Turbogeneratoren von Kraftwerken werden ausschließlich mit einer Welle hergestellt. Wie funktioniert ein Wärmekraftwerk (BHKW)? Erregung des Generatorrotors

Der Turbogenerator dient der Stromversorgung der Energie-, Sonder- und Beleuchtungsanlagen des Schiffes mit Strom und ist sowohl für den getrennten als auch für den Parallelbetrieb mit einem anderen Turbogenerator oder Dieselgeneratoren mit identischen Steuereigenschaften vorgesehen.

Der Turbogenerator ermöglicht für die Zeit der Lastübertragung einen kurzfristigen Parallelbetrieb mit dem Küstenstromnetz.

Der Turbogenerator ist für den Langzeitbetrieb in einem Vakuumsystem ausgelegt.

Der Turbogenerator umfasst die folgenden Komponenten und Elemente:

Dampfturbine.

Einstufiges Getriebe.

Selbsterregter Generator.

Turbinenlager.

Fundamentrahmen.

Zahnkupplung.

Steuergerät.

Pumpenregler.

Schutzblock.

Schnellschlussventil (QCV).

Elektrische Schraubenölpumpe.

Ölpumpe.

Ölkühler.

Ölfilter.

Zentrifugaler Ölreiniger.

Öleinspritzer.

Saugejektor mit Kondensator.

Saug- und Entwässerungssystem.

Öl- und Wasserversorgung.

Lastdetektor.

Netzwerk-Elektrofilter.

Sicherheitsventil.

Kontroll- und Messgeräte.

Bedienfeld des Turbogenerators.

Allgemeine Beschreibung des Turbogenerators

Ein Turbogenerator besteht aus Turbine, Getriebe und Generator, deren Achsen parallel sind und ineinander liegen horizontale Ebene. Die Dampfturbine dreht über ein Getriebe einen Generator, der elektrische Energie erzeugt.

Turbine, Getriebe und Generator sind auf einem gemeinsamen geschweißten Fundamentrahmen montiert, der teilweise als Öltank für das Generatorölsystem dient.

Die Turbine besteht aus einem stationären Gehäuse 12 und 14 (siehe Zeichnung) und einem rotierenden Teil – Rotor 5, Dichtungen 7 und 16, Membran 13 und Lager 4 und 18.

Der Ventilkasten ist mit einem horizontalen Flansch an der oberen Hälfte (Vorderseite) des Turbinengehäuses 14 befestigt. An der unteren vorderen Hälfte des Turbinengehäuses 12 ist eine flexible Stütze 2 befestigt, der hintere Teil der Turbine ruht auf zwei festen Stützen 20.

Das Abgasrohr der Turbine ist verschweißt und nach oben gerichtet.

Um Wärmeverluste zu reduzieren und die Lufterwärmung im MKO zu reduzieren, ist das Turbinengehäuse mit einer Außenhaut aus Aluminiumblechen thermisch isoliert.

Das Getriebe ist einstufig und reduziert die Drehzahl von 7800 U/min an der Turbinenwelle auf 1500 U/min an der Generatorwelle. Der Turbinenrotor ist über eine Zahnkupplung 21 mit dem Getriebe verbunden, und das Getrieberad ist über einen starren Flansch mit dem Generatorrotor verbunden.

Auf dem Fundamentrahmen 1 befinden sich:

• - Steuergerät;
• - Zentrifugal-Feinreiniger, der das Öl von darin suspendierten Partikeln reinigt;
• - Grobölfilter vom Schlitztyp;
• - elektrische Ölpumpe, Schraube, die die Schmierung des Geräts beim Starten, Stoppen und in Notfällen gewährleistet;
• - eine Instrumententafel, auf der alle notwendigen Manometer und Druckvakuummeter montiert sind, sowie ein elektrischer Drehzahlmesser, der die Umdrehungen des Turbogenerators überwacht;
• - Automatischer Dampfdruckregler im Dichtungs- und Saugsystem, der eine normale Abdichtung der Turbinenwelle sowohl beim Start als auch während des Betriebs unter Last gewährleistet.

Auf der rechten Seite des Fundamentrahmens ist ein Ölkühler montiert (von der Dampfeinlassseite aus gesehen), auf der Heckseite (im Bereich des Generators) ist ein Saugejektor mit Kondensator montiert. Der Ölstand wird über einen Ölstandsanzeiger überwacht.

Die Temperatur von Dampf, Öl und Kühlwasser wird durch an geeigneten Stellen angebrachte Thermometer überwacht.

Der Turbogenerator (Getriebe, Turbine und Generator) wird mit flüssiger Zwangsschmierung geschmiert und durch den Betrieb eines Pumpenreglers an der Turbinenwelle bereitgestellt. Die Ölunterstützung für den Betrieb der Steuerpumpe wird durch einen Ölinjektor erzeugt, der von der Steuerpumpe angetrieben wird.

Das Trockengewicht des Turbogenerators beträgt ca. 12.500 kg, im Betriebszustand beträgt das Gewicht des Turbogenerators ca. 13.800 kg, mehr aufgrund des Gewichts des in den Öltank eingefüllten Öls (ca. 1.000 kg) und des Kühlwassers des Öls Kühler und Saugejektor mit Kondensator (ca. 300 kg). Der Turbogenerator wird auftragsbezogen montiert, ohne ihn in einzelne Komponenten und Teile zu zerlegen.

Rotor im Stator. Das Rotorfeld, das durch einen in der Kupferwicklung des Rotors fließenden Gleichspannungsstrom erzeugt wird, führt zur Erzeugung von dreiphasiger Wechselspannung und -strom in den Statorwicklungen. Je stärker das Rotorfeld ist, desto größer sind Spannung und Strom am Stator, d. h. aktueller Undichtigkeiten in den Rotorwicklungen. Die Spannung und der Strom in den Rotorwicklungen werden durch ein Thyristor-Erregersystem oder einen Erreger erzeugt – einen kleinen Generator auf der Welle eines Turbogenerators. Turbogeneratoren haben einen zylindrischen Rotor, der auf zwei Gleitlagern gelagert ist, in vereinfachter Form ähneln sie einem vergrößerten Generator Personenkraftwagen. Es werden 2-polige (3000 U/min) und 4-polige (1500 U/min wie im KKW Balakovo) hergestellt, daher weisen sie hohe Drehzahlen und damit verbundene Probleme auf. Nach den Methoden zur Kühlung der Wicklungen eines Turbogenerators werden sie unterschieden: wassergekühlt (drei Wasser), luftgekühlt und wasserstoffgekühlt (häufiger in Kernkraftwerken verwendet). In Bezug auf Qualität, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der hergestellten Turbogeneratoren nimmt Russland weltweit eine Spitzenposition ein.

Geschichte

Einer der Gründer von ABB, Charles Brown, baute 1901 den ersten Turbogenerator. Es handelte sich um einen 6-poligen Generator mit einer Leistung von 100 kVA.

Die Entstehung von Mächtigen in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts Dampfturbine führte zur Notwendigkeit von Hochgeschwindigkeits-Turbogeneratoren. Die erste Generation dieser Maschinen verfügte über ein stationäres Magnetsystem und eine rotierende Wicklung. Dieses Design weist jedoch eine Reihe von Einschränkungen auf, eine davon ist der geringe Stromverbrauch. Darüber hinaus ist der Rotor eines Schenkelpolgenerators nicht in der Lage, großen Zentrifugalkräften standzuhalten.

Charles Browns Hauptbeitrag zur Entwicklung des Turbogenerators war die Erfindung des Rotors, bei dem seine Wicklung (Erregerwicklung) in die dadurch entstehenden Schlitze passt Bearbeitung Schmiedestücke Charles Browns zweiter Beitrag zum Turbogenerator war die Entwicklung des laminierten zylindrischen Rotors im Jahr 1898. Und schließlich baute er 1901 den ersten Turbogenerator. Diese Bauart wird bis heute bei der Herstellung von Turbogeneratoren verwendet.

Arten von Turbogeneratoren

Je nach Kühlsystem werden Turbogeneratoren in verschiedene Typen unterteilt: luftgekühlt, ölgekühlt, wasserstoffgekühlt und wassergekühlt. es gibt auch kombinierte Typen, zum Beispiel wasserstoffwassergekühlte Generatoren.

Es gibt auch spezielle Turbogeneratoren, zum Beispiel für Lokomotiven, die zur Stromversorgung der Beleuchtungskreise und des Radiosenders einer Dampflokomotive dienen. In der Luftfahrt dienen Turbogeneratoren als zusätzliche Bordstromquellen. Beispielsweise wird der Turbogenerator TG-60 mit Druckluft betrieben, die aus dem Kompressor des Flugzeugtriebwerks entnommen wird, und sorgt so für den Antrieb eines Drehstromgenerators Wechselstrom 208 Volt, 400 Hertz, Nennleistung 60 kVA*A.

