空冷200MW汽輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

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         摘要:哈電繼空冷150MW后，又引進(jìn)開發(fā)了空冷200MW汽輪發(fā)電機(jī)，日前已通過(guò)各種型式試驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本文介紹哈電空冷200MW汽輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn)。 

　　關(guān)鍵詞:發(fā)電機(jī)；空冷；通風(fēng)；定子；轉(zhuǎn)子；型式試驗(yàn)  　　引言  　　空冷汽輪發(fā)電機(jī)以冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)、運(yùn)行、維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)，受到業(yè)主普遍歡迎。伴隨著國(guó)內(nèi)空冷技術(shù)的不斷進(jìn)步，單機(jī)容量日益增大?？绽?00MW汽輪發(fā)電機(jī)整體設(shè)計(jì)緊湊。本文著重介紹QF-200-2型空冷汽輪發(fā)電機(jī)技術(shù)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。  　　一、發(fā)電機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)  　　二、發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)  　?。ㄒ唬└攀?nbsp; 　　發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)空氣作為冷卻介質(zhì)，通風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)扇和空氣冷卻器，而且兩者是相互獨(dú)立的，密閉的。定子繞組為直接空冷。發(fā)電機(jī)汽勵(lì)兩端支撐軸承的端蓋是焊接結(jié)構(gòu)的?？諝饫鋮s器安裝在基礎(chǔ)上。由機(jī)座彈簧棒支撐的定子鐵心作為通風(fēng)系統(tǒng)的一部分。轉(zhuǎn)子采取直接冷卻形式。轉(zhuǎn)子兩端穿過(guò)端蓋。  　　空冷200MW汽輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)圖  　?。ǘ┒ㄗ訖C(jī)座和定子鐵心  　　定子機(jī)座：定子機(jī)座為整體焊接式的，機(jī)座由基座地腳支撐。彈簧棒隔振結(jié)構(gòu)減小了鐵心的振動(dòng)，在設(shè)計(jì)上避開基頻和倍頻。定子鐵心由扇形硅鋼片疊制而成并固定在定位筋上，徑向通風(fēng)道以一定的軸向間距固定在鐵芯內(nèi)，兩端鐵心通過(guò)壓板壓緊從而形成堅(jiān)固的柱形整體，齒部通過(guò)壓指壓緊，端部鐵芯內(nèi)徑設(shè)計(jì)成階梯狀，壓板外用銅屏蔽覆蓋，以減少渦流損耗  　?。ㄈ┒ㄗ永@組（電樞繞組）  　　定子線棒嵌在定子鐵心槽內(nèi)，在端部連接成繞組，并通過(guò)繞組端部并聯(lián)環(huán)按相序連接成型。定子線棒經(jīng)過(guò)羅貝爾變換之后放嵌在鐵心槽內(nèi)，這種換位形式可有效地避免在負(fù)載運(yùn)行時(shí)，由分布在槽內(nèi)磁通勢(shì)自感引起的渦流損耗。線棒絕緣主要采用半疊繞制的經(jīng)熱固樹膠浸漬的云母帶，并進(jìn)行真空處理最終成型。定子繞組端部用浸膠綁環(huán)固定，綁環(huán)用浸膠帶固定在鐵芯壓板之上，所有端部支撐部件均為非磁性或絕緣材料。  　　電阻測(cè)溫用元件常為鉑質(zhì)，在零攝氏度時(shí)電阻值為100歐姆。測(cè)溫原理就是根據(jù)金屬導(dǎo)體隨溫度線性變化關(guān)系。一些鉑電阻常放置在電樞繞組每相間的上下層線棒間的某位置處，來(lái)監(jiān)測(cè)該點(diǎn)的溫度變化情況。其它的鉑電阻用來(lái)監(jiān)測(cè)冷卻器進(jìn)出風(fēng)溫。在定子鐵心處放置一些熱電偶測(cè)量鐵芯溫度。熱電偶和熱電阻的引線接至端子板。定子底部的加熱器可用來(lái)對(duì)長(zhǎng)期停運(yùn)的機(jī)組進(jìn)行加熱。六個(gè)定子出線從機(jī)座底部的絕緣板引出。  　?。ㄋ模├鋮s器  　　4個(gè)冷卻器安裝在基礎(chǔ)下，而這部分基礎(chǔ)也是機(jī)組通風(fēng)系統(tǒng)的一部分，通過(guò)冷卻水對(duì)在機(jī)組內(nèi)部流通變熱的空氣，空氣冷卻器由擁有翅式冷凝管的熱交換部件構(gòu)成，翅式冷凝管固定在管板上，由管板組成水盒箱體。  　?。