Maksimalni broj obrtaja turbogeneratora u termoelektranama. Turbogenerator: svrha i princip rada. Sistemski softver za vizualizaciju

Uvod

Turbogeneratori (TG) su glavni tip opreme za proizvodnju, koji obezbjeđuju preko 80% ukupne svjetske proizvodnje električne energije. U isto vrijeme, TG su najkompleksniji tip električne mašine, koji blisko kombinuju probleme snage, dimenzija, elektromagnetnih karakteristika, grejanja, hlađenja, statičke i dinamičke čvrstoće konstruktivnih elemenata. Osiguranje maksimalne operativne pouzdanosti i efikasnosti TG je centralni naučni i tehnički problem. Istovremeno, unatoč ogromnoj količini posla obavljenog tijekom proteklih desetljeća, pitanja daljnjeg razvoja teorije, razvoja naprednijih tehnologija i dizajna TG, metoda proračuna i istraživanja ne gube na važnosti.

Turbogenerator - neupadljivi pol sinhroni generator, čija je glavna funkcija pretvaranje mehaničke energije u radu iz parne ili plinske turbine u električnu energiju kada velike brzine rotacija rotora (3000,1500 o/min). Mehanička energija iz turbine se pretvara u električnu energiju pomoću rotacije magnetsko polje, koji nastaje strujom jednosmjernog napona koja teče u bakrenom namotu rotora, što zauzvrat dovodi do pojave trofaznog naizmjenična struja i napon u namotajima statora. U zavisnosti od sistema hlađenja, turbogeneratori se dele na nekoliko tipova: generatori sa vazdušno hlađen, generatori hlađeni vodikom i generatori hlađeni vodom. Postoje također kombinovani tipovi, na primjer, hidrogen-vodom hlađeni generator (HWG). Turbogenerator TVV-320-2 je dizajniran za proizvodnju električna energija u termoelektrani sa direktnim priključkom na parna turbina K-300-240 Lenjingradska metalna tvornica ili T-250-240 Uralska tvornica turbo motora.

Vježbajte

a) dizajn i princip rada električnog kola u skladu sa specifikacijama, obimom primene;

b) dijagram namotaja.

Odaberite opciju

a) odabrano prema tabeli 1.1

Tabela 1.1

b) odabrani prema tabelama 1.2 i 1.3

Tabela 1.2

Tabela 1.3

Turbogeneratori

2.1 Turbogenerator- sinhroni generator koji radi u tandemu sa turbinom. Glavna funkcija je pretvaranje mehaničke energije rotacije parne ili plinske turbine u električnu energiju. Brzina rotora 3000, 1500 o/min. Mehanička energija iz turbine se pretvara u električnu kroz rotirajuće magnetsko polje rotora u statoru. Polje rotora, koje stvara struja jednosmjernog napona koja teče u bakrenom namotu rotora, dovodi do pojave trofaznog AC napon i struja u namotajima statora. Što je jače polje rotora, veći je napon i struja na statoru, tj. aktuelniji curenje u namotajima rotora. Napon i struju u namotajima rotora stvara tiristorski pobudni sistem ili uzbudnik - mali generator na osovini turbogeneratora. Turbogeneratori imaju cilindrični rotor montiran na dva klizna ležaja, u pojednostavljenom obliku podsjećaju na uvećani generator putnički automobil. Proizvode se 2-polni (3000 o/min), 4-polni (1500 o/min kao u NE Balakovo), pa imaju velike brzine rotacije i probleme povezane s tim. Prema metodama hlađenja namotaja turbogeneratora razlikuju se: vodeno hlađeni (tri vode), hlađeni zrakom i hlađeni vodikom (češće se koriste u nuklearnim elektranama).

Ovisno o sistemu hlađenja, turbogeneratori se dijele na nekoliko tipova: vazdušno hlađeni, uljni, vodikovi i vodeno hlađeni. Postoje i kombinovani tipovi, kao što su generatori hlađeni vodikom i vodom. Postoje i posebni turbogeneratori, na primjer, lokomotivski, koji služe za napajanje rasvjetnih kola i radio stanice parne lokomotive. U zrakoplovstvu, turbogeneratori služe kao dodatni izvori električne energije na brodu. Na primjer, turbogenerator TG-60 radi na avionskom motoru koji se uzima iz kompresora komprimirani zrak, osigurava pogon za trofazni generator naizmjenične struje 208 volti, 400 herca, nazivne snage 60 kVA*A.

