登封电厂55MW双水内冷汽轮发电机技术特点,安装及运行

登封电厂55MW双水内冷汽轮发电机技术特点,安装及运行 登封电厂55MW双水内冷汽轮发电机技术 特点,安装及运行 PowTE矗GV喘馨{ 登封电厂55MW双水内冷汽轮发电机 技术特点,安装及运行 哈尔滨电机有限责任套司蹙堑.rHfIt.b .哈尔滨电站工程有限公司李日新 —— 摘要介绍了啥尔滨电机有限责任t为河南登封电广制造的55MW取水内睁汽轮 发电机的主要技术特点结 构安装盈运行? , 关键词拄术特点结构,一安装一运行双水内冷汽轮发电机 —— ,————一 安装于河南登封电厂QFs一55—2型7 机是哈尔滨电机有限责任公司改型的双水内冷 汽轮发电机.它适应了我国9O年代电力事业发 展的需要,满足了国内用户的特殊要求.由于近 几年国民经济的调整和其它有关条件的限制, 电厂安装大容量机组资金不能按期到位,丽小 型机组由地方集资为国家解决了资金周转难的 『u] 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 为河南登封电厂提供的两台55MW双水 内冷汽轮发电机,无论从 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ,制造和运行都深 得用户的满意. I基本规格,主要参数及技术性能指标 1.1基本规格 型号QFS一55—5额定容量68.75MVA 额定出力55MW额定电压10500V 额定电流3780A功率固数0.8 额定频率50Hz额定转速3O00r/min 相数3绕组接法2Y 励磁电压172.4V盛磁电流1685.4A 1.2主要参数殛技术性能指标 同步电抗197.25 瞬变电抗24.89 趋瞬变电抗17.38 负序电抗21.2 收稿日期l1996一c3?29 零序电机7.701 定子绕组开路时转子 绕组时间常数5.15S 定子绕组三相短路时 电流瞬变分量时间常数0.6499S 定子绕组三相,二相或单相短路时 电流超瞬变分量时闻常数0.08124S 发电机承受不平衡负荷能力 稳态:?8 暂态?8s 发电机效率98.09 短路比?0.5 静过载能力1.846 绝缘等级:定子绕组F级 转子绕组F级 定子铁芯F级 2发电机结构简介 发电机定子机座为整体结构,通过大端盖, 小端盖,下端罩及基础风室,气封环组成密闭式 结构.机内为空气冷却,热空气通过机外4组冷 却器冷却后经过基础风室和小端盖之间入口由 转子两端桨式风扇驱动循环.铁芯与机座采用 非隔振结构.铁芯由0.5ram高导磁,低损耗 Dw一31O一50硅钢片沿圆周分布14片错缝平 迭丽成,其轴向分成48段,每段铁芯间的径向 期月 50第l 卷年 26 1i9第 够 ,/, 第5期佟瑞新等:登封电厂55MW双水内冷汽轮发电机技术特点,安装及运行31 通风道宽为8mm,通过21根定位筋及无磁性 压圈将铁芯轴向压紧.定子共42个嵌线槽,定 子线棒由空心和实心导线组合而成,槽部360" 罗贝尔换位.定子绕组端部由压板,支架及支撑 环绑扎固定形成牢固的整体. 转子为24个嵌线槽,线圈在每槽内为两 排,每排5匝.线圈由空心导线组成.转子绕组 端部由高强度无磁性钢护环支撑,护环的一端 热套在转子率庠端部,另一端与中心环热套配 合.为防止护环相对移动,在护环与中心环热套 配合处装有环键,而中心环与轴热套配合并用 环键固定,转子励端两集电环通过钢套筒,绝缘 筒热套于轴上,集电环通过磁极引线与转子绕 组相连接,两集电环问装有离心式风扇.转子水 系统的水源由励端的进水哲封通过进水小轴和 转子中心孔流入转子水箱(转子水箱热套于轴 上,I线槽,流水槽与水箱接合处热套有小护 环),然后由6个进水绝缘I水管分别引入N,S 极下转子线圈.冷却后的水由转子线圈汽端出 口通过7个出水绝缘I水管进入转子水箱,由 水箱外圆周上7一M16孔汇集到回水支座,然 后通过机外水系统进行再循环. 