600MW级发电机现场技术交底(2008-12).ppt

上海电气电站集团 600MW和660MW汽轮发电机技术介绍,2008年12月,介绍内容,技术来源与业绩 基本技术数据及产品特点 发电机结构 发电机的运行 发电机的维护和检修,一. 技术来源与业绩,技术来源与业绩,600MW级汽轮发电机技术来源,1981年 引进美国西屋公司600MW级发电机的设计制造技术；1987年 与西屋联合开发QFSN600～660MW等级水氢冷发电机 ； 通过西屋公司专家的初步设计审查 通过原电力、机械部组织的设计审查,技术来源与业绩,600MW级汽轮发电机业绩,-1998年 第一台配亚临界机组600MW发电机制造完成，通过工厂型式试验（吴泾电厂亚临界项目）； -2000年 第一台配亚临界机组600MW发电机成功投运（吴泾电厂亚临界项目）； -2004年 第一台配超临界机组600MW发电机制造完成,通过工厂试验（镇江电厂超临界项目）； -2004年 第一台配超临界机组660MW发电机制造完成， 通过工厂试验（山东黄岛电厂项目）；,技术来源与业绩,600MW级发电机业绩（续）,-2005年 第一台配超临界机组600MW发电机成功投运； （镇江电厂超临界项目）；截止2008年11月，我公司生产的QFSN-600-2型发电机已有85台投入运行，15台正在进行现场安装，10台左右正在厂内制造，其中出国合同有印度HISAR，土耳其EREN等电厂，共获得121台订单；另QFSN-660-2型发电机目前也已投运8台，11台在造，共获得42台订单。

技术来源与业绩,,二. 基本技术数据及产品特点,技术数据及产品特点,额定容量 667/734 MVA 额定功率 600/660 MW 额定氢压 0.4/0.5 MPa 额定电压 20kV 频 率 50Hz 功率因素 0.9（滞后） 相 数 3 接 法 YY 冷却方式 水氢氢 短 路 比 0.54/0.5 励磁电流 4145/4493A 励磁电压 407/441V 额定转速 3000r/min 效 率 98.94%/98.94% （无刷） 99.0%/98.97% （静态） 氢压0.4MPa时日漏氢量 不大于10m3 氢压0.5MPa时日漏氢量 不大于12m3 振动（双幅）：轴承座 不大于0.025mm 轴 振 不大于0.076mm,基本数据,技术数据及产品特点,瞬变电抗X’d（饱和值） 26.5%/29.1% 瞬变电抗X’du（非饱和值） 30.1%/33.1% 超瞬变电抗X’’d（饱和值） 20.5%/22.6% 超瞬变电抗X’’du（非饱和值） 22.3%/24.5% 发电机绝缘等级 F级(B) 噪声（额定功率） ≤85dB(A) 转子重 66 t 定子重（整体机座） 345 t （分段机座） 260 t,基本数据,技术数据及产品特点,技术数据及产品特点,技术数据及产品特点,发电机各部分温度及限值,技术数据及产品特点,发电机转子临界转速,技术数据及产品特点,厂内小轴系平衡振动数据—均小于40um,技术数据及产品特点,调峰能力 满足启停次数不少于1万次 定子端部采用刚－柔固定结构 转子绕组采用滑移结构等进相运行能力 发电机能在超前0.95功率因数下保持额定负荷长期连续运行,技术数据及产品特点,转子负序能力I22t: 10s I2 / IN: 10% GD305计算涡流场和温度场 大齿上设阻尼槽 采用耐高温的铍铜槽楔,技术数据及产品特点,发电机通风冷却系统,发电机采用水氢氢冷却方式 定子绕组为水内冷 转子绕组为氢内冷 定子铁心及结构件氢冷,技术数据及产品特点,技术数据及产品特点,转子绕组气隙取气示意图,技术数据及产品特点,发电机通风示意,技术数据及产品特点,,三. 发电机结构,发电机结构,发电机结构,发电机结构,定子定子机座 端盖、轴承、油密封 定子铁心 定子线圈 定子出线和出线盒 氢气冷却器 定子水路,发电机结构,定子机座 定子机座由优质钢板装焊而成，具有足够的强度、刚度和气密性。