Dizajn turbogeneratora

Generator se sastoji od dvije ključne komponente - statora i rotora. Ali svaki od njih sadrži veliki broj sistema i elemenata. Rotor je rotirajuća komponenta generatora i podložan je dinamičkim mehaničkim opterećenjima, kao i elektromagnetnim i termičkim opterećenjima. Stator je stacionarna komponenta turbogeneratora, ali je također podložna značajnim utjecajima dinamička opterećenja- vibracije i moment, kao i elektromagnetne, termičke i visokonaponske. Inicijalna (uzbudljiva) jednosmjerna struja rotora generatora napaja se na njega iz uzbudnika generatora. Tipično, pobuđivač je koaksijalno povezan elastičnom spojnicom na osovinu generatora i predstavlja nastavak sistema turbina-generator-pobuđivač. Iako velike elektrane obezbeđuju i rezervnu pobudu rotora generatora. Takva ekscitacija dolazi od zasebnog patogena. Takvi patogeni jednosmerna struja Pokreću ih vlastiti trofazni elektromotor naizmjenične struje i uključeni su kao rezerva u krug nekoliko turbinskih jedinica odjednom. Iz uzbuđivača se jednosmjerna struja dovodi do rotora generatora pomoću kliznog kontakta kroz četke i klizne prstenove. Moderni turbogeneratori koriste tiristorske samopobudne sisteme.

Rad turbogeneratora

Upotrebljavaju se rotori sa nenaglašenim polovima (sl. 10 i 11). sinhrone mašine velika snaga, brzina rotacije n = 1500÷3000 o/min. Proizvodnja strojeva velike snage s takvim brzinama rotacije s dizajnom rotora sa istaknutim polovima je nemoguća zbog mehaničke čvrstoće rotora i pričvršćivanja polova i namota polja.

Rotori sa nenaglašenim polovima imaju uglavnom sinhrone generatore dizajnirane za direktno povezivanje na parne turbine. Takve mašine se nazivaju turbogeneratori. Turbogeneratori za term elektrane imaju brzinu rotacije 3000 o/min i dva pola, i za nuklearne elektrane- 1500 o/min i četiri pola. Rotor turbinskog generatora izrađen je od masivnog čvrstog čeličnog kovanja. Za rotore turbogeneratora velike snage koristi se visokokvalitetni krom-nikl ili krom-nikl-molibden čelik. Prema uvjetima mehaničke čvrstoće, promjer rotora pri brzini rotacije od 3000 o/min ne bi trebao biti veći od 1,2-1,25 m. Da bi se osigurala potrebna mehanička krutost, aktivna dužina rotora ne bi trebala biti veća od 6,5 m.

Na sl. 10 prikazuje opšti prikaz, a na Sl. 11 - poprečni presjek dvopolnog rotora turbogeneratora.

Žljebovi su glodani na vanjskoj površini rotora pravougaonog oblika, u koji su postavljeni namotaji polja. Namotaj nije položen na približno jednoj trećini polne podjele, a ovaj dio čini takozvani veliki zub, kroz koji prolazi glavni dio magnetskog fluksa generatora. Ponekad se u velikom zubu prave žljebovi za formiranje ventilacijskih kanala. Zbog velikih centrifugalnih sila koje djeluju na pobudni namotaj, učvršćuje se u žljebove pomoću nemagnetnih metalnih klinova. Nemagnetski klinovi smanjuju magnetne tokove curenja proreza, koji mogu uzrokovati zasićenje zuba i smanjiti neto fluks. Žljebovi velikog zuba zatvoreni su magnetnim klinovima. Prednji dijelovi namotaja su pričvršćeni rotorskim trakama. Namotaj rotora ima izolaciju klase B ili F. Vodovi iz namotaja polja su spojeni na klizne prstenove na rotoru. Duž osi rotora cijelom dužinom izbušena je centralna rupa koja služi za ispitivanje materijala središnjeg dijela otkovka i oslobađanje otkovka od opasnih unutrašnjih naprezanja. Na sl. Slika 12 prikazuje opšti prikaz turbogeneratora. U turbogeneratorima funkciju namotaja prigušnice obavljaju masivno tijelo rotora i klinovi.

Pored turbogeneratora sa rotorom koji nije istaknut, proizvode se brzi sinhroni motori velike snage - turbomotori.

Uvod

1. Tehnički podaci

2. Dizajn i rad generatora

3. Sigurnosne upute

Zaključak

Bibliografija

Uvod

Turbogeneratori (TG) su glavni tip opreme za proizvodnju, koji obezbjeđuju preko 80% ukupne svjetske proizvodnje električne energije. Istovremeno, TG su najkompleksniji tip električnih mašina, koji usko kombinuju probleme snage, dimenzija, elektromagnetnih karakteristika, grejanja, hlađenja, statičke i dinamičke čvrstoće konstruktivnih elemenata. Osiguranje maksimalne operativne pouzdanosti i efikasnosti TG je centralni naučni i tehnički problem.

U domaćoj turbogeneratorskoj industriji veliki doprinos razvoju teorije, razvoju pitanja proračuna, dizajna i rada TG-ova dali su mnogi naučnici, istraživači, dizajneri, među kojima, prije svega, treba istaknuti Aleksejeva A.E., Luther R.A., Kostenko M.P., Odinga A.I., Bergera A.Ya., Komara E.G., Efremova D.V., Ivanova N.P., Glebova I.A., Kazovsky E.Ya., Eremina M.Ya., Voldek A.I., Gervais G.K., Vais G.K. A.I. Od stranih stručnjaka treba istaći E. Wiedemann, V. Kellenberger, V.P. Shuisky, G. Gotter.

