU GUGU Shou-lu(Shanghai Turbine Generator Co. Ltd, Shanghai 200240)ABSTRACT: The 1000MW class super critical turbine generators are becoming the key developing points dew to their excellent economical performances. This article is the analyzing and comprising to the design parameters of deferent capacities of 1000MW class super critical turbine generators.KEY WORDS: 1000MW class fossil power plant; Turbine generator摘要:百万等级超超临界机组由于具有良好的经济性而成为电力工业和电机制造业的发展重点。
文K 对我国发展百万等级超超临界机组汽轮发电机的容量参数和技术选型进行了分析,并对各方案进行了比较。
关键词:火电百万级;汽轮发电机;1 世界百万千瓦级超临界火电机组装机情况国外发展超临界机组已有40余年的历史,超临界机组比亚临界机组的煤耗低,在一定范围内,汽机的进汽温度或再热温度每提高10℃,机组热耗一般可下降0.25%~0.3%。
在温度和其他条件相同情况下,初压23.5MPa与16.2MPa比较,300MW、600MW、1000MW 机组净热耗下降分别约为1.3%、1.6%、1.8%,由此可见机组容量愈大,采用超临界参数的效益越明显。
超超临界百万千瓦等级汽轮机技术特点石玉文,李殿成(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,黑龙江省哈尔滨市 150046)摘要:随着电力需求的迅猛发展和发电技术的不断升级,对于资源严重紧张的我国,发展大容量高效率、节能环保型汽轮发电机组已迫在眉睫。
哈汽和东芝公司合作设计、制造的单轴、四缸四排汽1000MW超超临界汽轮机组,通过最优化设计,并采用具有运行业绩的积木块组合,适应高蒸汽参数的新材料。
汽缸全部采用中分面结构以方便安装和维修,双层缸结构使温度梯度分配合理,降低热应力。
全三维冲动式叶片、独特的汽封设计,以及采用目前世界上最长的48”(1219mm)钢制叶片,其经济性比常规超临界机组提高2.5%。
关键词:超超临界;汽轮机;设计特点0前言地球环境问题已成为世界性备受瞩目的重要课题,提高燃煤机组发电效率的同时,也在谋求减少温室气体的排放量,以减轻环境负荷。
另外,从发电机组控制发电成本及总体设备投资的观点来看,对于资源相对匮乏的我国日益紧张的能源需求,要求机组具有最佳的经济性。
对应这些要求,哈汽和东芝公司在不降低机组可靠性的前提下,利用可提高效率的的最新技术,设计完成了具有最佳经济性的汽轮机。
本文对哈汽的技术支持方东芝公司设计的,采用具有优异运行业绩的成熟高、中、低压模块的单轴、四缸四排汽百万等级超超临界汽轮发电机组作一介绍。
1蒸汽参数发展随着材料研究和冶炼工艺的不断提高,使汽轮机发电机组采用更高的蒸汽参数成为可能,更进一步地提高了机组的效率,降低了温室气体的排放量。
东芝公司在材料的选择上具有丰富的经验,东芝公司的材料发展见图1。
图1 东芝公司汽轮机蒸汽参数的发展图2 材料高温蠕变强度 东芝公司具有世界上最优秀的高温汽轮机运行业绩,多台进汽温度在600℃左右的汽轮机投入运行,其中橘湾电厂1#机组进汽温度达到610℃,为1000MW 超超临界机组的设计积累了丰富的设计经验。
本文所述的机组采用25MPa/600℃/610℃,发电效率同以往有实际业绩的机组相比,相对而言提高了约2.5%以上。