本型发电机采用座式轴承,椭圆瓦.隔音刷 架与集电环有独立的通风系统,刷架底架装有 冷却器.励磁系统采用静止电压源晶闸管励磁. 发电机检测系统在铁芯齿部,轭部,定子线 疆,冷热风区,轴瓦,轴承回油,进出水管都装有 溯温元件.发电机汽,励端下端罩安装8块检漏 受讯板,用于检测发电机漏水.轴承座上装有测 座振传感器. 3技术特点 3155MW双水内冷汽轮发电机设计是由我 公司援朝50MW双水内冷机组派生而来的.我 公司共为朝鲜制造了10台双水内冷机组 (50MW,6台,60MW,4台),除朝鲜1200号电 厂3,4机运行中误操作而造成的事故外,其 它机组运行一直很好.为保证55Mw机组运行 安全可靠及性能稳定,设计中我们把可靠性放 在首位.援朝50MW机组额定转速3600r/ min,频率为60Hz,电压6300V,电流5728A, 国内55MW机组用户要求额定转速3000r/ mln,频率50Hz,电压10500V,电流3780A. 为了使电机在尺寸及结构上改动范围缩小,工 模具基本不变,降低制造成本,维持磁负荷不 变.提高定转子电流密度,便定转子线负荷增 加.援朝50MW机组定子线负荷833A/era转 子线负荷1916A/cm,励磁电流1428A,励磁 电压146V,55Mw机组定子线负荷1098.5A/ cm,转子线负荷2211.4A/cm,励磁电流1 647.5A,励磁电压172.4V.虽然转速由3 600r/min降至3000r/min,风量随转速降低有 所降低和电流密度的提高对温升略有影响.但 由于机组的冷却方式为定转绕组水内冷,其它 部件空内冷冷却效果较好,且原50MW机组 设计中冷却裕度较大.现将温升值列 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1. 表I 由表1说明,50MW发电机定转子绕组进 水温度为35?,进风温度为4O?时;铁芯温度 为74?小于极限温度120?,定子绕组温度为 46.1?小于极限温度85?,转子绕组温度为 52.9?小于极限温度85?.55M发电机定转子 绕组进水温度为20,45?,进风温度为40? 时;铁芯温度为74?小于极限温度120?,定子 绕组温度为38.9,63.9?小于极限温度85?, 转子绕组温度为50~75?小于极限温度85?. 虽然55MW发电机转子绕组最高温度为75?, 但仍有很大裕度,完全可以满足机组正常运行. 从机组的可靠性方面,我们采取设计短路 比大于0.5,瞬变电抗x小于03,.超瞬变电 抗由原来的0.t3提高到0.17,以此提高电 机运行动态稳定性,限制突然短路的电流和电 动力.转轴材料采用高强度合金钢 26Cr2Ni4MoV整体锻件,提高机械强度.转轴 阶梯过渡段直径较小部位加大拐角R尺寸,减 32电站系统工程1996年第12卷 小应力集中.定转子线圈采用含银铜排j夸拉成 型,提高线圈的抗蠕变能力.转子两集电环间装 有离心式风扇,以加强集电环部位的通风玲却. 原50Mw机为三油楔轴承,签于三油楔轴承其 缺点稳定性裕度偏低,失稳转速低(失稳转速大 于额定转速的1.25倍),轴承相对间隙比小,轴 承比压低,易产生油膜振荡,而且国内机组韶美 电厂200MW机(三油撰轴承)1985年出现过油 膜振荡,通辽电厂200MW机(三油楔轴承) 1985年也出现过油膜振荡.我们在新设计中采 用了椭圆轴承.提高了轴承运行的稳定性. 3.2我公司原50MW机大端盖,小端盖,下端 罩都是铝台金铸件缺陷大,沙眼多,废品率高, 不隔音,不防震,且防腐,防锈和电绝缘性能差. 由其大端盖与定子绕组端部距离较近,易产生 定子绕组鼻端对地放电现象.国内55MW机组 设计中我们采用了玻璃钢新技术,大端盖,小端 盖,下端罩及定子绕组端部绑环都为高强度玻 璃钢材料.