Istovremeno, unatoč ogromnoj količini posla obavljenog tijekom proteklih desetljeća, pitanja daljnjeg razvoja teorije, razvoja naprednijih tehnologija i dizajna TG, metoda proračuna i istraživanja ne gube na važnosti.

Turbogenerator je sinhroni generator sa nenaglašenim polovima, čija je glavna funkcija pretvaranje mehaničke energije u radu iz parne ili plinske turbine u električnu energiju pri visokim brzinama rotora (3000-1500 o/min). Mehanička energija iz turbine se pretvara u električnu pomoću rotacionog magnetnog polja, koje stvara struja jednosmjernog napona koja teče u bakrenom namotu rotora, što zauzvrat dovodi do stvaranja trofazne naizmjenične struje i napona u namotaja statora. U zavisnosti od sistema hlađenja, turbogeneratori se dele na nekoliko tipova: vazdušno hlađeni generatori, generatori hlađeni vodonikom i generatori hlađeni vodom. Postoje i kombinovani tipovi, na primjer, vodonik-vodeni hlađeni generator (HW). Turbogenerator TVV-320-2 je dizajniran za proizvodnju električne energije u termoelektrani u direktnoj vezi sa parnom turbinom K-300-240 Lenjingradske metalne tvornice ili T-250-240 Uralske turbomotorne tvornice.

1. Tehnički podaci

Nazivni parametri generatora pri nominalni pritisak i temperature rashladnih medija date su u tabeli. 1.

Glavni parametri rashladnih medija

Vodik u kućištu statora

Destilat u namotaju statora

Procesna voda u plinskim hladnjacima

Procesna voda u izmjenjivaču topline namotaja statora

Nadpritisak procesna voda ne bi trebalo biti više od viška pritiska destilata u namotu.

Dozvoljeno odstupanje je određeno temperaturom destilata.

Najviša dozvoljena temperatura pojedinih komponenti generatora i rashladnih medija. Izolacija namotaja generatora je klase "B".

Najviša dozvoljena temperatura pojedinih komponenti generatora i rashladnih medija je navedena u tabeli. 2.

* Temperatura namotaja rotora smije premašiti temperaturu hladnog vodonika za najviše 75.

Dozvoljena temperatura prema otpornim temperaturama položenim ispod klinova namotaja statora, ne bi trebalo da pređe 75 između očitavanja najviše i najmanje zagrejanog termometra otpora ne bi trebalo da prelazi 20 može se odrediti u dogovoru sa proizvođačem za svaku konkretnu mašinu nakon termičkih ispitivanja.

Dodatni tehnički podaci

2. Dizajn i rad generatora

Opšti funkcionalni dijagram rada

Generator je projektovan sa direktnim hlađenjem namotaja statora destilovanom vodom (destilatom), a namotaja rotora i jezgra statora sa vodonikom koji se nalazi unutar gasootpornog kućišta.

Destilat u namotaju statora cirkuliše pod pritiskom pumpi i hladi se izmenjivačima toplote koji se nalaze izvan generatora.

Rashladni vodonik cirkuliše u generatoru pod dejstvom ventilatora postavljenih na osovinu rotora i hladi se gasnim hladnjacima ugrađenim u krajnje delove kućišta generatora.

Cirkulacija vode u plinskim hladnjacima i izmjenjivačima topline vrši se pomoću pumpi smještenih izvan generatora.

Dovod ulja u potporne ležajeve i zaptivke vratila dolazi iz uljnog sistema turbine.

Za hitno snabdevanje uljem nosećih ležajeva i zaptivki vratila na kraju agregata, rezervni rezervoari se postavljaju izvan generatora.

Generator se pobuđuje visokofrekventnim induktorskim generatorom preko poluvodičkih ispravljača.

Kućište statora i temeljne ploče

Zavareno nepropusno kućište statora sastoji se od srednjeg dijela koji nosi jezgro sa namotajem i dva krajnja dijela.

Na krajnjim dijelovima nalaze se prednji dijelovi za namotavanje i plinski hladnjaci.

Na krajnjem dijelu na strani pobudnika postavljeni su krajnji terminali namota - nula na vrhu, a linearni na dnu.

Mehanička čvrstoća kućišta dovoljna je da stator izdrži unutrašnji pritisak u slučaju eksplozije vodonika bez zaostalih deformacija.

Spoljni štitovi statora su direktno kombinovani sa unutrašnjim štitovima, na koje su pričvršćeni štitovi ventilatora.

Polovine štitnika ventilatora su izolovane unutrašnji štitovi i među sobom.

Priključci štitova nalaze se u horizontalnoj ravni.

U štitovima i u cijevi rotora postoje posebni kanali kroz koje rashladni plin ulazi u prednje dijelove namotaja rotora.

Plinopropusnost spojeva između ravnina karoserije i vanjskih ploča osigurava se gumenom vrpcom zalijepljenom duž dna žljebova izrezbarenih u vanjskim pločama.

Za ulazak u karoseriju bez demontaže vanjskih ploča, u donjem dijelu je predviđen otvor.

Prije postavljanja generatora na temelj, stator se oslanja na transportne noge zavarene na kućište.

Stator se postavlja na temelj pomoću krakova za podizanje, koji se skidaju tokom transporta.

