В данной статье рассматриваются устройство и охлаждение генератора ТЗВ-800сз Талимарджанский ТЭС.
В настоящее время в Узбекистане находится единственная в Средней Азии Талимаржанская ТЭС с конденсационной турбиной К-800–240–5 мощностью 800 мВт и ПГУ-470 мВт. Для охлаждения турбогенераторной установки требуется огромные запасы водорода. В связи с недостаточностью резервов водорода ТЗВ-800–2 переведён на водяное охлаждение.
Генератор состоит из следующих основных конструктивных элементов: статор, ротор, концевые части статора с обеих сторон генератора, щиты наружные с камерами слива дистиллята, напорные камеры дистиллята для обмоток ротора, подшипники, щеточно-контактный аппарат. Генератор ТЗВ-800–2 является трехфазным синхронным генератором с обмоткой статора, соединенной в двойную «звезду» (две обмотки со схемой «звезда» включены параллельно). На роторе, кроме обмотки возбуждения, располагается демпферная обмотка, служащая для успокоения качаний, возникающих при переходных режимах в генераторе и для охлаждения бочки ротора [1].
Генератор имеет полное водяное охлаждение с двумя автономными системами охлаждения и система охлаждения и ротора (СОС и СОР). Система охлаждения элементов статора включает пять параллельных цепей: обмотка статора, охладители сердечника статора и ребер статора, охладители нажимных колец сердечника статора, а также охладители тиристорных преобразователей систем рабочего и резервного возбуждения генератора. Система охлаждения обмоток ротора имеет две параллельные цепи: обмотка возбуждения и демпферная обмотка. Предусмотрен отбор дистиллята из этой системы для охлаждения лабиринтных уплотнений со стороны турбины и со стороны возбудителя.
Концевые части генератора охлаждаются конденсатом турбины. Поддержание влажности воздуха в корпусе в допустимых пределах обеспечивает система вентиляции генератора. Статор состоит из корпуса, обмотки, сердечника и других конструктивных элементов. Корпус статора сварной с поперечными перегородками и ребрами, расположенными вдоль оси генератора. На ребра набираются листы электротехнической стали, сердечника статора, который сжимается с торцов нажимными кольцами.
Для охлаждения сердечника статора между пакетами стали статора вмонтированы специальные охладители с впаянными в них змеевиками для прохождения дистиллята. Дистиллят в охладители поступает из двух трубчатых коллекторов, расположенных в верхней и нижней частях генератора вдоль его оси. После охладителей горячий дистиллят попадает в сливные коробки, расположенные в средней части корпуса генератора. Через смотровые окна этих коробок оперативный персонал может наблюдать слив дистиллята из каждого охладителя. Ребра статора и нажимные кольца снабжены охлаждающими медными трубками, через которые протекает дистиллят. Система охлаждения ребер статора питается от двух кольцевых коллекторов, расположенных по обе стороны корпуса генератора, а слив горячего дистиллята производится в сливные коробки системы охлаждения сердечника статора. Охлаждение нажимных колец выполнено с использованием напорного и сливного коллекторов, расположенных в нижней части корпуса генератора.
Каждый стержень обмотки статора состоит из чередующихся сплошных и полых элементарных проводников, через которые протекает дистиллят. Напорный (сторона возбудителя) и сливной (сторона турбины) коллекторы системы охлаждения обмотки статора выполнены кольцевыми, расположены в торцевых зонах корпуса генератора и конструктивно закреплены на нажимных кольцах.
Ротор выполнен из цельной стальной поковки с утолщением посередине («бочка» ротора). В его состав входят: обмотка возбуждения, демпферная обмотка, бандажные кольца, напорные и сливные кольца системы охлаждения, контактные кольца и др. элементы. В «бочке» ротора выфрезерованы пазы для обмоток ротора. Проводники обмоток прямоугольного сечения, полые — для протекания охлаждающего дистиллята. Обмотка возбуждения выполнена изолированной от бочки ротора, демпферная обмотка изоляции не имеет. Лобовые части обмоток закреплены надетыми на них стальными немагнитными бандажными кольцами. С торца бандажные кольца закрыты упорными кольцами, через которые проходят начала и концы обмоток ротора с надетыми на них специальными окончателями. Упорные кольца имеют «U» образную форму. Сливные концы обмоток выведены во внутреннюю полость упорных колец, а напорные проходят сквозь обе стенки этих колец. Сливные и напорные кольца, закрепленные на упорных кольцах, образуют соответственно сливные и напорные зоны охлаждения обмоток ротора. Все описанные элементы вращаются вместе с ротором. Концентрично с напорными кольцами, внутри них расположены неподвижные напорные коллекторы, закрепленные на наружных щитах генератора.
Дистиллят, поступающий через напорные коллекторы в напорные зоны охлаждения обмоток, прижимается при вращении ротора к внутренним полостям напорных колец, покрывая при этом начала обмоток, выведенных в эту зону. Созданное центробежными усилиями давление дистиллята достаточно для прохождения его через обмотки. Далее дистиллят попадает на внутреннюю поверхность сливных колец, откуда сбрасывается в сливные камеры торцевых щитов.