Design eines Turbogenerators

Der Generator besteht aus zwei Hauptkomponenten – dem Stator und dem Rotor. Aber jedes von ihnen enthält eine große Anzahl von Systemen und Elementen. Der Rotor ist ein rotierendes Bauteil des Generators und unterliegt dynamischen mechanischen sowie elektromagnetischen und thermischen Belastungen. Der Stator ist ein feststehender Bestandteil des Turbogenerators, unterliegt aber auch erheblichen Belastungen dynamische Belastungen- Vibration und Drehmoment sowie elektromagnetische, thermische und Hochspannung.

Erregung des Generatorrotors

Anfänglich (anregend) D.C. Der Generatorrotor wird vom Generatorerreger versorgt. Typischerweise ist der Erreger koaxial über eine elastische Kupplung mit der Generatorwelle verbunden und stellt eine Fortsetzung des Turbine-Generator-Erregersystems dar. Allerdings sorgen große Kraftwerke auch für eine Ersatzerregung des Generatorrotors. Eine solche Erregung erfolgt durch einen Erregergenerator, der nicht mit dem Rotor verbunden ist. Solche Wechselstromerreger werden von ihrem Wechselstrommotor angetrieben. Drehstrom und werden als Reserve in den Kreislauf mehrerer Turbineneinheiten gleichzeitig einbezogen. Vom Erreger wird über Bürsten und Schleifringe Gleichstrom zum Generatorrotor geleitet! Der Hauptmagnetfluss tritt auf und wenn eine Last angeschlossen wird, wird im Generator eine EMK (~I) induziert

Literatur

• Voldek A. I. Elektrische Autos. Energie. L. 1978
• Operation and Maintenance of Large Turbo Generators, von Geoff Klempner und Isidor Kerszenbaum, ISBN 0-471-61447-5, 2004

Anmerkungen

Wikimedia-Stiftung. 2010.

• Touristenbasis „Woltschja“
• Turbolet

Sehen Sie in anderen Wörterbüchern, was ein „Turbogenerator“ ist:

Turbogenerator- Turbogenerator... Rechtschreibwörterbuch-Nachschlagewerk

TURBOGENERATOR- Synchroner Drehstromgenerator, angetrieben durch eine Dampf- oder Gasturbine, Drehzahl 1500 oder 3000 U/min. Leistung bis zu 1200 MW… Großes enzyklopädisches Wörterbuch

TURBOGENERATOR- TURBOGENERATOR, Turbogenerator, männlich. (siehe Turbine und Generator) (tech.). Eine Einheit bestehend aus einem elektrischen Generator und einer Turbine, die auf derselben Welle installiert sind. Uschakows erklärendes Wörterbuch. D.N. Uschakow. 1935 1940 … Uschakows erklärendes Wörterbuch

TURBOGENERATOR- TURBOGENERATOR, ah, Ehemann. Ein elektrischer Generator, der von einer Dampf- oder Gasturbine angetrieben wird. | adj. Turbogenerator, oh, oh. Ozhegovs erklärendes Wörterbuch. S.I. Ozhegov, N. Yu. Shvedova. 1949 1992 … Ozhegovs erklärendes Wörterbuch

Turbogenerator- Substantiv, Anzahl der Synonyme: 7 Gasturbinengenerator (1) hydraulischer Turbinengenerator (2) ... Synonymwörterbuch

Turbogenerator- TG Turbogenerator ist ein Stromgenerator, der von einer Gas- oder Dampfturbine angetrieben wird. Bedingungen Kernenergie. Rosenergoatom-Konzern, 2010 ... Begriffe zur Kernenergie

Turbogenerator- Synchrongenerator, angetrieben durch eine Dampf- oder Gasturbine. [GOST 27471 87] Themen elektrischer rotierender Maschinen im Allgemeinen... Leitfaden für technische Übersetzer

1. Technische Eigenschaften Turbinen

1.1. Getriebespezifikationen

1.2. Generatorspezifikationen

1.3 Ölversorgung

Zur Versorgung der Turbine und des angetriebenen Mechanismus mit Schmieröl / Betriebsöl / Regleröl / Huböl. Turbinenölqualität nach DIN 51515 ISO-Typ, Viskositätsklasse VG46.

1.4 Kondensatorspezifikationen

1.5 Technische Eigenschaften der Kondensatpumpe

1.6 Pumpsystem

2. Betriebsdaten

2.1 Dampfbedingungen

Nenn-Frischdampf vor Turbine (Eintrittsflansch)

*) Der Anfangsdruck sollte nicht überschreiten:
105 % von Nenndruck jederzeit, aber der durchschnittliche Druck übersteigt in keinem 12-monatigen Betrieb 100 %
120 % des Nenndrucks einmalig, jedoch nicht mehr als 12 Stunden innerhalb von 12 Monaten Betrieb
**) Der Temperaturanstieg sollte nicht mehr betragen als:

Auf keinen Fall darf die Temperatur die Nenntemperatur um mehr als 28 °C überschreiten.

Wenn Dampf einem Endpunkt einer Turbine durch zwei oder mehr parallele Rohre zugeführt wird, darf die Temperatur des Dampfes in einem Rohr nicht um mehr als 17 °C von der Temperatur in einem anderen Rohr abweichen, außer in Fällen dauerhafter Schwankung nicht länger als 15 Minuten, der Temperaturunterschied im heißesten Rohr sollte die zuvor angegebenen Grenzwerte nicht überschreiten.

2.2 Dampfqualität

Die in der VGB-Richtlinie (VGB-R 450L – Ausgabe 1988) festgelegten Werte für Kesselspeisewasser, Kesselwasser und Dampf aus Wasserrohrkesseln dürfen im Dauerbetrieb nicht überschritten werden.

Für den Dauerbetrieb beträgt der Dampfbedarf für Dampfturbinen:

*) bei 25 °C, im lokalen Durchfluss mit ständig arbeitender Messstelle hinter einem stark sauren Kationenaustauscher
(gilt nur für CO2-freies Wasser).
Bereits kurzzeitige Überschreitungen der VGB-Werte können zur Bildung starker Salzablagerungen führen, die zu mechanischen und korrosiven Schäden führen.

2.3 Leistungsmerkmale

Die folgenden Angaben beziehen sich auf die Frischdampfleistung am Turbineneintrittsflansch. Die Leistungsangaben beziehen sich auf Turbinen-/Generatorkupplung/Generatorkontakte. Die angegebenen Druckdaten werden auf Basis der Turbinenaustrittsrohre berechnet.

2.4 Gewährleistung

2.4.1 Thermodynamik-Garantie

Wir garantieren die Einhaltung elektrische Energie in Spalte A im Abschnitt „Leistungsmerkmale“ angegeben, vorausgesetzt, dass die erforderlichen Steuerventile vollständig geöffnet sind. Werte gelten für angegebene Bedingungen.
Dampfqualität nach VGB-Standards (Verband zentraler Kraftwerksbetreiber).
Für Abnahmeprüfungen gelten folgende Normen letzte Version: DIN 1943 VDI-Normen für Dampfturbinen.
Toleranz für max. Produktivität: ±0 %
Berechnete Toleranzen: ±0 %
Toleranzen für Maße gem. LÄRM

2.4.2 Vibrationsgarantie

Dynamisches Rotorauswuchten gemäß ISO 1940 Rotorklasse G2,5
Erforderlicher Vibrationsgrad gemäß ISO 10816 Teil 1 und ISO 10816 Teil 3.
Vibration des Lagerrahmens im Dauerbetrieb gemäß ISO 10816 Teil 1 und 3.

2.5 Materialdesign

2.5.1 Turbine

2.5.2 Ölversorgung

2.5.3 Kondensationseinheit

2.6.2 Rohrverbindungen

Alle Rohrverbindungen sind nach DIN/EN-Normen ausgeführt

2.6.3 Gewichte (ungefähr)

3. Technische Beschreibung

3.1 Turbine

Die Kondensationsturbine mit Dampfentnahme, ausgelegt mit einem Zylinder und einem Auslass, einer aktiven Stufe und einem mehrstufigen Strahlschaufelapparat, ist auf hohe Betriebseffizienz und maximale Zuverlässigkeit ausgelegt. Die Turbine ist über ein Getriebe mit dem Generator verbunden.

3.1.1 Steuerventilgehäuse

Steuerventilkörper hoher Druck an der Oberseite des Zylinders angeschweißt. Es ist mit einem Notbremsventil, einem Dampffilter und Steuerventilen ausgestattet. Der Dampffilter befindet sich im Notbremsventil. Der Dampffilter verhindert, dass mechanische Partikel in die Turbine gelangen. Der zweite Effekt besteht darin, dass die Wirbelströme des Dampfes minimiert werden und somit die Vibration der Ventilspulen reduziert wird.