Osnova za generator i pobudnik su temeljne ploče od čeličnih limova. Ugrađuju se prilikom ugradnje na ugrađene ploče i trajne obloge i pune betonom.

Za pričvršćivanje generatora za temelj koriste se zavrtnji za temelj.

Osnova za ležaj generatora je temeljna ploča kutijastog tipa.

Hladnjaci na plin

Toplotu koja se stvara u generatoru odvode četiri vertikalna hladnjaka.

Svaki hladnjak se sastoji od bimetalnih, mesing-aluminijumskih cijevi sa valjanim aluminijskim rebrima.

Cijevi su obostrano umotane u cijevne listove, na koje su komore pričvršćene vijcima, zabrtvljene gumom i povezane ramovima.

Hladnjaci su umetnuti u stator odozgo i svojim gornjim cijevnim pločama naslanjaju se na krajnje dijelove statora.

Donje komore u odnosu na kućište statora zaptivene su gumom na način da je osigurano slobodno toplinsko širenje hladnjaka u vertikalnom smjeru.

Poklopci vodenih komora koji se mogu ukloniti omogućuju vam čišćenje cijevi i praćenje njihovog stanja bez narušavanja nepropusnosti kućišta statora.

Pritisak i odvodne cijevi pričvršćen za donje poklopce.

Za ispuštanje vazduha iz gornje komore hladnjaci su opremljeni kontrolnim odvodnim cijevima.

Svaka cijev, provučena kroz jednu od rashladnih cijevi i donju komoru, završava se prirubnicom zavarenom za komoru.

Prirubnice se na izlazne cijevi spajaju slavinama, koje moraju biti stalno otvorene za vrijeme rada generatora uz minimalno istjecanje vode u odvod.

Jezgro statora

Jezgro statora je sastavljeno na klinovima od segmenata elektro čelika debljine 0,5 mm i podijeljeno je duž ose u pakete ventilacijskim kanalima.

Površina segmenata je prekrivena izolacijskim lakom.

Klinovi jezgre statora zavareni su na poprečne prstenove kućišta.

Kompresovano jezgro statora je zategnuto potisnim prstenovima od nemagnetnog čelika. Zupčasto područje vanjskih pakovanja je zapečaćeno pritisnim prstima od nemagnetnog čelika, ugrađenim između jezgre i tlačnih prstenova.

Za prigušivanje elektromagnetnih tokova curenja iz prednjih dijelova namotaja statora, ispod tlačnih prstenova ugrađuju se bakreni zasloni.

Da bi se smanjio prijenos zaustavnih vibracija jezgre na kućište i temelj, u klinovima statora su napravljeni uzdužni prorezi koji stvaraju elastičnu vezu između jezgre statora i kućišta.

Namotaj statora

Namotaj statora je trofazni, dvoslojni, sa skraćenim korakom, štapčasti, sa transpozicijom elementarnih provodnika. Prednji dijelovi namotaja su korpe. Šipke za namotaje su pletene od čvrstih i šupljih elementarno izoliranih provodnika i pričvršćene u žljebove jezgre posebnim klinovima.

Za hlađenje namotaja, kroz šuplje provodnike prolazi destilovana voda.

Na krajevima šipki su zalemljeni vrhovi za dovod vode do šupljih vodiča. Vrhovi su zalemljeni na šipke tvrdi lem tip P Prosj. Električno spajanje šipki vrši se bakarnom stezaljkom i klinovima sa lemljenjem mekim lemom tipa POS.

Počeci i krajevi namota izvode se kroz krajnje stezaljke. Oznaka linearnih i nulti krajnjih stezaljki navedena je na instalacijskom crtežu uključenom u komplet operativne dokumentacije.

Za dovod i odvod rashladne vode iz namotaja statora postoje prstenasti kolektori postavljeni na izolatore. Povezivanje kolektora sa šipkama za namotaje se vrši pomoću vodoveznih cijevi od izolacijskog materijala. Voda za hlađenje u namotaju prolazi kroz dvije serijski spojene šipke, šipke i terminale. Za kontrolu punjenja kolektora vodom i odvod zraka iz njih, na gornjim točkama kolektora ugrađuju se drenažne cijevi koje izlaze iz kućišta statora.

Tokom rada, odvodne cijevi moraju biti otvorene sa minimalnom drenažom kako bi se kontinuirano uklanjao zrak iz sistema za hlađenje namotaja statora. Praćenje propusnosti destilata u šipkama namotaja statora vrši se merenjem temperature sa termičkim otporima postavljenim ispod klinova u svakom žlebu jezgre statora.

Rotor je izrađen od jednog kovanja od specijalnog čelika, koji osigurava njegovu mehaničku čvrstoću u svim režimima rada generatora.

Namotaj rotora je izrađen od trake bakra sa dodatkom srebra. Njegovo hlađenje se vrši direktno vodonikom pomoću sheme samoventilacije s unosom plina iz otvora stroja.

Duralumin klinovi koji drže namotaj u žljebovima imaju ulazne i izlazne otvore za rashladni plin koji se poklapaju sa bočnim kanalima izrezbarenim u zavojnice.