浅析东汽百万千瓦等级汽轮机技术特点【摘要】近年来,随着国民经济的高速发展和发电技术的不断升级,对于资源严重紧张的我国,发展大容量高效率、节能环保型汽轮发电机组已迫在眉睫;本文介绍了东方汽轮机有限公司百万超超临界汽轮发电机组的技术特点,通过采用新型,大容量单轴汽轮机模块以及一系列独特结构和先进技术,使机组的经济性和安全可靠性达到世界先进水平。
该机组还能满足今后更高压力、热电联供等不同超超临界电厂的需要,在我国高效洁净燃煤发电领域有广阔的发展前景。
【关键词】超超临界;百万千瓦;汽轮机;特点近年来我国持续出现严重雾霾天气,新环保法的出台,对推广清洁能源的生产和利用,提出了更高要求,高效洁净燃煤发电技术将成为当今世界电力工业的主要发展方向之一。
随着1993年“600℃”铁素体高温材料在日本某电厂投运,标志着世界汽轮机技术的发展进入了一个新的“超超临界参数”发展阶段。
本文对东方汽轮机厂设计、生产的1000MW机组,采用具有优异运行业绩的成熟高、中、低压模块的单轴、四缸四排汽百万等级超超临界汽轮发电机组作一介绍。
1.超超临界汽轮机选材特点随着材料研究和冶炼工艺的不断提高,使汽轮机发电机组采用更高的蒸汽参数成为可能,更进一步地提高了机组的效率,降低了温室气体的排放量。
东汽、日立公司在试验研究、设计制造、安装调试等各个环节投入了大量人力物力,东汽-日立型超超临界汽轮机采用600℃/600℃高进汽参数,因而对关键高温部套的材料及结构设计提出了极高的要求。
这类部套主要包括高、中、低压转子、汽缸等。
1.1 高、中压转子选材因高温、高工作应力及高热应力(尤其在启动时),高、中压转子材料必须具有很高的高温蠕变极限与疲劳极限。
目前世界上这类转子材料已成熟了三代——CrMoV、12Cr及改良型12Cr,正在发展并调试用第四代——新12Cr与第五代(奥氏体钢、超含金)。
前四代材料在汽轮机转子上的使用温度(指进汽温度)大致为:CrMoV-535℃(改良型CrMoV可用至566℃);12 Cr-593℃;改良型12Cr-620℃;新12 Cr-630℃。
Q0A460F515代替第1页 共280页 分发部门:单位 姓名 会签旧底图总号THDF 125/67百万千瓦级汽轮发电机 运行和维护手册编 制校 核审 查标准检查审 定批 准签字 日期附录 8维护 7 故障检修 6发电机运行 5发电机和辅助系统 描述 4技术数据 3 安全说明 2介绍 1 运行和维护手册 MK汽轮发电机KKS 号:MKA-MKY附录维护 故障检修发电机运行发电机和辅助系统 描述技术数据 安全说明介绍 1 运行和维护手册 MK汽轮发电机KKS 号:MKA-MKY目录封面 (1)1 介绍 (3)1.1 目录 (4)1.2 前言 (9)1.3 KKS编码说明 (10)1.3.1 介绍 (10)1.3.2 标识结构 (10)2 安全说明 (14)2.1 氢冷发电机的一般安全知识 (15)2.1.1 概述 (15)2.1.2 警告 (15)2.1.3 发电机正常运行 (16)2.1.4 一般要求 (16)2.1.5 人员要求 (16)2.1.6 发电机的改动 (17)2.1.7 备品备件 (17)2.1.8 运输、安装、启动、运行、维护、停机 (17)2.1.9 废品处理 (20)2.1.10 特殊污染 (21)2.2 氢气操作的安全装置 (22)3 技术数据 (24)3.1 设计数据 (25)3.2 极限值和设定值 (43)3.2.1 概述 (43)3.2.2 发电机的运行值和设定值 (44)3.2.3 水系统、氢系统、密封油系统的运行值和设定值 (45)3.3 技术规范 (49)3.4 重量 (50)4 发电机和辅助系统说明 (51)4.1 设计特点 (52)4.1.1 总体和通风冷却系统 (52)4.1.2 定子 (55)4.1.3 定子绕组 (56)4.1.4 