空冷200MW汽輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點

　　關(guān)鍵詞:發(fā)電機(jī)；空冷；通風(fēng)；定子；轉(zhuǎn)子；型式試驗 

　　引言 

　　空冷汽輪發(fā)電機(jī)以冷卻系統(tǒng)簡單，啟動、運(yùn)行、維護(hù)方便等優(yōu)勢，受到業(yè)主普遍歡迎。伴隨著國內(nèi)空冷技術(shù)的不斷進(jìn)步，單機(jī)容量日益增大�？绽�200MW汽輪發(fā)電機(jī)整體設(shè)計緊湊。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。 

　　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) 

　　（一）概述 

　　發(fā)電機(jī)運(yùn)行時空氣作為冷卻介質(zhì)，通風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)扇和空氣冷卻器，而且兩者是相互獨立的，密閉的。定子繞組為直接空冷。發(fā)電機(jī)汽勵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)子兩端穿過端蓋。 

　　空冷200MW汽輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)圖 

　�。ǘ�）定子機(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，在設(shè)計上避開基頻和倍頻。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)，兩端鐵心通過壓板壓緊從而形成堅固的柱形整體，齒部通過壓指壓緊，端部鐵芯內(nèi)徑設(shè)計成階梯狀，壓板外用銅屏蔽覆蓋，以減少渦流損耗 

　　（三）定子繞組（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，并通過繞組端部并聯(lián)環(huán)按相序連接成型。定子線棒經(jīng)過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，由分布在槽內(nèi)磁通勢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。 

　　電阻測溫用元件常為鉑質(zhì)，在零攝氏度時電阻值為100歐姆。測溫原理就是根據(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，來監(jiān)測該點的溫度變化情況。其它的鉑電阻用來監(jiān)測冷卻器進(jìn)出風(fēng)溫。在定子鐵心處放置一些熱電偶測量鐵芯溫度。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對長期停運(yùn)的機(jī)組進(jìn)行加熱。六個定子出線從機(jī)座底部的絕緣板引出。 

　　（四）冷卻器 

　　4個冷卻器安裝在基礎(chǔ)下，而這部分基礎(chǔ)也是機(jī)組通風(fēng)系統(tǒng)的一部分，通過冷卻水對在機(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�風(fēng)系統(tǒng) 

　　定子鐵心內(nèi)部輻板構(gòu)成風(fēng)區(qū)，冷空氣通過風(fēng)區(qū)對鐵心內(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在某點發(fā)生過熱溫度。熱空氣由風(fēng)區(qū)流入冷卻器。 

　�。�六）轉(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)軸直接接觸會產(chǎn)生由于不平衡負(fù)載或瞬時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)潤滑油系統(tǒng)控制，軸瓦滑動表面正下方裝熱電偶用以監(jiān)測瓦溫。勵端烏金瓦內(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)行測量。

高碳鋼質(zhì)集電環(huán)正負(fù)兩極安裝時熱套在轉(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)子繞組的勵磁電流，采用板式刷握，每個刷握最多配備4個電刷，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滑的特性。每個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)過濾裝置，再通過風(fēng)扇流通對電刷和集電環(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 

　　 

　　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，吸收大量的國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)。在經(jīng)過大量的科學(xué)計算和科研試驗基礎(chǔ)上，及經(jīng)過認(rèn)真選擇合理的電磁方案，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上有許多的技術(shù)創(chuàng)新，使該產(chǎn)品的引進(jìn)開發(fā)獲得十分成功。經(jīng)過全面性能試驗，各項技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到并優(yōu)于國家標(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)于國家標(biāo)準(zhǔn)。因其在安裝、啟停、運(yùn)行和維護(hù)方面簡單易行，必將會有更廣闊的市場前景。