Izolacija žljebova i zavoja zavojnica izrađena je od presovanih staklenih vlakana premazanih lakom otpornim na toplinu. Kontaktni prstenovi, vruće montirani na međučahuru izoliranu od njih, postavljeni su iza ležaja na strani pobudnika.

Šipke za napajanje strujom, koje se nalaze u središnjem otvoru rotora, povezane su sa namotajem i kliznim prstenovima pomoću izolovanih fleksibilnih guma i specijalnih izolovanih vijaka, koji imaju zaptivke tipa žljebova kako bi se osigurala plinopropusnost rotora.

Gume rotora, izrađene od specijalnog nemagnetnog čelika, imaju vruće presovanje na centralnom oštrenju cijevi rotora.

Prsten zavoja drži se protiv aksijalnih pomaka pomoću prstenastog ključa i matice navrtanih na nos zavoja sa vanjske strane.

Prednji dijelovi namotaja rotora izolovani su od traka i centrirajućih prstenova izolacijskim segmentima.

Potporni ležajevi

Nosivi ležaj generatora instaliran na strani pobudnika je ležaj tipa uspona i ima samopodešavajući kuglični ležaj.

Podmazivanje ležajeva je prisilno. Ulje se dovodi pod nadtlakom iz tlačnog voda turbinskog ulja.

Dizajn ležaja omogućava daljinsku kontrolu temperature babbitt košuljice i odvodnog ulja pomoću otpornih termometara. Vizuelna kontrola drenaže ulja vrši se kroz staklo u cijevi.

Na izduženom dijelu osnove postolja ležaja ugrađena je pomicanje četke, koje služi za dovod struje pobude na klizne prstenove rotora.

Da bi se eliminisale struje ležaja, ovaj ležaj je izolovan od temelja i od svih naftovoda.

Na stalku traverznog okvira predviđena je ugradnja četke izolovane od kućišta, koja služi za merenje izolacionog otpora namotaja rotora i za uvođenje zaštite od dvostrukog kratkog spoja namota rotora na kućište.

Nosivi ležaj generatora sa strane turbine isporučuje tvornica turbina.

Zaptivke vratila

Kako bi se spriječilo curenje vodika iz statora, dvokomorne krajnje brtve vratila ugrađene su na vanjske štitove generatora. Kod ovog tipa zaptivača, obloga punjena Babbitom je konstantno pritisnuta na potisni prsten osovine rotora pritiskom ulja za stezanje i prati sva kretanja rotora duž ose.

Ulje za zaptivanje, pod pritiskom većim od pritiska gasa u generatoru, dovodi se u komoru pod pritiskom i odatle, kroz rupe u košuljici, ulazi u prstenasti žleb mašinski obrađen u Babbitt punjenju košuljice. Zatim ulje ispunjava radijalne žljebove i klinaste kosine i, šireći se u oba smjera iz prstenastog žlijeba, stvara neprekidni film tokom rotacije, koji sprječava curenje plina iz kućišta generatora.

Zaptivne i tlačne uljne komore formirane između kućišta i košuljice su zapečaćene gumenim užadima postavljenim u prstenaste žljebove na površini košuljice.

Za zaštitu unutrašnje šupljine statora od prodiranja ulja, na vanjskim štitovima između zaptivke vratila i unutrašnje šupljine statora ugrađuju se hvatači ulja, a dodatne kamere u navijačkim štitovima.

Da bi se eliminisale struje ležaja, kućište zaptivke i hvatač ulja na strani pobudnika su izolirani od vanjskog štita i uljnih cjevovoda.

Potreban pritisak ulja za brtvljenje i stezanje osiguravaju regulatori uključeni u sistem za dovod ulja.

Ventilacija

Generator se ventilira prema zatvorena petlja. Plin se hladi pomoću hladnjaka plina ugrađenih u kućište statora. Potreban pritisak plina stvaraju dva ventilatora postavljena na osovinu rotora.

3. Sigurnosne upute

U elektranama opremljenim generatorima hlađenim vodonikom, pridržavajte se sigurnosnih propisa odjela.

Prilikom rada generatora hlađenog vodonikom, vodonik u određenoj mjeri curi u atmosferu. Nastala mješavina plina može se zapaliti, a ako sadrži pet ili više posto vodonika, može eksplodirati.

Kako bi se eliminisala mogućnost požara i eksplozija tokom montaže, tokom pripreme za rad i tokom rada, preduzmite mere da u blizini generatora nema neventiliranih zapremina u koje vodonik može da prodre.

Prilikom ventilacije ovih zapremina isključite mogućnost ulaska vodonika u jedinice jedinice koje rade sa varničenjem ili imaju visoku temperaturu.

Tolerancija servisno osoblje u kućište generatora nakon što je potpuno istisnut ugljen-dioksid i izvršena je hemijska analiza vazduha.