转子 (57)4.1.5 氢气冷却器 (58)4.1.6 轴承 (59)4.1.7 轴密封 (60)4.1.8 氢油水系统的设计特点 (61)4.2 轴密封 (62)4.3 定子 (65)4.3.1总设计特点 (65)4.3.2操作及维护 (66)4.4 转子 (97)4.4.1转轴 (97)4.4.2转子绕组的冷却 (98)4.4.3转子绕组 (99)4.4.4护环 (102)4.4.5励磁连接线 (103)4.4.6转子风扇 (105)4.5 氢气冷却器 (108)4.6 励磁机 (109)4.7 轴承 (110)4.8 氢油水系统 (116)4.9 保护和监控装置 (117)4.9.1发电机机械保护装置 (117)4.9.2汽轮发电机电气保护 (118)4.9.3转子接地系统 (122)4.9.4测量和监控装置简介 (123)4.9.5测温装置 (124)4.9.6轴承拾振器 (127)4.9.7发电机温度监控 (127)4.9.8发电机轴承温度的监控 (128)4.9.9励磁机的监控 (129)4.9.10氢油水系统设备的监控 (129)5 发电机运行 (130)5.1 盘车和启动 (131)5.1.1启动准备介绍 (131)5.1.2冷却器运行提示 (133)5.1.3氢油水系统启动 (136)5.1.4盘车和发电机的启动 (137)5.2 带负荷运行 (141)5.2.1 AVR调节-无刷励磁系统 (141)5.2.2 AVR手动和自动的切换 (141)5.2.3发电机负荷限制 (142)5.3 停机过程 (144)5.3.1发电机停机 (144)5.3.2发电机停机简图 (145)5.3.3卸负荷和停机时的AVR操作-无刷励磁系统 (146)5.4 停机期间 (147)5.4.1发电机停机期间的监测-概述 (147)5.4.2发电机停机期间的监测-冷却器 (148)5.4.3发电机停机期间的监测-励磁机 (148)5.4.4发电机停机期间的监测-氢油水系统 (149)6 故障检修 (150)6.1故障查询-概述 (151)6.2故障查询-定子和发电机的监控设备 (152)6.3故障查询-励磁系统 (153)6.4故障查询-氢油水系统 (154)7 维护 (155)7.1 运行中维护 (156)7.1.1 维护与监控介绍 (156)7.1.2 定子的维护与监控 (159)7.1.3 转子的维护与监控 (162)7.1.4 发电机冷却器的维护与监控 (163)7.1.5 励磁机的维护与监控 (165)7.1.6 轴承的维护与监控 (166)7.1.7 氢油水系统的维护和监控 (168)7.2 发电机停机时的维护 (169)7.2.1 概述 (169)7.2.2 定子 (204)7.2.3轴密封 (246)7.2.4 转子 (249)7.2.5 氢气冷却器 (252)7.2.6 励磁机 (257)7.2.7 轴承 (258)7.2.8 氢油水系统 (259)8附录 (260)本手册包含有关汽轮发电机操作、维护方面的资料。
西门子百万等级核电汽轮机控制保护系统介绍摘要:本文介绍了西门子百万千瓦等级核电汽轮机控制保护系统的功能,该系统包含了数字汽轮机控制系统(STC)、控制油供油系统(EHC)、阀门的电液执行机构(EHA)、电子保护系统(EPS)、汽轮机遮断系统(TTS)、汽机监测仪表(TSI),该系统具有先进性、可靠性、灵活性的特点,为今后我国自主开发核电机组控制保护系统的选择、控制方案的制定提供了技术参考。