Das Notbremsventil ist als Diffusorventil mit Steuerventil ausgeführt. Das Design des Steuerventils macht mögliche Ausbeutung keine Last bei voller Drehzahl (um einen Generator anzutreiben). Das Notbremsventil wird von einem ölhydraulischen Servomotor angetrieben, der von der Turbinensteuerung gesteuert wird. Somit wird es möglich kontrollierter Betrieb Turbine über das Notbremsventil.

Nach dem Passieren des Notbremsventils gelangt der Dampf durch die Steuerventile.

Die Steuerventile sind als Diffusorventile ausgeführt und werden von ölhydraulischen Stellmotoren angetrieben.

Beim Anfahren sind die Steuerventile vollständig geöffnet und der Dampffluss wird durch das Notbremsventil gesteuert. Dies ermöglicht einen Vollanlauf, bei dem allen Düsenkästen gleichzeitig Dampf zugeführt wird. Dieser Startmodus ermöglicht die gleichzeitige Beheizung von Dampfkollektor und Düsenkästen. Dadurch wird die thermische Belastung aufgrund von Temperaturunterschieden minimiert und die Anlaufzeit verkürzt.

3.1.2 Düsenkästen

Der Düsenkasten hat eine horizontale Trennfuge und die Teile sind miteinander verschraubt. Die Box ist in Düsengruppen unterteilt. Jede Gruppe wird über ein separates Regelventil mit Dampf versorgt. Bei Turbinenlastwechseln unterliegen die Düsenkastenabschnitte großen Temperaturschwankungen, was zu thermischen Spannungen führt. Um diese Belastungen zu minimieren, werden die Düsenkästen ohne Ausdehnung in den Zylinder eingesetzt.

3.1.3 Zylinder

Der Zylinder hat eine horizontale Trennfuge, die eine Basis und eine Kappe bildet. Sie werden mittels Zylinderverbindungsschrauben miteinander verschraubt. Oben am Zylinder befindet sich ein Steuerventilkörper, unten eine Düse zur kontrollierten und unkontrollierten Dampfentnahme und zum Austritt von Dampf. In der Mitte befindet sich ein zweiteiliger Flansch zur Verbindung der Zylinderbolzen. In diese Flansche sind Stützwinkel eingebaut. Der hintere Teil des Zylinders ist radial geteilt und mit Bolzen befestigt.

Der Auslaufteil steht auf zwei Stützen mit Grundplatten auf dem Fundament. Diese hinteren Halterungen bieten einen festen Stützpunkt für die Turbine.

Der Gehäuseboden ist über Schrauben mit dem Lagerrahmen verbunden, die mithilfe einer Längsfeder zwischen Pfosten und Grundplatte die korrekte axiale und seitliche Position des Turbinengehäuses gewährleisten. Der Lagerrahmen kann frei entlang einer Achse auf der Grundplatte gleiten, wird jedoch durch eine axiale Passfeder, die sich auf der Längsmittellinie befindet, daran gehindert, sich seitlich zu bewegen.

3.1.4 Rotor

Der Turbinenrotor besteht aus einem einzigen Stück geschmiedeter Stahllegierung, das wärmebehandelt und vorbearbeitet wurde. Nach der mechanischen Vorbehandlung wird eine abschließende Wärmebehandlung durchgeführt und eine Prüfung der Hitzebeständigkeit durchgeführt. Anschließend erfolgt die Endbearbeitung. Die Labyrinthdichtungen werden in den Ausgleichskolben und das Packungsteil eingesetzt. Hinten befindet sich eine Kupplung zur Kraftübertragung. Das Auswuchten erfolgt, wenn der Rotor vollständig bearbeitet, beschaufelt und montiert ist.

3.1.5 Turbinenschaufelsatz

Ein Satz Schaufeln bildet den Durchgang für den Dampf in der Turbine. Sie bestehen aus stationären Teilen (Leitschaufeln) und rotierenden Teilen (Laufschaufeln). Die Düsen der ersten Stufe werden in die Düsenkästen eingesetzt und ermöglichen einen teilweisen Zugang zur Steuerstufe. Die Leitschaufeln werden in die Schaufelhalter eingesetzt, die Rotorschaufeln in den Rotor. Rotierende und stationäre Teile werden durch entsprechende Lücken getrennt.

3.1.6 Ausgleichskolben

Der Ausgleichskolben besteht aus einem festen und einem rotierenden Teil. Der rotierende Teil des Ausgleichskolbens dringt in den Rotor ein und soll die Axialkräfte der Turbinenschaufeln reduzieren niedrige Werte. Die verbleibende Axiallast wird unter allen Betriebsbedingungen vom Axiallager getragen. Der feste Teil hat eine horizontale Trennfuge und ist verschraubt. Der Ausgleichskolben ist mit Labyrinthdichtungen ausgestattet, die im Abschnitt „Dichtungen“ ausführlich beschrieben werden. Leckender Dampf, der den Ausgleichskolben passiert, kehrt in Bereiche mit niedrigerem Druck im Turbinengehäuse zurück.

3.1.7 Dichtungen

Die Labyrinthdichtung sorgt für eine dichte Abdichtung dort, wo die Rotorwelle durch den Zylinder verläuft. In die rotierenden und stationären Teile werden Dichtstreifen eingelegt. Das Dichtungsdesign erleichtert den Austausch. Zum Austausch des Ausgleichskolbens und der internen Labyrinthdichtungen muss das Gehäuse angehoben werden.

3.1.8 Lagerrahmen

Die Lagerstreben befinden sich an den Enden des Zylinders und sind horizontal geteilt. Der Deckel ist mit dem Sockel verschraubt und kann zur Wartung einfach abgenommen werden (ohne den Zylinder öffnen oder die Gehäuseisolierung entfernen zu müssen). Der vordere Lagerpfosten ist mit einem Drucklager und einem Gleitlager, einem Getriebe für die Hauptölpumpe und Sensoren für Axialverschiebung, Wellenvibration, Temperatur und Lagergeschwindigkeit ausgestattet. Der feste hintere Lagerpfosten ist mit einem Gleitlager und einer Welle ausgestattet Drehvorrichtung und Sensoren für Wellenvibration und Lagertemperatur.

3.1.9 Lager

Die Gleitlager sind geteilt und bestehen aus reibungsarmem Metall ( Weißmetall) mit einer Stahlhülle. Das Design des Ventilsitzes ermöglicht eine einfache Zentrierung des Lagers durch Einsetzen von Einsätzen der gewünschten Dicke unter vier Einstellkeile, die in einem Winkel von 90 Grad zueinander angeordnet sind.

Die Befestigung des Rotors am vorderen Lagerpfosten erfolgt über ein selbstausrichtendes, doppelt wirkendes, segmentiertes Axiallager, das für beide Dreh- und Schubrichtungen geeignet ist. Jedes Lager wird mit Öl zur Schmierung und Kühlung versorgt.

3.1.10 Turbinenisolierung

Turbinenteile, die mit Hochtemperaturdampf betrieben werden, werden beschichtet Isoliermaterial. Die Isolierung besteht aus Glasfasermatten und ist mit Mineralwolle (kein Asbest) gefüllt. Das Gehäuse ist mit einer zweischichtigen Isolierung versehen, die äußere Schicht ist mit Aluminiumfolie abgedeckt.

3.2 Übertragung

3.2.1 Getriebe

Das Getriebe befindet sich zwischen der Turbine und dem angetriebenen Mechanismus. Es ist vorgesehen, die Drehzahl der Turbine auf die Drehzahl der Arbeitsmaschine zu reduzieren. Ausführung - einstufig horizontal mit Axialverschiebung und Fischgrätengetriebe. Die Antriebs- und Abtriebswellen sind mit je zwei Gleitlagern und Weißmetallbuchsen ausgestattet. Die Schmierung erfolgt über die allgemeine Ölversorgung.

Das Gehäuse ist horizontal geteilt und der Deckel ist unten verschraubt.

3.2.2 Hochgeschwindigkeitskupplung

Befindet sich zwischen Turbine und Getriebe. Die Schmierung erfolgt über die allgemeine Ölversorgung der Turbine. Die Kupplung ist mit einer öldichten Abdeckung ausgestattet. Das Rücklauföl fließt zu den Turbinenlagerstreben.

3.2.3 Drehvorrichtung

Die Drehvorrichtung wird von einem Wechselstrommotor angetrieben. Es bleibt in Betrieb, nachdem die Turbine gestoppt wurde, und muss in Betrieb bleiben, bis die Turbine anläuft oder bis die Turbine abgekühlt ist.

Um ein optimales Gleichgewicht der Rotorkühlung zu gewährleisten, wird die Wellendrehvorrichtung während der langsamen Drehung des Rotors verwendet. Dadurch wird verhindert, dass sich der Rotor beim Abkühlen verbiegt. Auch wenn die Wellendrehvorrichtung in Betrieb ist, wird die Zylinderbiegung durch die Belüftung in der Turbine minimiert.