Zaključak

Trenutno se električna energija uglavnom proizvodi iz termo, hidrauličnih i nuklearnih elektrana. Od njih je dominirao razvoj termoelektrane, što je objašnjeno kako slijedi. Cijena električne energije koju proizvode hidroelektrane znatno je niža od cijene električne energije koju proizvode termoelektrane. Međutim, u smislu kapitalnih ulaganja, hidroelektrane su nekoliko puta skuplje od termoelektrana i duže se grade. dugo vrijeme. Stoga je povećanje kapaciteta za pokrivanje sve većih potreba za električnom energijom izvodljivije kroz izgradnju termoelektrana. U ovom slučaju, uz brži porast raspoloživosti energije, u svemu se ubrzava i rast produktivnosti rada Nacionalna ekonomija, što dodatno utiče na smanjenje perioda povrata nastalih troškova. opskrba cirkulacijskim uljem generatora kotla

Navedeno potvrđuje važnost ugradnje turbogeneratora u kotlarnice, uglavnom kako za pokrivanje vlastitih potreba kotlarnica tako i za opskrbu električnom energijom vanjskih potrošača.

Bibliografija

1. Braimeister L.G., Pozdnyakov B.I., Teymurazyan Yu.V. i dr. „Priručnik za remont turbogeneratora TVV-320-2“, Moskva: SPO ORGRES, 1976.

2. Fedorov V.A., Smirnov V.M. „Iskustvo u razvoju, izgradnji i puštanju u rad malih elektrana“, Moskva: Teploenergetika, br. 1, 2000.

3. Korennov B.E. "Zamena ROU turbinom protiv pritiska - efikasno preduzeće za uštedu energije za kotlarnice i termoelektrane", Moskva: Industrijska energija, br. 7, 1997.

4. Bushuev V.V., Gromov B.N., Dobrohotov V.I. i dr. „Naučni, tehnički i organizaciono-ekonomski problemi uvođenja tehnologija za uštedu energije“, Moskva: Teploenergetika, br. 11, 1997.

5. Khrilev L.S. "Glavni pravci razvoja daljinskog grejanja", Moskva: Teploenergetika, br. 4, 1998.

6. Dobrohotov V.I. „Ušteda energije: problemi i rešenja“, Moskva: Teploenergetika, br. 1, 2000.

Električna energija koju pokreće parna ili plinska turbina. Obično je to sinhroni generator direktno povezan na turbinu termoelektrane (TE). Budući da turbine koje se koriste u termoelektranama koje rade na fosilna goriva imaju najbolje tehničke i ekonomske performanse pri velikim brzinama rotacije, turbogeneratori koji se nalaze na istom vratilu sa turbinama moraju biti brzi (brzina rotacije 1500 ili 3000 o/min).

Turbogenerator je horizontalna električna mašina. Njegov namotaj polja nalazi se na rotoru sa implicitnim polovima, trofazni radni namotaj je na statoru. Rotor, koji doživljava jaka mehanička opterećenja, izrađen je od cijelih otkovaka od visokokvalitetnog čelika. Prema uslovima snage linearna brzina tačke rotora ne bi trebalo da prelaze 170-190 m/s, što ograničava njegov prečnik na 1,2-1,3 m. Relativno mali prečnik rotora određuje njegovu relativno veliku dužinu, koja je, međutim, ograničena dozvoljenim otklonom osovine i ne prelazi 7,5 -8,5 m. Na površini rotora izrezuju se uzdužni žljebovi u koje se postavljaju zavoji namotaja polja. Namotaj je učvršćen klinovima koji pokrivaju žljebove i masivnim trakama od nemagnetnog čelika koji pokrivaju prednje (krajnje) dijelove namotaja. Namotaj se napaja od uzbuđivača električnih mašina.

Stator turbogeneratora sastoji se od kućišta i jezgra sa prorezima za namotaj. Jezgro je napravljeno od nekoliko paketa izrađenih od limova elektro čelika debljine 0,35-0,5 mm, premazanih slojem laka. Ostavite između pojedinačnih pakovanja ventilacionih kanala 5-10 mm širine. Namotaj je klinovima učvršćen u žljebovima, a njegovi prednji dijelovi su pričvršćeni na posebne prstenove koji se nalaze u krajnjem dijelu statora. Jezgro je smješteno u čelično zavareno kućište, zatvoreno na krajevima štitovima.