关键词: 核电;汽轮机; 控制保护系统;西门子Introduction of Siemens Turbine Control and Protection System For1000MW Rank Nucler Power PlantsAbstract: The paper presents the function of Siemens NPP Turbine Control and Protection. The system includes The digital Steam Turbine Controller (STC), Control Fluid Supply Unit (EHC), Electro Hydraulic Actuated (EHA)、Electronic Protection System (EPS) 、Turbine Trip Systems (TTS)、Turbine Supervisory Instrumentation (TSI),this system has the features of high advantage, reliability and flexibility, It will be useful for making scheme of development of making our country ‘s control and protection system for NPP unit.Key words: Nucler Power ; turbine ; Control and Protection system ; Siemens1·引言能源短缺和环境状况的恶化严重制约中国经济社会的发展。
100MW机组简介(一)概述锅炉1万多吨钢结构的吊装、近1万吨受热面的吊装、7万多焊口的焊接以及检验等国华台山电厂二期(首两台1000MW级机组)扩建工程,建设两台1000MW 国产超超临界机组,同步建设烟气脱硫设施和脱硝装置。
锅炉为上海锅炉厂生产的超超临界参数变压运行直流炉,锅炉采用一次中间再热、四角切向燃烧、摆动喷嘴调温、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构塔式锅炉。
锅炉容量和主要参数(B-MCR工况):锅炉制粉系统采用中速磨正压冷一次风直吹式制粉系统。
燃烧器沿高度方向分成4组布置于炉膛四角,最上一组为SOFA燃尽风,下边三组为煤粉燃烧器,每组有4层煤粉喷嘴,共48只喷嘴,在炉膛中呈切向方式燃烧。
在3组煤粉燃烧器上,每组燃烧器风箱布置有两层简单机械雾化油枪,共24只油枪。
锅炉采用两种点火方式,一种为常规二级点火方式:高能点火器→主油枪→煤粉燃烧器。
另一种为等离子点火方式,在锅炉从下向上第二层的每个燃烧器上设置等离子点火装置。
(二)锅炉钢架锅炉构架为全钢结构,由主钢架、辅钢架、脱硝钢架、炉顶大板梁和炉顶桁架及平台扶梯几部分组成,主钢架由四根箱式主立柱和K字型横梁、斜撑构成,共五层。
炉顶大板梁由两根前后方向的主梁和若干横向吊挂梁组成。
主钢架和大板梁形成稳定结构承载全部受热面载荷。
在主钢架外侧布置有辅钢架和脱硝钢架,辅钢架和脱硝钢架由立柱、横梁和斜支撑组成,与主钢架相连主要承载管道、脱硝设备、空预器、烟风道、梯子平台、吹灰器等其它载荷。
主钢结构采用大六角高强度螺栓连接,副钢结构采用扭剪型高强度螺栓联接。
主立柱纵向(前后)中心间距31.5m,横向(左右)中心间距30.5m,左右两侧辅钢架中心距离51m,大板梁顶标高127.56m.(三)锅炉受热面系统塔式锅炉受热面由四侧模式水冷壁受热面组成的炉膛和布置在炉膛上部的省煤器、过热器和再热器蛇形管排组成。
所有受热面通过吊杆吊挂于顶板梁上。
炉膛截面尺寸为:21480mm×21480mm。
新一代f级联合循环汽轮机通流设计特点新一代F级联合循环汽轮机通流设计特点主要包括以下几个方面:
新一代F级联合循环汽轮机采用了更加先进的三维叶片设计技术,使得叶片的流线型更加合理,流动损失更小,从而提高了汽轮机的效率和性能。
同时,新一代F级联合循环汽轮机还采用了更加精细的叶片表面处理技术,使得叶片表面更加光滑,减小了摩擦阻力和表面粗糙度,进一步提高了汽轮机的效率和性能。