ㄎ澹┒ㄗ油L(fēng)系統(tǒng)  　　定子鐵心內(nèi)部輻板構(gòu)成風(fēng)區(qū)，冷空氣通過(guò)風(fēng)區(qū)對(duì)鐵心內(nèi)外進(jìn)行冷卻，這種結(jié)構(gòu)在鐵心內(nèi)外徑向流通冷卻的方式可以使空氣對(duì)鐵心和電樞繞組的冷卻效果更平衡均勻，從而使得繞組和鐵心不會(huì)在某點(diǎn)發(fā)生過(guò)熱溫度。熱空氣由風(fēng)區(qū)流入冷卻器。  　?。┺D(zhuǎn)子  　　轉(zhuǎn)軸為合金鋼鍛件。轉(zhuǎn)子線圈嵌放在轉(zhuǎn)軸加工完的槽內(nèi)，頂部用槽楔固定壓緊。在大齒上與軸線成90度角開半圓形槽，以平衡轉(zhuǎn)軸剛度。安裝風(fēng)扇座環(huán)和集電環(huán)以平衡轉(zhuǎn)軸重量防止軸振，轉(zhuǎn)子線棒由抗蠕變能力強(qiáng)的含銀銅線構(gòu)成，并開通風(fēng)用孔，成型后嵌放入轉(zhuǎn)軸槽內(nèi)，線棒與槽壁之間加以高強(qiáng)度纖維質(zhì)絕緣材料。楔下墊條采用高強(qiáng)度纖維質(zhì)絕緣材料，可承受線棒強(qiáng)大的離心力作用，并要求有良好的對(duì)地絕緣電阻值。匝間采用環(huán)氧玻璃墊條以適應(yīng)由于熱應(yīng)力或離心力而是轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的位移。在轉(zhuǎn)子繞組兩端熱套護(hù)環(huán)，護(hù)環(huán)與中心環(huán)和轉(zhuǎn)軸均用環(huán)鍵定位卡死，繞組和護(hù)環(huán)之間墊有環(huán)氧玻璃布板絕緣。  　　護(hù)環(huán)由非磁性高機(jī)械性能合金鋼構(gòu)成，護(hù)環(huán)與轉(zhuǎn)軸直接接觸會(huì)產(chǎn)生由于不平衡負(fù)載或瞬時(shí)短路電流引起的渦流，安裝在護(hù)環(huán)和轉(zhuǎn)子槽楔下的阻尼繞組可減弱此效應(yīng)。  　　（七）端蓋、軸承、電刷集電環(huán)  　　外端蓋內(nèi)嵌入主軸承和擋油蓋之間，為便于拆裝，外端蓋分為上下兩半，上半相當(dāng)于軸承蓋，將軸承含入其中，只要將外端蓋上半拆掉就可對(duì)軸承合金進(jìn)行檢查。  　　軸承座套安置于軸承座和外端蓋內(nèi)部，為橢圓形狀以支撐轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)軸的重量，材質(zhì)為高硬度巴比合金。軸承油油溫和油壓由汽輪機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)控制，軸瓦滑動(dòng)表面正下方裝熱電偶用以監(jiān)測(cè)瓦溫。勵(lì)端烏金瓦內(nèi)外表面加以絕緣以保護(hù)軸瓦不致受到軸電流影響受損，此處絕緣電阻需進(jìn)行測(cè)量。 高碳鋼質(zhì)集電環(huán)正負(fù)兩極安裝時(shí)熱套在轉(zhuǎn)軸絕緣上，外表面為冷卻除塵用銑有螺旋溝，且配有通風(fēng)冷卻用軸向通風(fēng)孔。兩集電環(huán)之間有風(fēng)扇。配備大容量大量電刷的集電環(huán)以滿足轉(zhuǎn)子繞組的勵(lì)磁電流，采用板式刷握，每個(gè)刷握最多配備4個(gè)電刷，沿圓周放置，絕緣手柄可安全帶電插拔，電刷由天然石墨構(gòu)成，具有低摩擦和自我潤(rùn)滑的特性。每個(gè)電刷由刷辨引至末端，刷握上的恒壓彈簧沿徑向壓住電刷，冷空氣由進(jìn)氣孔經(jīng)過(guò)濾裝置，再通過(guò)風(fēng)扇流通對(duì)電刷和集電環(huán)進(jìn)行通風(fēng)冷卻。  　　  　　三、發(fā)電機(jī)在額定工況下型式試驗(yàn)  　　  　　四、結(jié)論  　　  　　QF-200-2空冷汽輪發(fā)電機(jī)充分顯示了我公司技術(shù)進(jìn)步，吸收大量的國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)。在經(jīng)過(guò)大量的科學(xué)計(jì)算和科研試驗(yàn)基礎(chǔ)上，及經(jīng)過(guò)認(rèn)真選擇合理的電磁方案，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有許多的技術(shù)創(chuàng)新，使該產(chǎn)品的引進(jìn)開發(fā)獲得十分成功。經(jīng)過(guò)全面性能試驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到并優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。  　　本型發(fā)電機(jī)有良好的進(jìn)相、負(fù)序、調(diào)峰運(yùn)行能力，發(fā)電機(jī)效率優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因其在安裝、啟停、運(yùn)行和維護(hù)方面簡(jiǎn)單易行，必將會(huì)有更廣闊的市場(chǎng)前景。