汽轮发电机技术的新进展秦海宁

汽轮发电机技术的新进展秦海宁

(海盐秦山淮电检修有限责任公司浙江省嘉兴市314300)

摘要:文章将以600兆瓦的发电机为例,简要分析其相关性能的参数,从而发电机组运行的安全性提供一定保证,与此同时也为其进一步优化与改进奠定重要的基础。将这一等级的汽轮发电机实现优化与性能改进,能够发展成多容量、系列化新一代产品为生产带去更大的动力。

关键词:汽轮发电机;技术;进展

引言:对于电力生产设备而言,其中尤为重要的组成部分就是汽轮发电机组,因为汽轮发动机的结构相对复杂,并且其运行环境也很特殊大大提高了汽轮发电机发生故障的概率,并且故障所带来的危害性十分巨大。所以,实现汽轮发电机技术的全新突破尤为重要,接下来将简要分析600兆瓦等级汽轮发电机的相关技术进展。

一、简析汽轮发电机

所谓的汽轮发电机。简要概括就是借助汽轮机作为其主要驱动力的发电机。会在锅炉中产生大量的蒸汽再进到其内部做功,进而使汽轮发电机内部的叶片不断转动这样能让其发电,在其做功后所产生的废气可流经凝汽器到循环与凝结水泵中,也能送入给水加热等诸多装置后送回锅炉进行再次应用。也可以说是把机械能转换为电力的电机。一般情况下借助汽轮机、内燃机以及水轮机实现驱动。对于发电机而言,主要分为直流式与交流式这两大类发电机,而交流式发电机又可以划分为同步或异步式。在现阶段的电厂中十分常见并常用的是同步式的。其借助直流电的励磁作用,可以提供无功或是有功功率,能够尽可能满足多种多样的负载需求。而异步发电机却没有自己的励磁绕组,虽然异步发电机具有十分简单的结构与操作流程,可却无法给负载提供一定的无功功率。所以,在启动异步发电机时一定要把它和其他同步发电机实现并联,或者并联接入一定数量的电容器。关于直流发电机,其具有自己的换向器,不仅价格高昂而且结构也相对复杂,在一定程度上很容易产生故障,在维修方面也是困难重重而且其工作效率也远低于交流发电机。所从上世纪中叶开始以后,传统的直流发电机,慢慢被交流电源借助对功率半导体进行整流所得到的直流电而代替。关于汽轮发电机,另外一种解释是汽轮发电机是和汽轮机相匹配的发电机。其实际转速一般情况是每分钟3600转左右,其频率处在50—60赫兹之间[1]。针对高速汽轮发电机来讲,其可以有效降低由于离心力而造成的机械应力并且削弱磨耗,并且发电机转子的直径相对较小可以其长度却很长。当汽轮发电机发展到世纪70年代之后,它的最大容量能够达到150万千瓦左右。在通常情况下,汽轮发电机主要由定子、轴承等相关部件构成的。借助轴承和端盖可以把定子与转子进行一定的连接与组装,能够使得转子于定子发出旋转动作进而对磁力线进行切割,这样就可以产生一定的感应电势,再借助接线端子把其引出并连接在回路中,就此产生电流。

二、600兆瓦发电机新技术分析

第一,定子线板棒与铁心端位置的屏蔽结构。关于这一汽轮发电机的定子线棒,其主要使用实心与实心导线相结合以此能有效降低电气的损耗程度。定子线棒针对地绝缘所使用的是F等级环氧粉云母带。要想削弱定子绕组所具有的电晕电位,那么应在线棒的槽内以及槽口位置均做好有效的防晕工作。因为定子线棒经过一次模压,所以不仅具备了出色的绝缘强度而且也具有一定的机械强度与防晕性能。该发电机的定子铁芯两端具备采用硅钢板进行冲制而成的扇形片,将其叠装成为内圆表面具有多阶梯齿轮状的屏蔽层对电磁进行屏蔽,而且能够十分有效地把定子端位置的漏磁进行分流,进而降低端部的发热程度,也可以提高汽轮发电机的实际运行能力。

第二,发电机定子绕组端位置“刚—柔”固定结构。发电机定子的绕组端位置主要使用的是尺寸较大的玻璃钢锥环、能够进行调节的绑扎环以及鼻端径向的撑紧环借助这些形成固定结构,在使用一定数量没有磁性的弹簧板连接定子铁心的端部,这样定子绕组的整个端部就会呈现沿径向与切向十分牢固、顺轴向能够自由伸缩的“刚—柔”结构[2]。

第三,转子线圈以及隐风斗技术。对于发电机转子线圈而言,其是通过强度较高的精拉含银铜排而制作成的,拥有良好的抗应力以及腐蚀能力,很适合对发电机调峰进行运行。这一发电子的转子线圈具有八瓣,每一瓣都是单独加工制作的所以具备科学的尺寸与形状。每一个瓣间、每一线圈间都使用中频感应焊进行衔接。通过对通风系统所进行的优化试验,这一等级汽轮发电机中的转子已经具备“全隐式风斗”这一项全新技术。除此之外,关于转子的阻尼系统,在每级的大齿上都具有两个阻尼槽,将阻尼铜条安置于槽内,而且并使用不具备磁性的钢阻尼槽楔,进而让感应电流可以通过每极大齿上的横向槽,防止其在横向槽的周边出现过热点。

第四,汽轮发电机的轴承和机油密封设备。该发电机所使用的轴承为可倾式,在轴承的下半部分有两块可倾瓦块。其机油密封形式为双流环式,并且发电机的密封瓦也是由双环组成的,从空侧进入的机油能让这两个环逐渐胀开,让密封瓦两边和密封瓦座的侧面能够紧紧依靠,这样可以降低因和瓦座之间存在过大间隙而造成密封油的部分损失。

第五,定位发电机的轴向与横向。要是其在运行状态下各个部位温度都发生了相应的变化,而且受到巨大的径向与切向力影响时,确保发电机组可以定位好纵向与横向的中心,应该在发电机的定子两边轴心线座板上安装纵向定位开关,而且把横向定位开关设在端盖回油箱底板的中轴线上。

第六,无刷旋转励磁。其主要特点是可以设计较大的转子电流,例如以往所制造的发电机,可以将转子电流达到4100安培以上,可在设计静止励磁的集电环时,则希望所设计较小的转子电流,这样能够相对轻松的处理集电环过热的问题。

结束语:文章所介绍的发电机,能够配合亚临界或是超临界的汽轮机,换言之就是可以适用于很多类型火电站的实际需求,无论是其性能参数还是基本结构设计都获得使用者的一致认可。文章相信在未来汽轮发电机技术进一步发展的过程中,会进一步提高其工作效率更好的应用于相关领域。

参考文献:

[1]魏娜.汽轮发电机技术的新进展[J].机电信息,2010(12):91.

[2]梁艳萍,黄浩,李林合,马贤好.大型空冷汽轮发电机端部磁场数值计算[J].中国电机工程学报,2007(03):73-77.

[3]宋强义.汽轮发电机安装调试技术要点分析[J].科技创新与应用,2019(06):137-138.

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