新一代F级联合循环汽轮机还采用了更加先进的流道设计技术,使得流道的形状更加合理,流动损失更小,从而提高了汽轮机的效率和性能。
同时,新一代F级联合循环汽轮机还采用了更加精细的流道表面处理技术,使得流道表面更加光滑,减小了摩擦阻力和表面粗糙度,进一步提高了汽轮机的效率和性能。
第三,新一代F级联合循环汽轮机还采用了更加先进的气动布局设计技术,使得气流的流动更加合理,流动损失更小,从而提高了汽轮机的效率和性能。
同时,新一代F级联合循环汽轮机还采用了更加精细的气动布局表面处理技术,使得气动布局表面更加光滑,减小了摩擦阻力和表面粗糙度,进一步提高了汽轮机的效率和性能。
新一代F级联合循环汽轮机通流设计特点主要包括三维叶片设计、流道设计和气动布局设计等方面,这些设计特点都是为了提高汽轮机的效率和性能,从而更好地满足现代工业对高效、可靠、环保的
能源需求。
THDF 125/67百万千瓦级水氢氢发电机袁建华梁旭彪顾守录熊启谋(上海汽轮发电机有限公司,上海200240)[摘要]本文介绍了上海汽轮发电机有限公司从SIEMENS公司引进的THDF 125/67百万千瓦级水氢氢发电机技术规范、性能和主要结构特点,经过积极消化、吸收和国产化工作,已进入批量生产制造阶段,该型发电机性能优良,达到了国际先进水平。
关键词百万千瓦级发电机1.前言随着我国经济建设的快速发展,推动了我国电力工业的发展,从50-60年代几千千瓦的发电机设备到70-80年代100MW-300MW机组,再发展到20世纪90年代600MW等级机组,电力设备经历了不断的快速发展。
进入21世纪,国家经济进一步快速发展和增长,加快了对电力的需求,使得国家电力发展出现了新一轮的快速发展需求,也使得电力向材料及能源利用率高、效率高、技术含量高的超大容量发电机组需求发展。
国外发达国家,百万级火电技术已有较成熟经验,而国内装备制造业在此领域还是刚处于起步阶段。
高技术含量的百万千瓦级单轴全速火电机组国际上有十几台运行业绩,各方面性能及经济效益很好,因此百万千瓦级火电受到了国内用户的欢迎,得到了全面发展的机遇和空间.SIEMENS百万千瓦级发电机具有非常好的技术和运行经验,已有8台3000 r/min百万千瓦级发电机在国际上投入运行,处于国际领先水平。
上海汽轮发电机有限公司依托SIEMENS 公司百万千瓦级发电机的先进技术,从2001年分包制造该型号发电机再到2003年全面引进,经过长期的研究、消化、吸收和国产化工作,已完全拥有该百万千瓦级发电机的先进技术以及生产制造能力(目前已承接订单6台,4台正在制造),并已进入批量生产制造阶段,成为国内首家拥有国际先进水平的单轴全速百万千瓦级发电机技术及生产制造能力的厂家。
THDF 125/67发电机采用德国SIEMENS集团的最新技术,性能优良,为具有国际先进水平的成熟产品,发电机出力裕度大。
当代国外汽轮发电机工业的特点及技术发展概况1 当代国外汽轮发电机工业的特点进入80年代之后,国外发达国家汽轮发电机技术已经成熟。
产品定型,实现了系列化、标准化,产品技术经济性能先进,运行可靠,能充分满足电力工业的需要。
但是,自80年代以来,国外汽轮发电机工业从其鼎盛时期的高速发展走向平稳发展阶段。
汽轮发电机工业呈现以下特点。
1.1 单机容量增长势头被遏制国外汽轮发电机单机容量自70年代中期突破1200 MW(2极和4极)后,由于运行中巨型机组暴露一些问题,加之电力工业对汽轮发电机需量的增长减缓,所以进入80年代后汽轮发电机单机容量的增长基本上停滞不前。
1.2 一些公司汽轮发电机产量急剧下降,生产严重萎缩最明显的是美国GE公司和西屋公司。
在70年代,GE和西屋公司汽轮发电机的年产量都先后突破20000 MW大关,进入80年代后产量就急剧下降,目前更是一蹶不振。