Требуемый расход дистиллята через обмотки обеспечивается при определенном радиальном уровне его в напорном кольце. Уровень контролируется визуально с помощью индикаторной трубки. Один конец ее закреплен в напорном коллекторе, тангенциально (по касательной) к поверхности дистиллята в напорном кольце, навстречу движению дистиллята, второй- свободен и направлен в сторону смотрового стекла. При достаточном уровне дистиллята в напорном кольце кромка трубки касается поверхности жидкости, и дистиллят попадает в трубку. Наличие струи в индикаторном бачке, вытекающей из трубки, свидетельствует о нормальном уровне дистиллята в напорном кольце.
Системы охлаждения обмотки возбуждения и демпферной обмотки (ОВ и ДО) аналогичны. Со стороны возбудителя смонтирована система охлаждения обмотки возбуждения, а со стороны турбины — система охлаждения демпферной обмотки. Для защиты внутреннего объема статора от попадания водных брызг из камер слива дистиллята в системе охлаждения ротора используются лабиринтные уплотнения, прикрепленные к наружным щитам генератора. Лабиринтные уплотнения выполнены с тремя специальными канавками для сбора дистиллята с вала и отведения его к смотровым устройствам и далее, на слив во всасывающий коллектор насосы охлаждения ротора (НОР) [2].
Параметры системы охлаждения генератора и основные требования к дистилляту изложены в таблице.
Таблица 1
|
Цепь охлаждения |
Расход, m3/h |
Давление на входе |
|
|
Ра |
(kgf/cm2) |
||
|
1 Обмотка статора |
140+10 |
3·105 |
(3) |
|
2 Охладители акт. стали и ребер |
85+5 |
4·105 |
(4) |
|
3 Тиристорные преобразователи раб. системы возбуждения |
7,5 |
4,9·105 |
(4,9) |
|
4 Охладители нажимных колец |
26 |
3,9·105 |
(3,9) |
|
5 Обмотка ротора: |
|
|
|
|
-обмотка возбуждения |
110 |
|
|
|
-демпферная обмотка |
31,5 |
|
|
|
6 Концевые части (конденсат после КЭН-1 с t= 25… 45°С) |
15 |
(0,7÷0,2) ·105 |
0,7÷0,2 |
|
7 Лабиринтные уплотнения |
- |
0,98·105 |
0,98 |
Таблица 2
|
Параметры |
СОС |
СОР |
|
1 Удельное электрическое сопротивление |
|
|
|
при 40°С, kΩ·S /мкS/cm: |
|
|
|
-не менее/не более |
200/5 |
200/5 |
|
— предупредительная сигнализация — наименьшее/наибольшее допустимое |
100/10 75/15 |
100/10 75/15 |
|
2 Температура на входе в цепи охлаждения, °С (уставка на сигнал): |
СОС |
СОР |
|
-номинальная |
30 |
30 |
|
-наибольшая допустимая |
40 |
40 |
|
-наименьшая допустимая* |
25 |
25 |
|
3 Содержание соединений меди, µg/l |
до 100 |
до 400 |
|
4 Содержание кислорода, µg/l |
50–400 |
Не норми-руется |
|
5 Показатель рН |
8,5±0,5 |
6,7–7,2 |
На примере параметра системы охлаждения генератора приводим схему охлаждения тиристоров преобразователя. Система тиристорная статическая резервная типа СТСР-660–5000–2 предназначена для резервного возбуждения генератора при выводе из работы рабочей системы возбуждения. Для охлаждения тиристорных преобразователей необходим расход дистиллированной воды 7.5 m3/h под давлением 4,9·105 Ра [3].
Рис. 1. Схема охлаждения тиристоров преобразователя
Выводы.
1. При эксплуатации генератора в режимах недовозбуждения необходимо:
- поддерживать температуру охлаждающего дистиллята не выше 300С;
- осуществлять контроль температуры дистиллята на сливе из нажимных колец (не более 85°С);
- периодически осуществлять контроль затяжки болтов торцевых щитов.
2. Эксплуатационные величины давления на входе в цепи охлаждения обмотки статора, стали статора, определяются при установлении указанных в таблице 1 величин расходов.
3. Эксплуатационные величины расхода по цепям охлаждения лабиринтных уплотнений, концевых частей устанавливаются при достижении указанных в таблице 2 величин давления дистиллята на входе.
4. Отклонение расхода воды на ТП рабочего возбуждения в сторону увеличения от номинального не ограничивается, при условии обеспечения величины давления на входе в тиристорные преобразователи не более 4,9·105 Pа (4,9 kgf/cm2).
Литература:
1. Инструкция эксплуатация турбогенератора ТЗВ-800–2УЗ УП «Талимарджанская ТЭС».
2. Рожкова Л. Д.,Козулин В. С. Электрооборудование станции и подстанции. М.Энергия,1980
3. Васильев А. А. и другие Электрическая часть станции и подстанции. М.Энергия.1980.