Es ist mit Vorrichtungen ausgestattet, die eine manuelle Steuerung nur dann ermöglichen, wenn die Turbine auf Nulldrehzahl steht und in Betrieb geht Automatikmodus wenn die Geschwindigkeit zunimmt.

3.3 Dampfdichtungssystem

Um zu verhindern, dass Luft aus der Atmosphäre in den Niederdruckteil der Turbine (Vakuumzone) gelangt, wird der Dichtung Sperrdampf zugeführt. Der Sperrdampf wird durch Steuerventile reguliert, eines pro Dichtung. Als Primärdampf wird Mittel- oder Niederdruckdampf verwendet.

Ein Teil des Sperrdampfes strömt hindurch Innenteil dichtet ab und fließt zum Kondensator. Der Rest des Verdichtungsdampfes strömt hindurch äußerer Teil Dichtung und strömt zum Sperrdampfkondensator.

Der Dampf und die Luft nach den Turbinendichtungen werden mithilfe eines Abluftgebläses zur zweiten Stufe des Dampfausstoßkondensators oder zum Oberflächen-Horizontalsperrdampfkondensator geleitet. Dampflecks aus den Turbinendichtungen werden in das Gehäuse geleitet und vom Kühlmedium kondensiert. Das Kondensat wird in den Hauptkondensator abgeleitet. Austretende Luft, einschließlich einer geringen Menge Dampf, wird in die Atmosphäre abgegeben.

3.4 Ölsystem

Das Ölsystem ist kombiniertes System Schmier-, Arbeits- und Steueröl. Es besteht aus einem Öltank, Pumpen, Filtern, Kühlern, Druckregelventilen, Reiniger und Verbindungsleitungen.

3.4.1 Ölpumpen

Die von einem Wechselstrommotor angetriebene Hauptölpumpe befindet sich am Öltank.

Eine ebenfalls am Öltank angebrachte Hilfsölpumpe (angetrieben durch einen Wechselstrommotor) übernimmt bei Bedarf automatisch die Funktion der Hauptölpumpe. Diese Hilfsölpumpe startet automatisch, wenn der Lageröldruck abfällt.

Wenn die Hilfsölpumpe ausfällt oder nicht starten kann, startet die Notölpumpe. Die Notölpumpe dient der Schmierölversorgung im Stillstand Turbogeneratoreinheit sowie beim Abkühlen des Turbinenrotors.

Ein Teil des Schmieröls wird durch Druckerhöhungspumpen geliefert (2 x 100 %). Sie erzeugen den notwendigen Druck für die Arbeitsöl- und Steuerölsysteme. Das Betriebsöl dient zur Betätigung der Steuerventile und des Notbremsventils mit Stellmotoren.

3.4.2 Öldruck prüfen

Der Schmieröldruck wird durch ein separates Steuerventil gesteuert. Steuerventile arbeiten im Bypass. Der Schmieröldruck wird durch einen Schmierölbypass zum Öltank reguliert. Die Steuerung des Betriebsöls erfolgt über eine Steuerölpumpe.

3.4.3 Hebeölsystem

Während des Schachtbetriebs wird eine von einem Wechselstrommotor angetriebene Hubölpumpe verwendet Drehvorrichtung, sowie während des An- und Abfahrens des Turbinengeneratorsatzes zum Anheben des Rotors, um die Reibung in den Rotorlagern des Generators zu minimieren.

3.4.4 Öltank

Der Öltank befindet sich neben der Turbine. Er ist für die Aufnahme der gesamten Ölmenge zur Schmierung und Steuerung der gesamten Turbineneinheit ausgelegt. Es ist mit einer Luftzerlegungseinrichtung ausgestattet. Auf dem Tankdeckel sind Ölpumpen und ein Dampfabsaugventilator montiert. Der Ventilator sorgt für einen leichten Unterdruck im Abwassersystem und im Öltank.

3.4.5 Ölkühler

Das System ist mit zwei identischen Ölkühlern mit jeweils 100 % Kapazität ausgestattet. Die Umschaltung zwischen den Kühlern während des Betriebs erfolgt über Dreiwegeventile.

Der nicht in Betrieb befindliche Kühler kann bei laufender Turbine entleert und gereinigt oder ausgetauscht werden.

3.4.6 Ölfilter

Das System ist mit zwei identischen Ölfiltern für Steuer- und Schmieröl mit jeweils 100 % Kapazität ausgestattet. Die Umschaltung zwischen den Filtern während des Betriebs erfolgt über Dreiwegeventile.

Ein nicht verwendeter Filter kann bei laufender Turbine gereinigt oder ausgetauscht werden.

3.4.7 Ölleitung

Die Verbindungsleitung umfasst Rohre zwischen verschiedenen Einheiten des Ölsystems. Schmierölleitungen zur Turbine und zum Generator sowie Ölrücklaufleitungen zum Öltank sind im Lieferumfang enthalten. Außerdem gibt es eine Anschlussölleitung für Steuerzwecke (Steuer- und Betriebsölleitungen), inklusive Rücklaufleitungen zum Öltank.

Die Verbindungsleitung besteht aus Kohlenstoffstahl, die Rohrleitung nach dem Filter aus Edelstahl.

3.5 Oberflächenkondensator

3.5.1 Allgemeine Beschreibung

Wassergekühlter Oberflächenkondensator mit Dampfeinlass oben. Der Kondensator kann den gesamten Dampf der Turbine unter allen vorgesehenen Betriebsbedingungen kondensieren.

Der Kondensator ist für ausgelegt langsame Geschwindigkeit Dampf über die gesamte Rohroberfläche. Die Verteilung des Dampfes auf alle Teile der Kühlfläche gewährleistet eine hohe Wärmeübertragung vom Dampf auf das Kühlwasser und ein möglichst hohes Vakuum bei gegebener Kühlwassermenge und -temperatur.

Durch die Kondensatableitung aus den Rohren kann eine gute Kondensatentlüftung erreicht werden.

Luft und nicht kondensierbare Dämpfe im Kondensator können mit den Rohren des kältesten Teils des Kondensators in Kontakt kommen. Durch die maximale Abkühlung dieser Gase können sie durch eine Vakuumpumpe gesammelt und aus dem Kondensator entfernt werden.

Der Kondensatsammler ist an der Unterseite des Kondensatorgehäuses angeschweißt. Seine Funktion besteht darin, Kondensat zu sammeln und anzusammeln.

3.5.2 Kondensatorgehäuse

Der Kondensatormantel ist für Vakuum ausgelegt und hält einem Innendruck von 1 bar(g) stand. Für die Ansaugung von Dampf aus der Turbine und für die Abführung von Luft und Kondensat sind geeignete Öffnungen vorgesehen. An den Enden des Gehäuses sind Rohrböden befestigt. Zwischen den Rohrböden im Gehäuse befinden sich mehrere Stützplatten, um die Rohre zu stützen und Vibrationen zu minimieren.

Die Kondensatorrohre sind beidseitig am Rohrboden befestigt.

Der Kondensator wird auf ein geeignetes Fundament gestellt und an das Abgasrohr der Turbine angeschlossen.

3.5.3 Wassermantel

An beiden Enden des Gehäuses sind Wassermäntel angeschweißt.

Die Wassermäntel enthalten Anschlüsse für Kühlwasser und entsprechende Mannlöcher mit Abdeckungen.

Innenbeschichtung verhindert Korrosion.

3.5.4 Kondensatpumpen

Es sind Kondensatpumpen mit jeweils 100 % Kapazität vorhanden. Sie befinden sich unterhalb des Kondensators.

Pumpentyp - horizontale Kreiselpumpen. Sie verfügen über einen Endanschluss und ein Radiallaufrad. Ausführung - einstufig direkt durchströmt. Um das Eindringen von Luft in das Kondensatsystem (Vakuumzone) zu verhindern, ist eine Wellendichtung mit Sperrwasseranschluss vorgesehen.

Anschlüsse nach DIN-Norm.

Die Pumpen sind saugseitig mit Filtern ausgestattet. Auf der Saugseite (vor dem Filter) und auf der Druckseite sind Absperrventile vorgesehen. Die Pumpen werden von einem Wechselstrommotor angetrieben und sind auf einer Grundplatte montiert.

3.5.5 Luftauswerfer

Zur Entfernung nicht kondensierbarer Gase aus dem Kondensatorgehäuse sind zwei zweistufige, dampfbetriebene Luftejektoren vorgesehen. Jeder Ejektor ist zweistufig und am Gehäuse des Ejektor-Kondensators installiert, der den Dampf zweier Stufen kondensiert. Das Kondensat kehrt zum Hauptkondensator zurück. Die Rohre sind dafür ausgelegt, 100 % des vom Hauptkondensator zurückgewonnenen Kondensats zu transportieren.

Zum Starten ist ein zusätzlicher Startauswerfer vorgesehen. Der Startejektor ist ein einstufiger, nicht kondensierender Typ. Der Ejektor hat einen Auslass in die Atmosphäre.