分整体机座和分段式机座两种设计发电机结构,机座与定子铁心间采用隔振结构，以最大限度地隔离定子铁心的倍频振动，使其对基础的影响降到最小发电机结构,端盖、轴承、油密封发电机端盖为钢板焊接结构，轴承装设在端盖中，由于轴承中心线距机座端面较近，使端盖在支承重量和承受机内氢压时变形最小，以保证可靠的气密性 发电机的轴承为二块可倾瓦轴承，具有良好的运行稳定性 发电机的油密封采用先进的双流双环式油密封结构，该结构能减少密封瓦对轴的扰动，且具有优异的密封性能 轴承、油密封均设有可靠的，能在运行中连续监测的对地绝缘，以防止轴电流对轴瓦和密封瓦的破坏发电机结构,轴承为端盖式轴承——结构紧凑,发电机结构,轴瓦为可倾瓦——不失稳,发电机结构,采用双环双流式油密封——漏氢量小,发电机结构,发电机结构,发电机结构,定子铁芯,采用高导磁率、低消耗的冷轧无取向硅钢片通过定位筋穿心螺杆和压指及分块压板紧固成整体,发电机结构,端部磁屏蔽和分块压板结构,端部的磁屏蔽结构，附加损耗少、温度低,发电机结构,定子绕组,60相带三相双层绕组，2支路并联Y连接空心和实心股线540°编织加空换位槽内固定采用高强度槽楔、楔下波纹板上下线棒不等截面 采用SIEMENS-WESTINGHOUSE公司成熟的刚-柔固定结构,发电机结构,发电机结构,定子绕组,定子额定电流 I=19245A 一空二实为一组上层 下层四排五组 四排四组 电流密度 8.5A/mm2 10.6A/mm2 出水温升 21K 20.7K,发电机结构,发电机结构,定子绕组槽内布置,,发电机结构,渐开线鼻端不等距,定子绕组端部RIGI-FLEX结构,发电机结构,,工程试验时的定子端部绕组振动测量结果： 1.05倍空载电压时定子端部绕组最大点振幅为18μm， 1.0倍定子电流短路时定子端部绕组最大点振幅为36μm， 1.1倍定子电流短路时定子端部绕组最大点振幅为44μm（皆为峰-峰值），远小于标准100μm。

定子端部绕组模态试验椭圆型振型的频率： 汽端为68.6Hz，励端为64.9 Hz，皆远离倍频频率 定子绕组端部固定的大锥环，直接伸至定子线棒出槽口处，能够承受突然短路、错相合闸、过电流等冲击发电机结构,氢气冷却器 发电机的氢气冷却器卧放在机座顶部的氢气冷却器外罩内在汽、励两端的氢气冷却器外罩内各有一台氢气冷却器，每台分成二个独立的水支路 氢冷器设置在发电机顶部——轴向长度短,发电机结构,定子出线和出线盒定子出线盒由反磁钢板装焊构成，具有良好的强度、刚度和气密性能 定子出线套管为6个，每个套管的外面吊装4个电流互感器出线套管和中性点母板均为水内冷发电机结构,,定子主出线示意图,发电机结构,出线盒和主出线结构示意图,发电机结构,,定子水路定子上、下层线棒水路独立，42个线槽共84个并联线棒水支路，在定子机座的励端和汽端分别装设进水和出水汇流管，在出线盒装设有小汇流管，通过绝缘引水管构成定子线圈、主出线、出线套管及中性点母线板的进出水通路发电机结构,转子转轴 转子线圈 转子槽楔、护环、中心环、风扇环、联轴器、风扇叶片,发电机结构,转轴（25Ｃr2Ni4MOV） 转轴由合金钢整体锻件加工而成。

转轴大齿表面上加工了平衡转轴刚度的横向槽，在大齿上加工了阻尼槽，以提高发电机的负序能力发电机结构,转 轴,发电机结构,转子FEA有限元分析设计,设计满足10,000次起停机集中应力分析裂纹增长分析,发电机结构,,转子线圈转子线圈由冷拉无氧银铜排加工而成，每一磁极有8组转子线圈，每匝线圈由上下二根无氧银铜排组成线圈槽内部分采用气隙取气斜流通风方式，沿宽度方向的二排径向斜流风孔用铣刀加工而成直线部分共分5个进风区和6个出风区铜排与护环和楔下垫条间均设有低摩擦系数的聚四氟乙烯材料滑移层，以适应二班制和调峰运行工况发电机结构,发电机结构,发电机结构,发电机结构,发电机结构,轴向引线连接端面,发电机结构,转子槽楔、护环、中心环、风扇环 联轴器、风扇叶片,1万次要求设计，具有足够的可靠性和调峰运行能力槽楔由铝合金和铍铜合金组成槽楔进出风道护环材料18Cr18Mn合金钢整体锻件铝叶片并加前置导叶,发电机结构,槽楔进出风斗改进结构,发电机结构,转子槽楔－进出风斗结构,发电机结构,集电环装置 集电环装置，其主要功能是将静止励磁电流提供给旋转的发电机转子绕组励磁电流的一种装置 它的主要结构有：集电环转轴、刷握及刷架、集电环风扇及通风系统、电刷。