该材料是由各许不饱和树脂胶玻璃 丝,固化剂,催化剂,颜料糊构成.经过合理配 方,绝缘性能,产品刚度和强度试验.工艺上采 用产品双面脱模,高温固化. 玻璃钢技术的采用.使电机结构布置更趋 于合理化.玻璃钢产品表面光滑,风摩损耗小. 重量轻,易安装,防震,防腐,隔噪音,电气绝缘 性能好材料属于阻燃自息性,具有良好的防火 效果,彻底根除了端盖与机座配合面之间的电 腐蚀和定子绕组鼻端对地放电现象,对提高电 机运行可靠性有很大的益处. 3.355Mw发电机设计,励磁采用静止电压源 晶闸管励磁方式(机端面励磁)取代了50Mw 机直流励磁机组.其优点为机组轴系短,机械稳 定性好,振动小,制造成本低. 4安装 4.1安装前捡童与试验 55MW发电机安装在厂房的10m平台上. 发电机总重84t,定子重50t,转于重21t.定子机 2945×2760mm.转子总长8 座安装尺寸2930× 355mm,轴承跨距5990mm,机组中心高 800mm. 检查了所有部件,定子进出水绝缘引水管, 定子绕组端部均无机械损伤,定子绕组不通水 情况下测其对地及相问的绝缘电阻值大于 6MQ,定转子进出水管与外部管道联接其绝缘 电阻大于1MQ,转子绝缘电阻值大于2k0.定 转子水路耐压试验;定子绕组水压0.7MPa,时 间8h,转子绕组水压4MPa,时间8h.定子绕组 通水状态下,耐压试验16500V历时lmin(出 广耐压试验75). '.2发电机安装及问题处理 安装隔音刷架座板时,发现基础螺柱与基 础安装孔不符.汽轮发电机基础螺栓安装方式 一 种为穿透式(即基础为通孔,螺栓为双头螺杆 两面把合).另一种为埋入式(即基础为育孔,孔 中予先埋入金属把台件).经查询技术资料和现 场分析,设计院提供的基础设计资料有误.螺栓 把合既不是穿透式也不符合埋入式.同时现场 实测基础螺拴孔泽仅为200mm左右.如接此安 装对机组运行振动影响很大.为此采取将孔深 钻至400,600,将原M36×2320mm基础螺栓 按实际把台长度配加工,其中未有螺纹的一端 与基础孔中的钢筋牢牢焊在一起,有螺纹的另 一 端通过座板与基础把台一体. 发电机转子94年10月6日运到电厂,外 观检查后进行安装前水压试验4MPa,8h(出厂 水压试验75).94年10月7日晚现场擅工人 员将转子水压试验工具安装好进行水压试验. 当水压升至3.6MPa时,发现励端转子水箱出 水口处漏水,经仔细检查分析是试验工具丝堵 由于操作不当螺纹脱扣导致漏水.重新加工试 验丝堵打水压4MPa,8h.无渗水,漏水和破压 现象. 94年10月3日试装发电机3,3瓦.发现 3上瓦套有严重夹邦现象.当上瓦套两邦与轴 瓦靠紧后,上瓦套顶部弧长310mm处瓦套与轴 瓦间隙为0.O9,01mm,台缝面间隙0.01,0. 02ram.分析认为瓦套材质为ZG30铸钢.由于 第5期佟瑞新等:登封电厂55MW双水内冷汽轮发电机技术特点,安装及运行33 制造周期短,焊后未逯火消除应力及加工中应 力未完全释放即发运电厂,从而造成瓦套夹邦. 由于汽轮发电机转子长,柔度太,瓦套与轴瓦的 安装间隙一般为0.03,0.08ram.机组正常运 行时,轴瓦受热略有膨胀及瓦随着发电机转子 柔度的变化间隙基本消除.为此对上瓦套进行 手工研配.最后研配松量达到0,03,O.05mm, 满足机组运行要求. 发电机定子就位后.主要安装工作就是插 转子,找磁中心.考虑转子满负荷热状态下轴向 膨胀,经过轴系热膨胀计算,冷态安装时定转子 磁中b线位置相差3ram.插转子用假轴法,电 厂需两个吊车进行插转子.因厂房初建,现仅有 一 个50t重的吊车.首先通过钢索吊在转子本 体上(励端轴承装配于先装好于转子上).慢慢 将转子插入定子.当钢索几乎接近定子励端绕 组端部时,转子接长轴恰好伸出定子汽端绕组 个活动吊索通过励端轴承座,机座两侧吊攀固 定.在励端转子本体靠近护珂用一个千斤顶 支在本体上.千斤顶与基础之间放一块平钢板. 