3.5.6 System zur Kontrolle des Kondensatniveaus

Das Kondensatniveau-Kontrollsystem regelt einen konstanten Füllstand im Kondensator.

Es besteht aus einem Niveauregler, einem Abgasregelventil und einem Rückführungsventil. Wenn der Kondensatdurchfluss geringer ist als der erforderliche Mindestdurchfluss der Kondensatpumpen oder die minimal erforderliche Menge für den Ejektor-Kondensator und den Sperrdampfkondensator, öffnet das Rückführungsventil und das Auslassregelventil schließt.

Controller - elektronischer Typ oder RSU. Steuerventile (Emissions- und Rezirkulationssteuerventil) können elektrisch oder pneumatisch betätigt werden.

3.5.7 Rohrleitungen anschließen

Die Verbindungsrohre umfassen Rohre zum Ableiten des Kondensats aus dem Kondensator, Rohre zum Ablassen der Luft vom Kondensator zum Ejektor, Sperrwasser (Kondensat) für Dichtungen in der Vakuumzone (Kondensatventile und -pumpen) und ein Notauspuffrohr mit Berstscheibe. Alle Verbindungsrohre aus Kohlenstoffstahl.

4. Turbinensteuerungs- und Schutzsystem

4.1 Bedienung und Steuerung (visuell)

4.1.1 Bedienplatz in der Turbinenleitzentrale

• Ein Bedienfeld
• 19"-Touchscreen, Auflösung 1280x1024
• USB-Schnittstelle
• 24 V DC
• Prozessor 533 MHz FSB, 2 MB SLC
• Speicher 1 GB DDR266 SDRAM (1x1 GB)
• DVD-ROM Windows XP Prof MUI
• DDR SDRAM (2x128 MB) Dual-Channel, 1,44 MB
• FDD+DVD-ROM, Windows 2000 bereits installiert
• 1 PC. Kommunikationsmodul CP 1613 Ethernet
• 1 PC. Kleines Microsoft-Büro
• 1 PC. 19“-Flachbildschirm, Terminal mit Tastatur für Datenempfang/-übertragung
• Maus zur Installation

4.1.2 Visualisierungssystemsoftware

• 1 PC. Software WIN CC V6.0 + SP2
• Lizenz zur Nutzung

4.1.3 Visualisierung spezialisierter Software

Unser Angebot umfasst folgende Überwachungsanzeigen für den Betrieb und die Überwachung von Turbinengeneratoren und Zusatzausrüstung, Zum Beispiel:

• Rezension
• Dampfsystem
• Turbinensteuerung
• Schmierölsystem
• Steuerölsystem
• Visualisierung und Kontrolle der Lagertemperaturen
• Generator, automatischer Spannungsregler, Schutz und Synchronisation
• Funktionsgruppen einschließlich
• Wachstumskurven, Archivfunktion für Messungen, Ereignisprotokoll, Alarme mit Kurz- und Langzeitspeicherfunktion

4.2 Regelung und Schutz der Turbine

4.2.1 SPS-Hardware

Als Automatisierungssystem wird eine SPS zur Steuerung, Regelung und Schutzsteuerung mit folgenden Modulen angeboten:

• 1 PC. Gestell
• 1 PC. Netzteil PS 405 (10 A) mit Pufferbatterie
• 1 PC. CPU 414-3 mit 1MB EPROM
• 1 PC. Industrial Ethernet Kommunikationsmodul CP 443-1
• 1 PC. Schnittstellenmodul IF 964 DP

4.2.1.1 Turbinen-SPS-Hardware

Zur Drehzahlregelung steht eine SPS mit folgenden Modulen zur Verfügung:

• 1 PC. Gestell
• 1 PC. Netzteil PS 307 (2A)
• 1 PC. CPU-317-2DP
• 1 PC. Analogeingang (8 AI)
• 1 PC. Digitales Ein-/Ausgabemodul (8DI/8DO)
• 2 Stk. Analoge Ausgangsmodule (4AO)
• 1 PC. Micro-Speicherkarte
• 1 PC. Geschwindigkeitseingangskarte / 8 Kanäle

Lokale E/A – Peripheriegeräte:

• 6 Stk. Serielle Schnittstelle (Profibus DP)
• 6 Stk. digitale Eingangsmodule (16 DI pro Modul)
• 6 Stk. digitale Eingangsmodule (32 DI)
• 2 Stk. digitale Ausgangsmodule (32 DO pro Modul)
• 13 Stk. Analoge Eingangsmodule (8 AI pro Modul)
• 7 Stk. Analoge Eingangsmodule PT 100 (8 AI)
• 2 Stk. Analoge Ausgangsmodule (8 AO pro Modul)
• 5 Stücke. Gestelle
• Frontstecker

4.2.1 Spezialsoftware für SPS

Spezialsoftware für Turbogenerator und Synchronisation besteht aus:

• Turbinenschutz, Turbinenregelung:
• Geschwindigkeits-/Frequenzregelung
• Turbinenschutz, zum Beispiel:
• Vibrationen
• Schmieröltemperatur/-druck
• Gegendruck
• andere
• Steuerung der folgenden Hilfsantriebe:
• Hilfsölpumpe
• Notschmierölpumpe
• AbluftventilatorÖldämpfe
• Erhitzen des Generators bei Inaktivität
• Drehvorrichtung
• Dichtungsdampfkondensatorventilator
• Funktionsgruppen starten und stoppen
• Funktionsgruppe Schmierölsystem
• Funktionsgruppe Drehvorrichtung
• Turbinenfunktionsgruppe

4.2.2 Geschwindigkeitsmessung und Übergeschwindigkeitsschutz

4.2.2.1 Übergeschwindigkeitsschutz/Geschwindigkeitsregelung

Das 2 von 3 Übergeschwindigkeitsschutzgerät umfasst die folgende Ausrüstung:

• 1 PC. Ständer MMS 6352 19"
• 1 PC. Anschlussfeld MMS 6351/10
• 3 Stk. Geschwindigkeitswächter MMS 6350/D
• 6 Stk. Anschlusskabel 3 m MMS 6360
• 6 Stk. Anschlussblock MMS 6361 25pol Sub D
• 3 Stk. Sensorbuchsen inkl. Befestigungsmuttern (Edelstahl)
• 3 Stk. Geschwindigkeitssensoren

4.3 Generatorschutz und Synchronisierung

4.3.1 Generatorschutz

1 PC. Multifunktions-Generatorschutzrelais

Folgende Schutzfunktionen sind realisierbar:

• Differentialschutz
• Überstromschutz
• Rotorschutz gegen Erdschlüsse
• Statorschutz gegen Erdschlüsse (Schutzbereich 95 %/Uo)
• Rückstromschutz
• Schutz vor unzureichender Erregung
• Überspannungschutz
• Überspannungsschutz (2 Stufen)
• Unterspannungsschutz (2 Stufen)
• Unterfrequenzschutz
• Übererregungsschutz
• Schutz vor Schieflast

Die implementierten Funktionen werden in weiteren Phasen des Projekts besprochen.

1 PC. Anschlussgerät für Rotorerdschlussschutz 7XR61
Das Turbinen-Notstoppsignal und die Öffnungs- und Abschalterregung des Generatorleistungsschalters sind fest verdrahtet

Zusätzliche Ein-/Ausgänge stehen zur Verfügung:

• 1 Eingang für Notstopp der Statorwicklung, wenn hohe Temperatur
• 3 Eingänge für externe Signale (potentialfrei)
• 4 programmierbare Not-Aus-Ausgänge
• Datenübertragung zur Haupt-SPS über Profibus DP-Bus

4.3.2 Kabinett automatische Regulierung Stromspannung

4.3.3 Synchronisierung

1 PC. Zur manuellen Synchronisierung ist auf allen Geräten ein automatisches Synchronisierungsgerät installiert:

• Doppelvoltmeter
• Doppelfrequenzmesser
• Schalter für Leistungsschalter
• Auswahl des automatischen/manuellen Modus
• Synchronisation starten/stoppen
• Synchronoskop

4.4 Turbinen- und Generatorsteuerschränke

4.4.1 Turbinenschaltschrank

Unser Lieferumfang umfasst:

• 1 PC. Turbinenschaltschrank, RAL-Farbe 7032
  Maße B x T x H = 2000 x 600 x 2200 mm, inklusive 200 mm Grundrahmen
  Schutzart IP41

Im Komplekt:

• Stahlplatte der unteren Abdeckung
• Kabelkanäle, Profilschienen und Kabelbefestigungsschienen
• für ankommende/abgehende Kabel
• Schrankbeleuchtung, 110VAC-Steckdosen
• Messung Innentemperatur im Turbinenschaltschrank
• 1 PC. Not-Aus-Relais
• 2 Ventilatoren

Das Übergeschwindigkeits- und Geschwindigkeitsmessgerät ist am Drehrahmen montiert. Die SPS sind auf einem Rahmen montiert.
Auch separat am Rahmen montiert und separat mit Strom versorgt für Bypass-Steuerung und Schutz.