欧洲一些公司和苏联…电力‟厂的情况也有些类似。
1.3 欧美公司并购重组,形成4大垄断集团80年代后期,由于国际汽轮发电机市场的萎缩和市场竞争的加剧,一些公司开始进行合并重组。
1987年10月,西德KWU公司并入Siemens公司。
1988年初,瑞士BBC公司和瑞典ASEA公司合并组成跨国大型电工企业——Asea-Brown Boveri Group(ABB集团)。
同年12月,英国GEC公司和法国Slsthom联合成立GEC-Alsthom公司,生产发电设备和电工设备。
90年代初,并购重组风潮幅旗息鼓。
但到了90年代末期,在世界许多大公司纷纷合并重组的影响下,欧美电气公司的并购、重组的烽烟再起。
1998年6月,成立不到10年的GEC—Alsthom公司并入Alsthom公司,并改名为Alstom公司。
同年年底,生产发电设备100余年的西屋公司,将其发电设备部投入Siemens公司氅下,更名为西门子西屋发电设备公司。
1999年3月,ABB公司和A1stom公司合并,成立ABB-A1stom公司。
THDF125/67百万千瓦级汽轮发电机的技术特点摘要:百万千瓦机组由于具有良好的经济性而成为电力工业和电机制造业的发展重点。
通过对国内首台1000MW汽轮发电机在制造、安装、调试及投产运行后有关情况的了解,详细介绍了发电机的及其辅助系统的主要设计参数、实际运行参数、主要结构特点以及运行方式等方面内容,供同行全面了解上海汽轮发电机有限公司引进德国西门子公司技术制造的具有国际先进水平的THDF126/67型百万级汽轮发电机。
关键词:汽轮发电机技术参数结构特点国内首台1000MW超超临界燃煤机组于2006年11月28日在华能玉环电厂正式投产运行,标志着我国电站设计制造水平和电力工业技术等级已达到世界先进水平。
该机组的汽轮发电机是由上海汽轮发电机有限公司引进德国西门子公司技术设计生产的,机组投产后,发电机运行稳定,各项技术指标均优于设计值。
1.主要技术数据1.1 发电机主要数据型号:THDF-125/67额定容量:1056 MVA额定功率:950MW最大连续输出功率:1000MW定子电压:27kV定子电流:22581A功率因数:0.90氢压:0.5Mpa(表压)额定转速:3000 r/min相数:3接法:YY频率:50HZ短路比:0.5稳态I2(标幺值):6%暂态I22t:6秒定、转子绝缘等级:F效率(%):98.99%励磁方式:无刷励磁发电机转子转动惯量:16180kgm3惯性时间常数:0.76kWS/kVA突然短路力矩:2.41×107NM发电机转子临界转速:一次 720 r/min二次 2100 r/min冷却方式:水氢氢冷氢进口温度:≤46℃风量:33米3/秒风扇压头:35千帕(等效空气中)氢冷却器进水温度:35℃氢冷却器额定容量:9400kW 关闭1/4台冷却器,发电机允许在额定氢压下仍可输出800MW 冷却水量:120米3/时冷却水压降:0.15~0.2兆帕冷却水最高进水温度:50℃发电机转子重量:88吨定子(带冷却器):520吨1.2 励磁系统技术数据1.2.1 主励磁机数据型号:ELR70/90-30/G-20N额定容量: 4500kW额定电压:600V额定电流:7500A额定频率:150HZ额定转速:3000r/min冷却方式:空冷绝缘等级:F接线方式: 6Y励磁电压(75℃): 79V励磁电流: 151A1.2.2 副励磁机数据型号:ELP50/42-30/16额定容量: 65kVA额定电压:220V额定电流:195A额定频率:400HZ额定转速:3000r/min冷却方式:空冷绝缘等级:F接线方式: 8Y相数:3极数:16励磁方式:永磁1.3.3 旋转励磁装置数据额定输出功率:4700kW额定电压:600V额定电流:7500A承受最大反向电压/二极管:2600V每回路串联二极管数:1桥臂数:6每桥臂并联二极管数:202. 