600MW汽轮发电机原理、结构及运行

600MW级超临界直接空冷凝汽式汽轮机概述1.1概述二期工程2×600MW级超临界直接空冷凝汽式汽轮发电机组，汽轮机设备为东方汽轮机有限公司生产超临界空冷汽轮机，型号为：TC4F-26(24.2MPa/566℃/566℃)，型式：超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机；该机组额定出力637MW；最大连续出力为662MW，汽轮机采用复合变压运行方式；具有七级非调整回热抽汽。

给水系统采用2×50%汽动给水泵，不设备用泵，由于主汽轮机采用直接空冷汽轮机，其背压变化幅度较大，给水泵驱动汽轮机排汽不宜排入主汽轮机的空冷器中，每台给水泵汽轮机各自配置一台水冷凝汽器，给水泵驱动汽轮机排汽凝结水直接排入主汽轮机的排汽装置中，给水泵汽轮机本体疏水排入给水泵汽轮机凝汽系统中。

由于二期汽轮机乏汽采用空冷冷却系统，节省了一期湿冷系统的风吹、蒸发、排污等水量损失，年平均节约水量约1904m3/h。

其用水量比一期湿冷系统节水70％。

投资上与混凝式间接空冷系统相比，可降低工程投资35.7％；与表凝式间接空冷系统相比，可降低工程投资40.2％。

王曲电厂超临界机组与我厂一期亚临界机组相比汽轮机组热耗将低约4.5%。

超临界机组是指锅炉的新蒸汽的压力大于临界压力（22.115MPa）小于25MPa的锅炉和汽轮机发电机组。

在超临界和超超临界状态，水由液态直接成为汽态（由湿蒸汽直接成为过热蒸汽或饱和蒸汽），热效率高。

因此，超临界，超超临界发电机组已经成为国外，尤其是发达国家主力机组。

由于机组效率提高，污染物的排放也相应减少，经济效益十分明显。

超临界机组是火电机组大家族中的“节能减排新星”。

超临界机组和亚临界机组特点比较它具有如下特点：(1) 热效率高、热耗低。

可节约燃料，降低能源消耗和大气污染物的排放量。

(2) 超临界压力时水和蒸汽比容相同，状态相似，单相的流动特性稳定，没有汽水分层和在中间集箱处分配不均的困难，并不需要象亚临界压力锅炉那样用复杂的分配系统来保证良好的汽水混合，回路比较简单。

子绕组水路的重要组成部分。
定子绕组由若干定子线圈按照发电机的电气
要求相互连接而成，汽轮发电机常用的绕组型
式为双层短距叠绕组，端部为双层渐开线篮式。
定子线棒－定子绕组－定子装配
1 定子线棒 1.1 股线
定子线棒的载电部分由若干相互绝缘的铜线俗称股 线，经 ROEBEL 换位编织并在模具上胶化压制成型其股 线由实心和空心两种股线按一定比例组成，空心股线 除承载电流之外其孔道中还将流通冷却水，构成定子
总装配
2. 油密封
油密封是氢冷发电机的一个特殊部件。发电机 机座内部是一个密封容器，在转轴的轴伸与静 止的定子边之间必然存在一个间隙，油密封的 作用就是用压力油封闭该间隙，阻止机内氢气 从该间隙外泄，发电机设计时总是将该间隙布 置在转轴的轴颈与端盖的端板的交界处。
护环
660MW 发电机
径向多流通风系统示意图
• 转子装配是一个高速旋转的大电流载体， 产生发电机做功所需要的强大的旋转磁场
转轴，护环，中心环，风扇，联轴器
转子 装配 转子引出线 引出线，槽楔，导电螺钉，导电杆，
阻尼绕组 集电环 阻尼条，槽楔
转子绕组
线圈，槽衬绝缘，匝间绝缘，端部撑 块，槽楔
转子装配
1. 转轴
转轴的功能是支承固定转子绕组，形成激磁磁场的主 磁路，同时接收来自原动机的机械功率。 本体是转轴的主要部分，在其上有若干径向辐射的小 槽用以固定转子绕组，未开设小槽部分的部分形成磁极 的极面。
3. 集电环
发电机的励磁电流通过碳刷和集电环进入转子绕组 集电环与转轴之间设置绝缘。在正负极的两个集电环之间装设一 个小离心式风扇，作为碳刷架－集电环通风系统中的风压源。
转子装配
• 集电环设置轴向通风孔和表面环形风沟，环形风 沟里还有贯通轴向风孔的小风孔，有利于散热及 碳粉随气流排除。