Die Stromversorgung 220 V AC für Beleuchtung/Lüfter sowie 24 V DC für den Turbinensteuerschrank erfolgt fremdseitig

4.4.2 Lokaler Schrank für verteilte E/A

Ein lokales Kabinett
Farbe RAL7032
Maße B x T x H = 1200 x 600 x 2200 mm, inklusive 200 mm Grundrahmen
Schutzart IP41
Im Komplekt:
Stahlplatte der unteren Abdeckung,

Schrankbeleuchtung, 220 V AC-Steckdosen
Messung der Innentemperatur im Turbinenschaltschrank
1 Ventilator

4.4.3 Generatorschaltschrank

1 PC. Schaltschrankfarbe RAL7032
Maße B x T x H = 1600 x 800 x 2200 mm, inklusive 200 mm Grundrahmen, Schutzart IP41, inklusive:
Stahlplatte der unteren Abdeckung
Kabelkanäle, Profilschienen und Kabelbefestigungsschienen für ankommende/abgehende Kabel
Schrankbeleuchtung, 110VAC-Steckdosen
Messung der Innentemperatur im Schaltschrank

Die folgenden Teile sind am Schaukelrahmen montiert
Generatorschutzrelais
Synchronisationsrelais
2 Strom-/Spannungswandler für Erregerspannung und -strom
alle manuellen Synchronisierungsgeräte

Auf dem Rack ist ein Gerät zur Datenübertragung an die SPS über den Profibus-Bus installiert
Einzeiliges Diagramm des Stromnetzes auf der Vorderseite des Schranks

4.5 Werksabnahmetest

Vor dem Versand in die Werkstatt wird eine Abnahmeprüfung durchgeführt.
Alle Ein- und Ausgangssignale werden von den Klemmen bis zur Bildgebung vollständig getestet.

5. Liste der elektrischen Verbraucher

7.2 Reglerschmierung und Ölsystem

Ein Satz Schmiersystem und Geschwindigkeitsregelöl besteht aus:

7.3 Getriebe

7.4 Kondensationsgerät

Eins Kondensationsgerät besteht aus:

Alle vom Verkäufer gelieferten Module sind intern bis zu den Klemmenkästen verdrahtet und geprüft.

7.7 Generator

7.8 Fundament des Turbogenerators

7.9 Dienstleistungen

• Montageüberwachung (Tagessätze)
• Inbetriebnahme (zu Tagessätzen)
• Probelauf (2 Wochen, 1 Schicht) (zu Tagessätzen)
• Schulung des Personals des Käufers während der Inbetriebnahme und des Probelaufs

7.10 Ausnahmen vom Lieferumfang

Folgende Hauptkomponenten, Materialien und Dienstleistungen sind nicht im Lieferumfang des Turbinenverkäufers enthalten:

• Design, Layout, Produktion, Lieferung von Teilen und Dienstleistungen, die nicht in aufgeführt sind dieses Dokument
• Arbeitszeichnungen
• Stabilitätsanalyse zur Einführung eines Generators in die Produktion
• andere Codierungssysteme im Unternehmen
• Konstruktionsberechnungen, Bauarbeiten, Zementmaterialien
• Stützstrukturen, Plattformen, Leitern, Heizgehäuse und andere Geräte
• Bodenbeläge, Gehwege
• Wellblechstege für Bodenlöcher, Gräben und Kanäle
• Beleuchtungs- und Kommunikationssysteme, Klimaanlagen
• Schaltanlage, Elektromotor-Schaltschrank, Niederspannungsnetz, Kabel und Kabelkanäle
• USV 220 V AC, Batterie, Ladegerät und Tafeln
• Erdungssystem
• Feuerlöschausrüstung
• Wasserhähne
• Gegenflansche, Schrauben, Muttern, Dichtungen an allen Lieferstellen
• Kühlwassersystem
• Heizungen, Entgaser, Speisewasserleitungen, Ablauftank, Bypass-System
• Wärmedämmung für Rohre, Leitungen und Hilfsgeräte
• erste Ölfüllung, Ölabscheider
• Schallschutzhaube
• Leerlauftest des eingehenden Öls im Werk, erste Ölbefüllung, Ölreiniger
• Standardwerkzeuge und Schweißgeräte für Installation und Wartung vor Ort
• Ersatzteile (außer Inbetriebnahme-Ersatzteile) (optional)
• Turbinentest ohne Last in der Werkstatt
• Malmaterialien vor Ort
• Lagerung, Vorbereitung zur Verwendung in Winterzeit
• Installation
• Inbetriebnahme, Probebetrieb
• Schulung im Unternehmen des Lieferanten
• Schecks Dritter
• Leistungstest, speziell kalibrierte Leistungstestinstrumente

7.11 Liefergrenzen

• Grundplatten für mitgeliefertes Equipment
• Düsen am Turbineneintritt/-austritt für Frischdampf und Entnahmedampf
• Einlass-/Auslassflansche am Rückschlagventil
• Einlass-/Auslassflansche für Kühlwasser am Kondensator, Ölkühler und Generatorkühler
• Kondensataustritt nach dem Regelventil im Bereich des Turbinenfußes
• Ausgangsventilator – Dampfkondensator abdichten
• Abgasabsauger
• Anschlüsse für elektrische Ausrüstung/Instrumentierung am Turbinen-/Generator-Schaltschrank
• Terminals für elektrische Geräte/Instrumente vor Ort Verteilerkästen
• Terminals für tragbare Messgeräte
• Klemmen für Elektromotoren, Antriebe, Magnetventile
• 10,5-kV-Klemmen für Generator

Turbogeneratoren sind Synchrongeneratoren, die direkt an das Wärmekraftwerk angeschlossen sind. Ihre Turbinen werden mit fossilen Brennstoffen betrieben und weisen daher die höchsten Wirkungsgrade auf. Dies gilt insbesondere für die hohe Frequenz ihrer Rotation.

Diese Erzeugungsanlagen liefern etwa 80 Prozent der gesamten weltweiten Stromerzeugung. elektrische Energie.

Die Hauptaufgabe des Turbogenerators ist die Umwandlung der mechanischen Energie einer Dampf- oder Gasturbine in elektrische Energie. Dies geschieht bei hoher Rotorgeschwindigkeit (von 3000 bis 15000 U/min).

Turbogeneratoren sind eine ziemlich komplexe Art elektrischer Einheiten, die Folgendes kombinieren:

• Stromprobleme;
• elektromagnetische Eigenschaften;
• Maße;
• Kühlen und Heizen;
• statische und dynamische Festigkeit.

Diese Geräte sind horizontal aufgebaut und verfügen über eine Erregerwicklung mit impliziten Polen, die sich auf dem Rotor selbst befindet. Und auf dem Stator befindet sich eine dreiphasige Wicklung.

Funktionsprinzip eines Turbogenerators

Die mechanische Energie der Turbine selbst wird in elektrische Energie umgewandelt. Dies ist dank der Rotation möglich Magnetfeld, erzeugt durch kontinuierlichen Stromfluss in der Wicklung des Rotors selbst. Dies trägt zur Bildung von dreiphasigem Wechselstrom sowie zur Spannung im Stator (seinen Wicklungen) bei. Das Drehmoment vom Motor wird auf den Generatorrotor übertragen.

Diese Eigenschaft des Turbogenerators ermöglicht es, beim Drehen des Rotors ein magnetisches Moment zu bilden, das in seinen Wicklungen einen elektrischen Strom erzeugt. Dank des Erregersystems im Gerät wird in allen Betriebsmodi dieses Geräts eine konstante Spannung aufrechterhalten.

Die Wasserzirkulation in Wärmetauschern und Gaskühlern erfolgt mithilfe von Pumpen, die sich außerhalb des Turbogenerators selbst befinden.

Dampfturbinengenerator

Der Dampfturbogenerator verfügt über eine erhöhte Betriebszuverlässigkeit und entwickelt seine Auslegungsleistung kontinuierlich über viele Betriebsstunden hinweg. Solch moderne Geräte kann eine Leistung von bis zu 1300 MW haben. Dampfturbinengeneratoren können häufig parallel betrieben werden. In diesem Fall kann Strom in einen Stromkreis übertragen werden.

Der thermische Wirkungsgrad eines Kraftwerks, in dem ein Dampfturbogenerator installiert ist, hängt direkt von den Arten und Parametern des Wärmekreislaufs zur Nutzung der Wärme des erzeugten Dampfes sowie von der Anlage selbst und ihren Eigenschaften ab.