钢板下放5个圆钢棒代替滚动轴承.吊车缓缓 吊起转子气端,人工拉紧励端活动吊索将转子 逐渐插入到位.调整好定转子磁中心.在发电机 汽端和励端每隔9O的四点上.测量定转子气 隙,平均之差不超过0.5mm.发电机与汽轮机 联接后,联轴器端面和圆周其中心偏差分剐小 于0.02mm.轴径和轴瓦的间隙为0.3250. 425mm,上部油挡间隙为0.2,O.3ram,下部油 挡间隙为0.05,0.1mm.两侧间隙为0.15,0. 25ram.转子风叶与导风环径向单边间隙2,2. 5mm转子进水密封装置安装前测进水小轴与 转轴的同心度偏差小于0.03ram,跳动小于0. 05mm.进水小轴与进水密封的间隙偏差小于 0.05mm.出水支座安装,上下座之间用橡皮垫 密封,密封盖与转轴上部间隙为0.1,0. 15mm.下部间隙为0.05mm,两倒间隙各为0. Imm.发电机冷却器安装在机外(即发电机基础 下). 5运行 5.1数据殛启动要求 表2设计数据 定转子绕组进承温度 定转子绕组出水温度 定子铁芯温度 冷却器进水温度 冷却后的气体温度 轴瓦温度 轴承目油温度 定转子绕组进水压力 定子绕组水流量 转子绕组水藏量 轴承进油压力 轴承座振动值(两倍振幅) 转子一阶临界转速 转子二阶临界转速 发电机启动前进行各部位的机械安装检 查.同时检查水路和油路系统.启动过程中注意 各部分工作情况,有无机械摩擦,转子进出水密 封是否正常,有无过热及渗水现象.检查集电环 与碳刷接触有无火花,跳动及过热现象.检查转 子的轴向窜动,轴承的振动及出油温度等.并随 时监视定子端部情况.发电机转子投入励磁,逐 渐升高电压至额定值.在额定空载电压维持一 定时间.待各部分工作正常后,即可并阿.发电 机在运行中,遇到系统故障或其它事故.允许按 特殊方式运行:即定子绕组和转子绕组冷却水 断水时间允许为20S.备用水泵能在该时间内 自动切换投入运行;发电机允许在三相不平衡 负荷的条件下运行,但备相电流差不应超过额 定电流的10.最大电流亦不应超过额定值; 发电机允许强行励磁,强励电压为2倍额定励 磁电压,持续时间不大于20S;系统发生事故 时.发电机允许150短时间过电流运行.时间 不超过15s. ?nhMm 兰 l5 电站系统工程1996年第12卷 5.2调试运行 94年11月15日登封电厂55MW汽轮发 电机进行第一次整体启动,发电机空转(不投入 励磁),进行机组的机械检查.投入盘车转速为 5r/mln,升速至500r/mln暖机10分钟.当转子 过一阶临界转速时.发现瓦振动值较大 0.135mm.升速至3O00r/mln,机组空转运行 正常.按 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 停机检查轴瓦,发现3瓦安装尺 寸略有偏差,进行重新调整.第二次联合启动发 电机空转运行,未发现异常情况,并顺利完成发 电机型式试验.从第三次联合启动起机组并罔 带负荷,经过10次联合启动发电机带负荷,发 现2瓦振动值较大,负荷升到10O00kW时振 动最大0.07mm,对发电机进行了多次机械检 查,电气检查及性能分析.表3为现场实测振动 值. 表3几次启动测振值 95年4月9日机组进行第十三次联合启 动,带负荷10000,O00kW运行3小时,各 瓦振动正常,继续升负荷进入72小时试运直至 72小时结束,汽轮机2瓦振动保持在0.01, 0.014mm范国内.最后经过24小时考核运行, 机组运行很好,正式投入商业运行稳定地向电 网提供55MW的功率.72小时试运行部分数 据及各瓦振动情况见表4,表5. 表412小时运行数 在表4铁芯温度值中,铁芯各测点的温度 不一样,而测点温度90?以上很少,平均温度 基本在55,65?范国内. 5.3振动分析 机组带负荷调试运行中,汽轮机2瓦振动 一 直很大,现场分析认为振源来自发电机可能 性较大. 