发电机实际运行参数华能玉环电厂1号发电机满负荷运行后各项参数均好于设计值,具体运行参数如表1:表1 发电机实际运行值、设计值、报警值、保护设定值序号项目单位运行值设计值报警值发电机保护设定值1 发电机有功功率MW 999.8 10002 发电机无功功率MVA 235.83 频率HZ 50 504 定子A相电流kA 21.9 22.5815 定子B相电流kA 22.1 22.5816 定子C相电流kA 21.9 22.5817 定子电压kV 27 278 定子线圈槽内层间温度℃65.9 <909 定子线梆汽端总出水管温度℃63.6 ≈70 8510 定子绕组进水温度℃40.3 ≈48 53 5811 定子绕组出水温度℃66.8 70 7512 内冷水导电率μs/cm 0.15 <2 213 补充水电导率μs/cm 0.03 <1 114 定子铁芯端部温度℃72.8 ≈105 12015 定子铁芯端部磁屏蔽温度℃66 ≈105 12016 发电机氢冷器出口处冷氢温度℃39 ≈43 48 5317 发电机氢冷器进口处热氢温度℃64 <84 8818 发电机氢气压力Mpa 0.482 0.519 发电机氢气纯度%99.22 98 9520 发电机氢气湿度℃-7.37 <021 煤泥烘干机22 球磨机衬板23 木材切片机3. 发电机的特点THDF125/67型发电机采用德国西门子公司的最新技术,性能优良,发电机出力裕度大。
该发电机能完全满足额定功率1000MW和MCR工况的要求,并有一定裕度,同时还有以下显著特点:(1)效率高。
当采用无刷励磁时,在1000MV A、COSФ为0.9工况时,发电机效率的工厂试验值为99.01%;在1112MV A、COSФ为0.9工况时,发电机效率的设值为98.97%。
(2)励磁电流和励磁容量小。
在1112MV A、COSФ为0.9时的励磁电流、励磁电压分别只有5887A和437V,提高了效率,降低了转子绕组温升。
无刷励磁机的强励电压为820V,强励顶值电压不小于1.8倍。
(3)定子电压高,定子电流和电磁力小。
该发电机定子电压高(27kV),与其它同类发电机相比,定子电流和电磁力小,发电机出水温升低。
4. 主要结构及其特点发电机为两极隐极式转子,定子绕组采用水直接冷却,转子绕组、相连结线和出线套管均采用氢气直接冷却。
发电机其它部件的损耗,如铁芯损耗、风摩损耗以及杂散损耗产生的热量,均由氢气带走。
4.1.定子机座定子机座采用内、外机座结构形式。
定子机座为气密型、耐压力的焊接结构。
在机座内由圆环和轴向筋,确保机壳的钢度。
含轴密封和轴承部件的端盖栓接到定子机座上。
定子铁芯是分段的,设有弹簧板,弹性支撑定子铁芯。
定子铁芯由七个环笼固定,通过弹簧板焊接固定到机座上。
弹簧板在铁芯左右两侧各布置六个,铁芯底部布置四个水平稳定弹簧,如此布置和调整弹簧,可以使磁场引起的铁芯振动不会传递到机座和基础上。
冷却定子铁芯和励端转子绕组的冷氢通过焊接固定在机壳内表面的通风管流动。
冷却器罩安装在定子机座的汽端,包括档环、档环支架和氢气冷却器,冷却器垂直安装在位于汽端的冷却器端罩中。
在定子机座内的顶部和底部布置有充入二氧化碳和氢气的汇流管,这些汇流管在定子机座壳下部并排连接。
在励端的机座下部布置有发电机出线盒,出线盒由非磁性钢板制成,发电机出线由出线盒接出。
4.2定子铁芯定子铁芯内径1410mm、外径3280mm、长度6700mm。
铁芯由多层0.5mm厚的M270-50A高硅成分伞形片交错叠压在压圈上制成,通过齿压板和非磁性的穿心螺杆将铁芯压紧,并通过燕尾型支持筋装到支撑环上。
压圈上焊接有压指,用于将压力从压圈传递到铁芯上。
压指延伸至铁芯齿部,从而保证齿部区域也由足够的压紧力。
完成铁芯叠压和夹紧后,将支持筋插入铁芯外圆的槽内,两端焊接到压圈上。