In industriellen Kesselhäusern, in denen Heizöl oder feste Brennstoffe verwendet werden, wird häufig ein Dampfturbinen-Turbinengenerator mit geringer Leistung installiert. Turbinen fungieren hier als Drosseleinrichtungen für Reduktions-Kühlgeräte, basierend auf der Druckdifferenz vom Kessel zur industriellen Entnahme oder zum Wärmetauscher. /p>

Die Leistung des in dieser Branche eingesetzten Turbogenerators reicht von 250 Kilowatt bis 5 Megawatt. Mit dieser Anlage können Sie sehr günstige elektrische Energie beziehen. Es stellt sich heraus, dass es achtmal günstiger ist als gekauft. Und alle Geräte können sich bei einer Betriebsdauer von mehr als 5.000 Stunden im Jahr innerhalb von drei Jahren schnell amortisieren.

Die Dampfturbine eines Kleinlast-Turbogenerators kann nicht nur als Antrieb für einen elektrischen Generator, sondern auch zum Antrieb von Geräten verwendet werden, die für den Betrieb von Kesselhäusern für beliebige Zwecke erforderlich sind.

Stator des Turbogenerators

Es besteht aus einem Gehäuse, in dem sich ein Kern mit Aussparungen zum Einbau von Wicklungen befindet. Der Kern besteht aus Schichten, die aus mehreren Stahlblechen (Elektrostahl) bestehen und zusätzlich mit Lack beschichtet sind. Zwischen diesen Schichten befinden sich spezielle Kanäle zur Belüftung (ca. 5 – 10 Zentimeter).

An der Stelle, an der sich die Aussparungen befinden, wird die Wicklung mit Keilen befestigt und ihr vorderer Teil an speziellen Ringen befestigt. Es befindet sich am Ende des Stators. Der Kern selbst ist in einem robusten, geschweißten Gehäuse aus Stahl untergebracht.

Turbogenerator-Rotor

Um eine hohe Festigkeit zu gewährleisten, wird der Rotor des Turbinengenerators in Form eines dicken Zylinders aus einem massiven Stahlbarren hergestellt. In diesem Fall wird in der Regel Kohlenstoffstahl der Güteklasse „35“ verwendet (bei geringer Belastung dieser Einheit).

Der Rotor des Turbinengenerators ist mit zwei Lochreihen ausgestattet, die sich entlang der ersten Wicklungslöcher befinden. Dies ist notwendig, um dort spezielle Ausgleichsgewichte zu befestigen. Die Länge des Turbogeneratorrotors ist deutlich geringer als seine aktiven Abmessungen.

Bei einer Rotationsgeschwindigkeit von etwa 3000 U/min erreicht der Rotor einen Durchmesser von 1,2 Metern. Die Wicklung besteht aus Spezialbandkupfer mit einem zusätzlichen Silberzusatz. Der Halt in den Rillen erfolgt durch Duraluminiumkeile.

Um den thermischen Widerstand des Rotors gegen Rückströme zu erhöhen, werden auf der Wicklungsisolierung Kurzschlussringe angebracht, die in Form eines zweilagigen Kupferkamms ausgeführt sind.

Um die Leistung des Aggregates zu erhöhen, wird die Kühlung des Turbogenerators intensiviert, ohne die Abmessungen wesentlich zu vergrößern. Wenn die Belastung solcher Geräte 50 W überschreitet, wird eine Flüssigkeits- oder Wasserstoffkühlung ihrer Wicklungen verwendet.

Kühlung von Turbogeneratoren

Luftgekühlte Turbogeneratoren

Solche Einheiten werden mit einer Belastung von 2,5 hergestellt; 4; 6; 12 und 20 MW. Das Design solcher Geräte ist geschlossen. Die Eigenbelüftung erfolgt im geschlossenen Kreislauf. Die Rotation der Luft im Turbogenerator erfolgt durch Ventilatoren, die auf beiden Seiten im Rotor befestigt sind.

Um das Eindringen von Staub in das Innere zu verhindern, sind am Schaft spezielle Luftdichtungen angebracht. Und Luftlecks werden durch Ansaugen aus der Außenumgebung ausgeglichen.

Wasserstoffgekühlte Geräte

Dabei handelt es sich um Geräte mit einer Leistung von 60 und 100 Megawatt.

Die Kühlung des Turbogenerators, also der Rotorwicklungen, erfolgt direkt mit Wasserstoff. Der Stator wird indirekt gekühlt und ist von einer verschweißten Hülle umgeben, die gasdicht und dauerhaft ist.

Wassergekühlte Einheiten

Die Rotor- und Statorwicklungen derartiger Geräte werden durch direkte Wasserversorgung gekühlt. Der Statorkernstahl wird mit speziell entwickelten Kühlern aus Silumin gekühlt. Die Luft, die den Generator selbst füllt, wird durch Wasser gekühlt.

Integrierte Kühlung

Solche wasserstoffwassergekühlten Geräte haben eine Leistung von 160 – 1200 Megawatt. Und die Anzahl der Umdrehungen pro Minute beträgt 3000. Solche Einheiten verfügen über eine direkte Kühlung der Statorwicklung mit destilliertem Wasser und des Rotors mit Wasserstoff. Ihre äußere Oberfläche wird ausschließlich mit Wasserstoff gekühlt.

Der Körper solcher Einheiten ist einteilig, geschweißt, gasdicht, einteilig, und seine Innenfläche weist außerdem zusätzliche Querringe zur Steifigkeit auf, die zur Befestigung des Kerns beitragen. Der Stator ist auf beiden Seiten von Außenblechen abgedeckt.

Dies gilt für Blöcke mit einer Leistung von 160 – 220 MW. Wenn die Leistung des Turbogenerators 300 - 800 Megawatt beträgt, besteht der Rahmen solcher Geräte aus drei Abschnitten. Es wird mit Wasserstoff gefüllt, der dann über zwei zirkuliert Axialventilatoren, am Rotor selbst montiert. Es kühlt in den Gaskühlern des Turbogenerators.

Aufregender Modus

Die wichtigste Methode dieser Art ist das bürstenlose System. Erreger geschlossener Typ verfügt über eine isolierte Belüftung. Bei Turbogeneratoren mit einer Leistung von 160 – 800 Megawatt kommt ein Thyristorsystem mit Selbstaktivierung zum Einsatz. Der Erreger selbst ist ein Synchronerreger Dreiphasengenerator Wechselstrom.

Mithilfe von Thermokonvertern werden die thermischen Bedingungen der Hauptkomponenten sowie des Kühlsystems überprüft. Sie sind mit der zentralen Steuereinheit verbunden.

Dank spezieller Ausrüstung ist es möglich, den Druck, den Kühlwasserfluss, das Destillat, den Öldruck usw. zu überwachen. Mit seiner Hilfe werden alle Änderungen der vorgegebenen Parameter gegenüber der Norm kontinuierlich überwacht.

Auch bei diesen Geräten sind spezielle Schutzsysteme verbaut. Diese Eigenschaft des Turbogenerators weist auf eine Verringerung des Wasserverbrauchs im Gaskühler hin.

Betrieb von Turbogeneratoren

Am meisten großes Problem Beim Betrieb wasserstoffgekühlter Geräte ist die Bekämpfung von Wasseraustritten erforderlich. Vor der Inbetriebnahme solcher Maschinen oder nach deren Überholung ist es zwingend erforderlich, den Generator sowie das Wasserstoffkühlsystem selbst auf seine Gasdichte zu überprüfen.

Der Wasserstoffverbrauch pro Tag sollte nicht mehr als 10 Prozent der Gesamtmenge in dieser Einheit betragen. Und seine stehende Leckage sollte 5 % nicht überschreiten. Außerdem sollten Sie bedenken und wissen, dass mit steigender Temperatur des Dichtungsöls auch die Menge des darin gelösten Wasserstoffs zunimmt. Dies kann zu einer Wasserstoffleckage führen.

Schwingungszustand des Turbogenerators ist einer der Hauptparameter, der für die Sicherheit und Zuverlässigkeit im Betrieb verantwortlich ist. Sie kann hintereinander aufgerufen werden mechanische Gründe, verursacht durch Unwucht der rotierenden Komponenten des Turbogenerators, Verletzung der Lagerkonstruktion, Asymmetrie der Luftspalte, Kurzschluss der Windungen in den Rotorwicklungen, Verletzung der Wicklungsisolierung usw.

Der Langzeitbetrieb des Turbogenerators ist bei asymmetrischer Leistung zulässig, wenn der Rückstrom nicht mehr als acht Prozent des Nennstroms des Stators selbst beträgt. In diesem Fall müssen die Ströme in den Phasen größer als die Nennwerte sein.

Langzeitbetrieb von Turbogeneratoren ist auch dann gewährleistet, wenn sie in diesem Fall mit der Methode „Präzise Synchronisation“ eingeschaltet werden.

Im Notbetrieb kann das Gerät eingeschaltet werden, der Statorstrom darf jedoch nicht mehr als das Dreifache des Nennwerts betragen. Zulässige Temperatur Kühlwasserstoff hat eine Temperatur von 40°C. Es kann nicht unter 20 Grad abgesenkt werden. Steigt seine Temperatur, sollte die Nennlast des Generators reduziert werden. Alle Leistungsreduzierungswerte finden Sie in den Bedienungsanleitungen solcher Geräte.