Turbogeneratori nuklearnih elektrana imaju karakteristike vezane za činjenicu da se para stvara u nuklearni reaktor, ima relativno niske parametre. To omogućava proizvodnju rotora prečnika do 1,8 m. Istovremeno, veličina rotorskog kovanja ograničena je tehnološkim mogućnostima, maksimalna težina otkovki dostižu 140-180 tona Turbogeneratori snage do 30 MW imaju zatvoreni sistem hlađenje zraka; snage preko 30 MW vazdušno okruženje zamijenjen vodonikom uz višak tlaka od oko 5 kN/m2. Upotreba vodika kao rashladnog sredstva omogućava povećanje odvođenja toplote sa hlađenih površina, jer je toplotni kapacitet vodika nekoliko puta veći od toplotnog kapaciteta vazduha, i povećanje snage turbogeneratora. Cirkulaciju rashladne tečnosti obezbeđuju ventilatori koji se nalaze na istoj osovini kao i turbogenerator. Toplota se uklanja sa površina izolovanih vodiča i čeličnih jezgara. Zagrijana rashladna tekućina ulazi u poseban hladnjak. Kod vodoničnog hlađenja se ugrađuje u turbogenerator i cijeli sistem hlađenja je zapečaćen. Za intenziviranje hlađenja pri snazi ​​turbogeneratora iznad 150 MW pritisak vodonika u sistemu se povećava na 300-500 kN/m2, a pri snazi ​​iznad 300 MW koristi se unutrašnje hlađenje provodnika namota vodonikom ili destilovanom vodom. . Kod hlađenja vodikom, provodnici za namotaje se izrađuju sa bočnim izrezanim kanalima, a kod vodenog hlađenja koriste se šuplji provodnici. U velikim turbogeneratorima hlađenje se obično kombinira: na primjer, namotaji statora i rotora se hlade vodom, a jezgro statora se hladi vodonikom. Povećanje snage turbogeneratora dovodi do smanjenja specifična potrošnja materijala i smanjiti troškove njegove proizvodnje po kW snage.

Većina sinhronih mašina koristi rikverc dijagram dizajna u odnosu na, tj. sistem pobude se nalazi na rotoru, a namotaj armature na statoru. To se objašnjava činjenicom da je kroz klizne kontakte lakše dovesti relativno slabu struju u pobudni namotaj nego struju u radni namotaj. Magnetni sistem sinhrone mašine prikazan je na sl. 1.

Polovi polja sinhrone mašine nalaze se na rotoru. Polna jezgra elektromagneta izrađuju se na isti način kao u DC mašinama. Na stacionarnom dijelu - statoru - nalazi se jezgro 2, izrađeno od izoliranih limova od električnog čelika, u čijim žljebovima se nalazi radni namotaj naizmjenične struje - obično trofazni.

Rice. 1. Magnetski sistem sinhrone mašine

Kada se rotor rotira, u namotaju armature se inducira promjenjiva emf, čija je frekvencija direktno proporcionalna brzini rotora. Izmjenična struja koja teče kroz radni namotaj stvara vlastito magnetsko polje. Rotor i polje radnog namota rotiraju se istom frekvencijom - . U motornom režimu, rotirajuće radno polje nosi magnete sistema pobude, au generatorskom režimu, obrnuto.

Hajde da razmotrimo dizajn najmoćnijih mašina - turbo i hidrogen generatora. Turbogeneratore pokreću parne turbine, koje su najekonomičnije pri velikim brzinama. Stoga se turbogeneratori izrađuju sa minimalnim brojem polova sistema pobude - dva, što odgovara maksimalnoj brzini rotacije od 3000 o/min na industrijskoj frekvenciji od 50 Hz.

Glavni problem konstrukcije turbogeneratora je stvaranje pouzdane mašine pod ekstremnim električnim, magnetskim, mehaničkim i termičkim opterećenjima. Ovi zahtjevi ostavljaju pečat na cjelokupni dizajn mašine (slika 2).

Rice. 2. Opšti oblik turbogenerator: 1 - klizni prstenovi i aparat za četke, 2 - ležaj, 3 - rotor, 4 - zavoj rotora, 5 - namotaj statora, 6 - stator, 7 - terminali namotaja statora, 8 - ventilator.

Rotor turbogeneratora je izrađen u obliku čvrstog kovanja prečnika do 1,25 m i dužine do 7 m (radni deo). Puna dužina otkovaka, uzimajući u obzir osovinu, iznosi 12 - 15 m. Na radnom dijelu su izrezani žljebovi u koje se postavlja pobudni namotaj. Ovo proizvodi dvopolni cilindrični elektromagnet bez izraženih polova.

U proizvodnji turbogeneratora koriste se najnoviji materijali I Konstruktivne odluke, posebno direktno hlađenje aktivnim dijelovima mlaznice rashladnog sredstva - vodonika ili tečnosti. Da bi se dobila veća snaga, potrebno je povećati dužinu mašine, što joj daje veoma jedinstven izgled.

Generatori vodonika (slika 3) se po dizajnu značajno razlikuju od turbogeneratora. Efikasnost hidrauličnih turbina zavisi od brzine protoka vode, odnosno pritiska. Nemoguće je stvoriti visok pritisak na nizinskim rijekama, pa su brzine rotacije turbine vrlo male - od desetina do stotina okretaja u minuti.

Da bi se dobila industrijska frekvencija od 50 Hz, takve mašine male brzine moraju biti napravljene sa velikim brojem polova. Prilagoditi se velika količina stubova, potrebno je povećati prečnik rotora hidrogeneratora, ponekad i do 10 - 11 m.

Rice. 3. Uzdužni presjek hidrogeneratora kišobranskog tipa: 1 - glavčina rotora, 2 - rub rotora, 3 - pol rotora, 4 - jezgro statora, 5 - namotaj statora, 6 - poprečni dio, 7 - kočnica, 8 - potisni ležaj, 9 - čaura rotora.