支持筋与铁芯绝缘,为保证整个铁芯充分接地,在其中一根支持筋的槽内插入一根铜线。
为保证充分散热,铁芯中有若干贯通轴向孔,使励端冷风流经这些孔到达汽端。
在铁芯端部采用阶梯式结构,可减少涡流损耗和局部发热。
阶梯处硅钢片表面涂有粘接漆,使端部形成一个很好的整体。
定子端部采用齿压板和压圈压紧,在齿压板和压圈处都设计有通风道,使冷风能够进入,保证冷却效果。
在压圈的外侧设有由硅钢片叠装成的磁屏蔽,磁屏蔽上也有径向通风道,已使冷风通过进行冷却,且内圆表面呈阶梯型,使发电机附加损耗小、温度低、进相能力提高。
4.3定子绕组三相定子绕组为为独立线棒组成的分数极距双层绕组,每个定子槽中嵌有两个线棒,定子2极、42槽。
线槽内固定采用侧面波纹板,槽低均压和楔下波纹板固定,见图1。
定子槽中上层线棒和下层线棒相互换位,换位距离为一个绕组节距,并在端部连接成线圈组。
线圈组通过定子机座内的相间连接线连接在一起。
见图2。
线棒由多股小矩形截面导线组成,空心导线截面为14×4mm,实心导线截面为14×1.8mm 。
小矩形截面导线采用编织玻璃纤维绝缘,并在定子槽内并排布置,各层之间通过排间垫条相互绝缘。
在直槽部分股线以540º交叉换位。
在相间换位交叉点上,采用1-定子铁芯;2-槽楔;3-滑动垫条;4-顶部波纹弹簧;5-填隙垫条;6-顶部垫条;7-冷却风道;8-实心导线;9-侧面中间垫条;10-上层线棒;11-中间垫条;12-下层线棒;13-Micalastic绝缘;14-低导电性侧面波纹垫条;15-低导电性均压垫条图1:定子槽内布置图2:定子绕组导线连接绝缘垫条加强绝缘缘。
线棒断面上由5股空心奥式体钢导线和25股实心铜导线组成。
在线棒端部实心铜导线钎焊至铜接头上,空心铜导线钎焊至水盒上,水盒通过聚四氟乙烯绝缘软管与总汇水管相连,汇水总管与机座绝缘。
上层线棒盒下层线棒之间的电气连接通过铜接头螺栓进行电连接。
相间连接线由铜管制成,采用氢气直接冷却。
铜管外部采用半搭接的树脂云母带包裹,然后再用收缩形胶带包裹。
相间连接线和定子绕组之间采用螺栓连接。
定子绕组采用西门子公司的MICALASTIC 绝缘,西门子公司采用该绝缘系统已有近五十年的历史。
该工艺将股线布置在一起形成紧凑的组件并固化成规定的形状,然后将线棒组件与环氧树脂烘培在一起,在槽部部分的线棒外表面采用聚酯树脂浸渍的玻璃纤维胶带层作为最终保护,主绝缘单边厚度6.5mm 。
在端部线匝上和开槽部分缠绕多层半搭接的云母胶带。
云母胶带具有一层薄的高强度衬底材料,云母通过合成树脂粘合在衬底材料上。
然后将缠好胶带的线棒在真空下烘干并用环氧树脂浸渍,再用氮气对其加压。
最后,将线棒装入模具中,加工成规定的尺寸,并放入烘箱在高温下对其进行固化。
为使绝缘层和和定子槽壁之间的电晕放电最小,在定子槽区域的绝缘上涂一层耐磨、含石墨的高弹性导电清漆做为保护层,保护层外粘合有一层半导体的聚酯垫。
为防止线棒端部电晕,在槽口区域涂有半导体涂层。
经过上述工序后,即可将其安装到定子铁芯的矩形槽中,所有间隙与间隔都填塞能够浸渍的玻璃纤维编织的衬垫。
1-换位垫条(云母板);2-成形垫条(云母板);3-空心导线(奥式体钢);4-排间绝缘(环氧树脂);5-MICALASTIC 绝缘(真空环氧树脂浸渍的绝缘);6-外防晕层(导电聚酯胶带);7-内部电位控制(半导体带);8-股线绝缘(编织的玻璃纤维绝缘)图3:MICALASTIC 绝缘结构MICALASTIC 绝缘具有以下技术特点:(1) MICALASTIC 为绕组提供了可靠的绝缘,从线棒一端到另一端进行连续绝缘,提高了绕组耐受过电压的水平,也可防止高压试验时,可能在槽口出现的高应力影响,具有良好的电气寿命。
图4:MICALASTIC 实物线棒的电气寿命(2) MICALASTIC 含有很高的云母成分及无空隙的环氧树脂,具有良好的导热性。