发电机结构,发电机结构,发电机结构,发电机结构,每个刷握带6个碳刷，可更换发电机结构,发电机的监测系统,温度测量 振动测量 对地绝缘电阻测量 漏水测量 氢气湿度测量 机内无线电频率监测 发电机局部过热监测等,发电机结构,四.发电机运行要求,启动前检查项目及要求氢油水系统正常投运认确轴承、密封油、氢和水系统安装正确认确轴承、密封油、氢和水系统运行正常认确发电机内氢压、水压和油压正常,发电机运行要求,,为避免定子并联环（连接线）发生气堵事故，尤其要注意发电机出线盒外部的回水管必须按以下要求安装到位： 出线盒外部的回水管为Φ48×3.5（DN40）； 管道转角处采用弯头过渡，弯头的半径不小于1.5倍通径； 此管道要求从“X”接口处一直连到“Z”接口引出管道上，此段管道长度应小于5 m发电机运行要求,发电机运行要求,,,检查发电机各处的温度、氢质、油质和水质检查发电机的温度、氢纯度、氢气和油的含水量、油的杂质、定子线圈冷却水进水温度以及水电导率等，并注意冷却水系统的充水期间排气是否彻底发电机运行要求,,注意：注水时，必须对水装置的管路、设备和所有测量点进行排气打开定子线圈顶部的排气阀，对整个水系统回路进行排气。

通过反复开启排气阀，使水系统完全放气 氢气冷却器的出风温度应均衡冷氢温差在任何负荷下不得超过2K 氢气纯度一般不低于95%，做性能及效率试验时应维持在98％，到90%时报警氢气湿度不得高于-35 ℃露点,发电机运行要求,,启动前必须投入空侧回油箱上的排烟风机、防止氢气带入主油箱以确保安全 第一次启动及每次启动带负荷前，应监视定子绕组的温度 密封冷油温度一般应维持在40～49 ℃之间空侧与氢侧进油温差不大于2.2K 密封油、轴承油的含水量不得大于0.05 ％，否则应处理油质发电机运行要求,,检查氢气冷却器 检查密封油冷却器及定子绕组内冷水的冷却器和油、水加热器,发电机运行要求,,启动及运行时对氢油水系统等各种工况的要求润滑油系统,发电机运行要求,,密封油系统,发电机运行要求,,氢气系统,发电机运行要求,,氢气系统,发电机运行要求,,氢气冷却器的冷却水,发电机运行要求,,定子线圈的冷却水及线棒温度,发电机运行要求,,定子线圈的冷却水（流量、水质、水压等）,发电机运行要求,,发电机运行要求,转子线圈及铁心的温度、轴振等,,轴承座对地的绝缘 预期绝缘电阻大于1 MΩ，小于0.5 MΩ会导致轴电流通过而损坏轴承，建议安排停机处理。

相序的校核,发电机运行要求,,起动时对测温元件的监测与定子测温有关的水路结构： 定子上层线棒冷却水支路 定子下层线棒冷却水支路 定子绕组连接线及主出线(瓷套管内导电杆)的串联式独立水支路,发电机运行要求,,2.运行时监测和注意事项 调试及正式试运行 准备启动 确保之前的检查项目均正常正常工况应调节有关参数维持氢压大于水压，水温高于氢温，密封瓦进油处氢气侧油压微大于空气侧油压以防止氢纯度下降；同时确保继电保护动作正常 启动 做一次冷态精密动平衡，争取发电机和励磁机的轴振水平低于出厂时的试验值发电机运行要求,,注意事项： 上层或下层线棒之间的温度差或各出水支路上冷却水之间的温度差应不超过“运行工况参数表”中数值 严格控制发电机同期并网的情况，发电机电压相位及相角差必须与电网同步时才能同期并网 定子线圈冷却水的电导率不合格或冷却水流量不足，不得投励磁升电压或并网 要严密监测机内有无漏水，漏油和漏氢等缺陷 用每个冷却器出水回路上的调节阀控制水量，各冷却器出风处冷氢温度差要控制在2K之内 轴振限值是指双幅相对位移值，运行时机组的轴振跳闸值是统一整定在250μm，以确保机组安全。