Stvaranje moćnih turbo i hidrogen generatora je složen inženjerski zadatak. Potrebno je riješiti niz mehaničkih, elektromagnetnih, termičkih i kalkulacije ventilacije i osigurati produktivnost dizajna u proizvodnji. Ove zadatke mogu ostvariti samo moćni dizajnerski i proizvodni timovi i kompanije.

Vrlo zanimljivi dizajni razne vrste, u kojima sistemi sa trajni magneti i reaktivni sistemi, tj. sistemi u kojima radno magnetsko polje nije u interakciji sa magnetnim poljem pobude, već sa feromagnetnim istaknutim polovima rotora koji nemaju namotaj.

Ali ipak, glavna oblast tehnologije u kojoj sinhrone mašine danas nemaju konkurenciju je energija. Svi generatori u elektranama, od najsnažnijih do mobilnih, izrađeni su na bazi sinhronih mašina.

Rice. 4. Sinhroni turbogenerator

Što se tiče, njihova slaba tačka je problem lansiranja. Sam po sebi, sinhroni motor obično ne može ubrzati. U tu svrhu je opremljen posebnim startno namotavanje, koji radi na principu asinhrone mašine, što otežava dizajn i sam proces puštanja u rad. Stoga se sinhroni motori obično proizvode za srednju i veliku snagu.

Uvod

1. Tehnički podaci

2. Dizajn i rad generatora

3. Sigurnosne upute

Zaključak

Bibliografija

Uvod

Turbogeneratori (TG) su glavni tip opreme za proizvodnju, koji obezbjeđuju preko 80% ukupne svjetske proizvodnje električne energije. Istovremeno, TG su najkompleksniji tip električnih mašina, koji usko kombinuju probleme snage, dimenzija, elektromagnetnih karakteristika, grejanja, hlađenja, statičke i dinamičke čvrstoće konstruktivnih elemenata. Osiguranje maksimalne operativne pouzdanosti i efikasnosti TG je centralni naučni i tehnički problem.

U domaćoj turbogeneratorskoj industriji veliki doprinos razvoju teorije, razvoju pitanja proračuna, dizajna i rada TG-ova dali su mnogi naučnici, istraživači, dizajneri, među kojima, prije svega, treba istaknuti Aleksejeva A.E., Luther R.A., Kostenko M.P., Odinga A.I., Bergera A.Ya., Komara E.G., Efremova D.V., Ivanova N.P., Glebova I.A., Kazovsky E.Ya., Eremina M.Ya., Voldek A.I., Gervais G.K., Vais G.K. A.I. Od stranih stručnjaka treba istaći E. Wiedemann, V. Kellenberger, V.P. Shuisky, G. Gotter.

Istovremeno, unatoč ogromnoj količini posla obavljenog tijekom proteklih desetljeća, pitanja daljnjeg razvoja teorije, razvoja naprednijih tehnologija i dizajna TG, metoda proračuna i istraživanja ne gube na važnosti.

Turbogenerator je sinhroni generator sa nenaglašenim polovima, čija je glavna funkcija pretvaranje mehaničke energije u radu iz parne ili plinske turbine u električnu energiju pri visokim brzinama rotora (3000-1500 o/min). Mehanička energija iz turbine se pretvara u električnu pomoću rotacionog magnetnog polja, koje stvara struja jednosmjernog napona koja teče u bakrenom namotu rotora, što zauzvrat dovodi do stvaranja trofazne naizmjenične struje i napona u namotaja statora. U zavisnosti od sistema hlađenja, turbogeneratori se dele na nekoliko tipova: vazdušno hlađeni generatori, generatori hlađeni vodonikom i generatori hlađeni vodom. Postoje i kombinovani tipovi, na primjer, vodonik-vodeni hlađeni generator (HW). Turbogenerator TVV-320-2 je dizajniran za proizvodnju električne energije u termoelektrani u direktnoj vezi sa parnom turbinom K-300-240 Lenjingradske metalne tvornice ili T-250-240 Uralske turbomotorne tvornice.

1. Tehnički podaci

Nazivni parametri generatora pri nazivnom pritisku i temperaturi rashladnog medija dati su u tabeli. 1.

Glavni parametri rashladnih medija

Vodik u kućištu statora

Destilat u namotaju statora

Procesna voda u plinskim hladnjacima

Procesna voda u izmjenjivaču topline namotaja statora

Višak tlaka procesne vode ne smije biti veći od viška tlaka destilata u namotu.

Dozvoljeno odstupanje je određeno temperaturom destilata.

Najviša dozvoljena temperatura pojedinih komponenti generatora i rashladnih medija. Izolacija namotaja generatora je klase "B".

Najviša dozvoljena temperatura pojedinih komponenti generatora i rashladnih medija je navedena u tabeli. 2.

* Temperatura namotaja rotora smije premašiti temperaturu hladnog vodonika za najviše 75.

Dozvoljena temperatura prema otpornim temperaturama položenim ispod klinova namotaja statora ne smije prelaziti 75 između očitavanja najjače i najmanje zagrijanih otpornih termometara ne smije biti veća od 20 može se odrediti u dogovoru sa proizvođačem za svaku konkretnu mašinu nakon termičkih ispitivanja .

Dodatni tehnički podaci