第1章 1000MW汽轮发电机 1.pptVIP

上海交通大学 电气工程系 2006.8 发电机单机容量越来越大，目前单机容量已达1333MVA（3000r/min）和1650MVA（1800r/min）,且正在研制2000-2500MVA两极或四极的发电机组。大容量、高参数是提高火电机组经济性最为有效的措施。同时，由于世界一次能源中煤的储量远远超过石油和天然气、环境保护对减少排放污染提出要求，京都协议书为控制地球温室效应确定减少CO2排放目标等原因，高效洁净燃煤发电技术将成为今后世界电力工业的主要发展方向之一。1993年应用新一代600oC铁素体高温材料的首台温度593oC的700MW机组在日本投运，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。 超超临界参数是一种商业性称谓，以表示汽轮机组具有更高的压力和温度，有的公司也将超超临界机组称为高效超临界机组。目前世界各公司对超超临界参数没有统一的定义。 国外发达国家，百万级火电技术已有较成熟经验，高技术含量的l0OOMW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l0OOMW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 lOOOMW级发电机具有非常好的技术和运行经验，已有8台3000r/min1000MW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1000MW级发电机的先进技术，从2001年分包制造THDFl25/67型发电机，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l0OOMW级发电机的先进技术以及生产制造能力，成为国内首家拥有国际先进水平的单轴全速10OOMW级发电机技术及生产制造能力的厂家。 THDF l25/67发电机采用德国SIEMENS集团的必威体育精装版技术，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。THDF l25/67发电机的原设计容量为115OMVA，功率因数0.85，定子电压27kV，氢压0.5MPa。SIEMENS公司在2001年针对该型发电机进行了l15O MVA的试验，情况良好。该发电机为水氢氢冷却方式，即：定子绕组水内冷，转子绕组和定子主出线氢内冷，铁芯轴向氢冷。作为攻关项目依托工程的我国第一个超超临界电厂——华能玉环电厂4*1000MW项目的正式启动，标志着我国电力工业进入了一个以环保、高效为中心的发展新阶段。 1000MW级火电机组国内外业绩 (单轴、3000r/min)（统计至2004年） 2. 中国国内单轴全速汽轮发电机组 (包括核电，统计至2004年) 发电机工作原理 以同步发电机为例，如图1-2-1所示。主要结构由定子和转子两部分组成，定子、转子之间有气隙。定子上有AX、BY、CZ三相绕组，相绕组由多匝串联的绕组元件(见图1-2-1（b）)连接而成，每相绕组的匝数相等，在空间上彼此相差120电角度。转子磁极上装有励磁绕组，由直流励磁电流产生磁场，其磁通由转子N极出来，经过气隙、定子铁芯、气隙，进入转子s极而构成回路，如图1-2-1中虚线所示。 百万级发电机技术介绍 发电机本体 发电机本体主要是由一个不动的定子（包括机座、端盖、定子铁芯、端部结构和隔振装置等）和一个可以转动的转子（包括转子铁芯、绕组等主要部件）构成的，以下作简单介绍。 一、机座和端盖 汽轮发电机的机座和端盖既是机械上的主要支撑，又是风路系统的主要组成部分，其构件也是整个发电机所有部件中尺寸最大的，机座要通过端盖支承转子质量。氢冷发电机的机座既要能承受氢气爆炸时的压力，又要能满足强度和振动的要求。因此，带有弹簧板支撑的铁芯和定子绕组的定子机座是发电机中最重的部件。在运行期间，由于机座受到力和力矩的作用，因此要求机座具有足够的刚度。此外，由于发电机采用氢气冷却，所以要求机座抗压，其内部抗压水平应达到约10kPa。 发电机本体 机座是由钢板焊接而成，机壳和铁芯背部空间是发电机通风系统的一部分，它的结构和气流方向是按通风系统要求设计的。氢冷发电机的氢气冷却器直放或卧放在机座内。整个机座既要满足防爆和密封的要求，还要满足振动的要求。机座的固有振动频率随基础支承刚度的不同而变化。对机座进行设计时，要减少垂直方向的振动、定子铁芯双频振动引起的共振和突然短路时扭矩的影响。按其振动频率，机座可分为刚性机座和柔性机座两种，前者的第一阶固有频率高于运行频率，后者则相反。 玉环电厂定子机座与定子铁芯制造并行进行。在嵌线之前，铁芯通过弹簧板装到定子机座上。定子外机座为气密、耐压的焊接构件，放置定子铁芯、定子绕组和氢冷却器，氢冷却器垂直布置于汽端的冷