供电单元
AVR / FCR
测量 监测单元 单元 保护单元
1
逻辑控制单元l
锁定
自动跟踪
励磁电流 PI
2
整定点
S
n 过流保护
供电单元
自动电压调节
标准软件功能
闭环控制 (AVR,限制器,监控)
• 自动电压调节，PID参数调整 • 软启动 • 无功有功补偿 • 独立调整限制器
- 过励 (励磁电流、定子电流) - 低励 (-Q = f (P) * U2,励磁电流、定子电流) - 伏赫比 • 叠加控制 - 功率因数 - 无功 - 自动卸载无功 • 电力系统稳定器
显示:
• 信号趋势图 • 参数和信号的显示和编辑 • 带时序的报警纪录 • 数据纪录
整定和编程: • 参数整定 • 应用程序编程
操作: • 操作励磁系统
多处理器调节器(整个AVR共有5个DSP处理器和4个CPU) –MUB信号处理(包括PSS)用DSP处理器2个 –COB逻辑控制处理器CPU2个 –BFCR备用通道独立CPU2个 –CIN可控硅智能均流和监测用DSP处理器3个
现地控制屏 CMT调试工具(手提电脑，Windows界面)
双通道AVR结构
运行温度，并提供报警 信号；
4. 考虑六脉冲可控硅桥引起的谐波，防止励磁变 发热；
5. 6 - 8%的阻抗，抑制短路故障电流； 6. 满足强励工况下励磁功率需求。
机组功率（MW） 励磁变压器容量(kVA)
600 3x2200
自动电压调节器及 AVR模块单元
通道结构：2个独立通道+2个备用通道 硬件采用ABB DCS500专用直流电流控制平台
600 HPB60－82S 2000 6000 220/110

一、汽轮机和热力学相关知识简介 －汽轮机转子 • 我公司600MW汽轮机转子分为高中压转子、低压A转子 和低压B转子，通过刚性联轴器联接。各转子各自支撑在 2个轴承上，整个轴系通过位于2号轴承座内的推力轴承定 位。 • 高中压转子和低压转子均为整锻无中心孔转子，在相同热 应力的条件下，增大了转子的循环寿命，降低了制造成本。
四、超临界机组的发展
• 发展超临界机组是火力发电领域中提高发电效率、节约能 源、改善环境影响、降低发电成本的必然趋势，各国在火 力发电领域中都积极采用超临界参数的大容量机组。世界 上早期研制的超临界机组曾遇到所选用蒸汽参数过高的误 区，超越了当时的技术发展水平，运行中出现很多问题， 如，锅炉过热器受热面高温腐蚀；汽轮机高压缸的蠕变变 形；运行灵活性差，不能带周期性负荷运行等。以后世界 上发展的超临界机组采用的蒸汽参数多采用压力为24 MPa等级，主/再热蒸汽温度538℃～566℃。从二十世纪 九十年代起，随着科学技术的进步和材料技术的发展，超 临界机组的蒸汽参数又有提高的趋势。目前，我国已可以 生产蒸汽压力为25Mpa～26.5Mpa，温度为600℃～ 610℃,容量为1000MW等级的超临界参数汽轮发电机组。
一、汽轮机和热力学相关知识简介 －设备图片
一、汽轮机和热力学相关知识简介 －设备图片
一、汽轮机和热力学相关知识简介 －汽轮机转子
• 转子可以在不揭缸的情况下，可利用汽缸端部设置的专用 手孔，在高中压转子排汽口侧的轴凸肩上，装设或调整其 重块的位置或重量。也可以在高中压转子中压侧末级叶轮， 高压侧调节级前转子燕尾槽内以及高中压转子高压侧排汽 口转子燕尾槽内加装平衡块。
一、汽轮机和热力学相关知识简介 －汽轮机基础知识简介 • 东汽（日立）的 600MW超临界机组DEH对CV、ICV阀门控制 有别于国内DEH通用设计,未设计单阀和顺序阀的控制逻辑, 而采用的是混合阀控制,即在机组启动到正常运行过程中, 所有调门的阀位指令为总流量指令的函数。 • 在机组未投入暖机功能时,总流量指令=CV流量指令=ICV流 量指令,当机组在暖机控制期间,总流量指令=CV流量指令 +ICV流量指令,这样的阀门特性在实践中证明,既减少了阀 门的截流损耗又避免了阀门切换带来的扰动。