发电机组振动基本分为两大类,空载情况 下机组振动和机组带负荷的振动.空载机组振 动的原因有机械摩擦,转子质量不平衡,轴系中 心不对称,联轴器对组安装尺寸偏差大而影响 转子轴径在轴承中的位置和转子轴径在各轴承 ? 第5期佟瑞新等:登封电厂55MW双水内冷汽轮发电机技术特点,安装及运行35 中的载荷分配.如载荷改变太大时有可能导致 油膜振荡,及轴承刚度不足等因素,而引起振 动.分析机组在第一次启动过发电机一阶临界 转速时3瓦振动较大,升速至3O00r/min后 机组运行正常.停机后将3瓦进行了调整,同 时检查了其它部件有无松动,机械摩擦和安装 尺寸等,第二次联台启动空载运行未发现异常 情况,所以排除了发电机在空载运行状态影响 机组振动的有关因素机组带负荷振动的原因 有(1)发电机三相负荷不平衡超过允许范围和 定转子间隙不均匀产生磁不平衡而引起振动. (2)发电机转子热不平衡;由于转子线圈局部短 路或匝间短路使转子受热不均匀和转子冷却水 流量不均匀而产生不对称温差引起振动.(3)励 磁系统故障引起振动.从第三次至第六次联合 启动带负荷运行检测和分析;发电机三相负荷 不平衡在允许范围之内.定转子间隙平均之差 不超过0.5ram.实测转子电压波—动态交流 阻抗判断转子线圈无局部短路衄间短路,转 子水流量均匀,将主励磁系统解列投入备用励 磁,说明励磁系统无问题,因此可以完全排除因 发电机引起的2瓦振动大因素,其振源很明显 来自于汽轮机. 在第九次联合启动停机后,检查汽轮机发 现低压缸与后台板出现间隙约0.15mm,而此 间隙在第十次,十一次,十二次启动过程中越来 越小,以振动仪上看伴有强的径向摩擦信号出 现,第十三次启动试运中间隙基本消除,投入 72小时试运2瓦振动恢复正常经汽轮机专 家分析认为,机组启动初带负荷时低压缸受热 向左右两侧膨胀不畅(缸体未膨胀开)而引起动 静摩擦及弹性变形造成2瓦振动. 彝 6结论 6.1我公司55Mw双水内冷汽轮发电机在登 封电厂长期试运期间,经受了考验,无论从设计 性能和制造质量上都满足了用户的要求.虽然 韶机组试运期间多次出现振动.而振动的原因不 来自f发电机. 6.255mW汽轮发电机改型设计适应了市场 发展的需要,投资小,见效快,扩展了用户选型 范围. 6.355MW汽轮发电机于94年12月26日并 网发电,历经了带负荷调试,试生产发电和生产 发电三个阶段.95年4月9日72小时交试运 行至96年2月29日初步统计已运行7700h, 发电约34kW亿.发电机运行达到稳发,满发安? 全可靠,各种性能指标都在允许范围之内. 作者简介:干}瑞新.男-1956年生?1982年半业于 略舡滨电机专科制连学校(土专),工程杆.肌事汽轮发 电机设计工柞.(-4~-尔滨,150040) 蝙辑:董延平 (上接第24页) CAD等程序,以便实现从三维 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计,计算 分析,钢结构总图到施工图一体化的CAD.(3) 节点连接计算还处于手工查表计算的阶段,需 要编制节点连接设计的计算程序.这些工作涉 及面广,任务繁重,需要投入大量的人力,物力, 因此只能逐步实现. 锅炉钢结构优化设计涉及多方面的技术, 其工作是长期的,复杂的,要作好此项工作并非 易事.需要不断应用最新的科学技术,以便提高 其技术水平,满足电站锅炉向大容量.高参数发 展的需要,设计出更先进的锅炉钢结梅. 参考文献 1李炳戚.结构的优化设计.北京科学出版杜-1979 2王肇民辱.钢结构设计原理.上棒:同济大学出版社r 1991 3张爱民辱.锅炉钢结构话工图CAD系统.电站系统工程. I995.11(6)13,l6 作者简介张,再-,男-1965年生-1988丰土学半 业.工程师.肌事电站锅炉构架设计工作.(略尔瘼. 150040) 蝙辑:董延平