Dieses Gerät kann auch mit einer Eingangsspannung betrieben werden, die 110 Prozent des Nennwerts nicht überschreitet.

Für den normalen und unterbrechungsfreien Betrieb des Turbogenerators muss die Temperatur des Kühlmittels im Gaskühler 33 Grad betragen. Sein Mindestwert beträgt 15°C.

Turbogeneratoren auf der Ausstellung

Die internationale Ausstellung „Electro“ ist die größte Veranstaltung, auf der elektrische Geräte für Energie, Elektrotechnik, Automatisierung sowie industrielle Beleuchtungsgeräte präsentiert werden.

Sie werden viele Segmente und aktuelle Branchentrends sehen können, angefangen bei der Erzeugung elektrischer Energie bis hin zum Endverbrauch; Finden Sie heraus, was ein Turbogenerator ist, sein Funktionsprinzip, seine Typen und Eigenschaften.

An dieser Ausstellung nehmen jedes Jahr Unternehmen aus verschiedenen Ländern der Welt teil: China, Deutschland, Slowenien, Spanien, Indien, die Tschechische Republik und viele andere.

Auf dem Electro-Event sehen Sie:

• Turbogeneratoren, Kompressoren, Gasturbineneinheiten, verschiedene Hilfsgeräte;
• elektrische Ausrüstung für Kraftwerke, Übertragungsnetze und Energieverteilung;
• Entwurf von Elektroenergieanlagen und Stromversorgungssystemen aller Art;
• intelligente Netzwerke;
• elektrische Sicherheit;
• Mittel, die für den Arbeitsschutz verantwortlich sind;
• Arbeitskleidung.

Darüber hinaus haben Sie die Möglichkeit, ein spezielles Aus- und Weiterbildungsprogramm für das Personal zu absolvieren.

In der Abteilung Industriebeleuchtung können Sie Folgendes kennenlernen:

• Entwurf von Beleuchtungssystemen;
• Beleuchtung in Notsituationen;
• Bürobeleuchtungssysteme sowie Industrie- und Lagerbeleuchtungssysteme;
• Straßenbeleuchtung und vieles mehr.

Wenn Sie zur Electro-Ausstellung kommen, können Sie viel Interessantes und Interessantes erfahren moderne Technologien und Ausrüstung. Dies wird zweifellos zum Wachstum Ihres Unternehmens beitragen. Durch den Kauf der erforderlichen Ausrüstung können Sie Ihre Produktion effektiv modernisieren und beschleunigen.

Die Organisatoren dieser Ausstellung bieten jedem Unternehmen die Möglichkeit, seine neuesten Entwicklungen vorzustellen, wodurch es einen besonderen Platz im Präsentationsprogramm einnehmen kann.

Der Zweck eines solchen Projekts besteht darin, Aufmerksamkeit zu erregen potentielle Käuferüber die neuesten Entwicklungen und deren Förderung auf dem russischen Markt. Mit seiner Hilfe können Sie Besucher für Ihr gerade auf den Markt gekommenes Projekt gewinnen und von seinen Vorteilen und neuen technologischen Lösungen erzählen.

Von Zehntausenden Umdrehungen pro Minute (für synchrone Turbogeneratoren mit Erregung durch Permanentmagnete „NPK Energodvizhenie“) bis 3000, 1500 U/min (für synchrone Turbogeneratoren mit Rotorerregung). Mechanische Energie von der Turbine wird durch den rotierenden Magneten in elektrische Energie umgewandelt Feld des Rotors im Stator... Das Rotorfeld, das entweder durch die Montage am Rotor entsteht Permanentmagnete, oder Gleichspannungsstrom, der in der Kupferrotorwicklung fließt, führt zur Entstehung von dreiphasiger Wechselspannung und -strom in den Statorwicklungen. Je stärker das Rotorfeld ist, desto größer sind Spannung und Strom am Stator, d. h. Es fließt mehr Strom in den Rotorwicklungen. Bei synchronen Turbogeneratoren mit externer Erregung werden Spannung und Strom in den Rotorwicklungen durch ein Thyristor-Erregersystem oder einen Erreger erzeugt – einen kleinen Generator auf der Welle des Turbogenerators. Turbogeneratoren haben einen zylindrischen Rotor, der auf zwei Gleitlagern gelagert ist; in vereinfachter Form ähneln sie einem vergrößerten Generator eines Pkw. Abhängig vom Einsatzort und den Anforderungen des Kunden werden 2-polige (3000 U/min), 4-polige (1500 U/min wie im KKW Balakowo) und mehrpolige Maschinen hergestellt. Nach den Methoden zur Kühlung der Wicklungen des Turbogenerators werden unterschieden: mit Flüssigkeitskühlung durch den Statormantel; mit flüssiger Direktkühlung der Wicklungen; Mit luftgekühlt; mit Wasserstoffkühlung (häufiger in Kernkraftwerken eingesetzt).

Enzyklopädisches YouTube

1 / 3

Elektrotechnik. Funktionsprinzip des Generators und DPT..wmv

Elektrotechnik. Synchrone elektrische Maschinen.

Funktionsprinzip der Lichtmaschine

Untertitel

Geschichte

Einer der Gründer von ABB, Charles Brown, baute 1901 den ersten Turbogenerator. Es handelte sich um einen 6-poligen Generator mit einer Leistung von 100 kVA.

Das Aufkommen leistungsstarker Dampfturbinen in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts führte zur Notwendigkeit von Hochgeschwindigkeits-Turbogeneratoren. Die erste Generation dieser Maschinen verfügte über ein stationäres Magnetsystem und eine rotierende Wicklung. Dieses Design weist jedoch eine Reihe von Einschränkungen auf, eine davon ist der geringe Stromverbrauch. Darüber hinaus ist der Rotor eines Schenkelpolgenerators nicht in der Lage, großen Zentrifugalkräften standzuhalten.

Charles Browns wichtigster Beitrag zur Entwicklung des Turbogenerators war die Erfindung des Rotors, bei dem seine Wicklung (Erregerwicklung) in Schlitze passt, die durch maschinelle Bearbeitung des Schmiedeteils entstehen. Charles Browns zweiter Beitrag zum Turbogenerator war die Entwicklung des laminierten zylindrischen Rotors im Jahr 1898. Und schließlich baute er 1901 den ersten Turbogenerator. Diese Bauart wird bis heute bei der Herstellung von Turbogeneratoren verwendet.

Arten von Turbogeneratoren

Je nach Kühlsystem werden Turbogeneratoren in verschiedene Typen unterteilt: luftgekühlt, ölgekühlt, wasserstoffgekühlt und wassergekühlt. Es gibt auch kombinierte Typen, etwa wasserstoffwassergekühlte Generatoren.

Es gibt auch spezielle Turbogeneratoren, zum Beispiel für Lokomotiven, die zur Stromversorgung der Beleuchtungskreise und des Radiosenders einer Dampflokomotive dienen. In der Luftfahrt dienen Turbogeneratoren als zusätzliche Bordstromquellen. Beispielsweise wird der Turbogenerator TG-60 mit einem Flugzeugtriebwerk betrieben, das vom Kompressor gespeist wird Druckluft, als Antrieb für einen dreiphasigen Wechselstromgenerator 208 Volt, 400 Hertz, Nennleistung 60 kVA*A.

Design eines Turbogenerators

Der Generator besteht aus zwei Hauptkomponenten – dem Stator und dem Rotor. Aber jedes von ihnen enthält eine große Anzahl von Systemen und Elementen. Der Rotor ist ein rotierendes Bauteil des Generators und unterliegt dynamischen mechanischen sowie elektromagnetischen und thermischen Belastungen. Der Stator ist ein stationäres Bauteil eines Turbogenerators, unterliegt aber auch erheblichen dynamischen Belastungen – Vibration und Torsion sowie elektromagnetischen, thermischen und Hochspannungsbelastungen.

Erregung des Generatorrotors

Der anfängliche (erregende) Gleichstrom des Generatorrotors wird ihm vom Generatorerreger zugeführt. Typischerweise ist der Erreger koaxial über eine elastische Kupplung mit der Generatorwelle verbunden und stellt eine Fortsetzung des Turbine-Generator-Erregersystems dar. Allerdings sorgen große Kraftwerke auch für eine Ersatzerregung des Generatorrotors. Eine solche Erregung erfolgt durch einen separaten Erreger. Solche Gleichstromerreger werden von einem eigenen Drehstrom-Elektromotor angetrieben und als Reserve in den Stromkreis mehrerer Turbineneinheiten gleichzeitig eingebunden. Vom Erreger wird dem Generatorrotor über einen Schleifkontakt über Bürsten und Schleifringe Gleichstrom zugeführt. Moderne Turbogeneratoren verwenden Thyristor-Selbsterregungssysteme.