Турбогенераторы

В настоящее время на тепловых электрических станциях России эксплуатируется около 1200 турбогенераторов суммарной мощностью около 150 ГВт (150 тыс. МВт). Все турбогенераторы — отечественного производства. Большая часть общей мощности (около 60 %) — это турбогенераторы мощностью 100—320 МВт. Распределение турбогенераторов по группам мощностей приведено в табл. 3.1. По сравнению с США структура мощностей турбогенераторов России несколько сдвинута в область меньших мощностей (100—200 МВт). В США доля установленной мощности блоков 300—500 МВт составляет 40 %, что несколько больше, чем в России (30 %).

Большинство отечественных турбогенераторов имеет большую надежность, чем аналогичные в США, но несколько меньшую, чем турбогенераторы новейших серий фирм ABB и Siemens/KWU.

В последние 30—40 лет в мире имел место рост единичной мощности турбогенераторов, который приводил к снижению удельных затрат материалов генераторов на единицу мощности, удельных капиталовложений при сооружении станции и стоимости электроэнергии. Например, удельные капиталовложения на 1 кВт установленной мощности для турбогенератора 200 МВт почти в 2,5 раза меньше, чем для турбогенератора мощностью 32 МВт. Коэффициент полезного действия (КПД) турбогенераторов мощностью 1200 МВт примерно равен 99 %, однако, отводимые в виде теплоты потери в нем достигают 12 000 кВт, что требует обеспечения интенсивного охлаждения.

В последние годы рост единичных мощностей турбогенераторов замедлился по причинам технического характера, которые связаны с необходимостью внедрения сложных методов охлаждения, ограничениями по механическим напряжениям ротора и вибрациям. Принципиально электромашиностроение способно создать генераторы мощностью 2000—2500 МВт, однако социально-экономические последствия аварийного выхода из строя такого агрегата пока лишают актуальности задачу применения машин такой единичной мощности.

В качестве охлаждающих агентов в турбогенераторах применяются воздух, водород, дистиллированная вода и трансформаторное масло. Их физические свойства в относительных единицах (о.е.) приведены в табл. 7.1.

По принципу охлаждения все турбогенераторы можно подразделить на машины с косвенным (поверхностным) охлаждением и непосредственным охлаждением проводников обмоток статора и ротора различными агентами, а также смешанным охлаждением.

 

Свойства охлаждающих сред по отношению к воздуху
Таблица 7.1 Среда Плот­ность Объемная тепло­емкость Теплопро­водность Теплоот­водящая способ­ность Расход
Воздух
Водород при избы­точном давлении, МПа:  
0,1 0,14 1,5 7,1 2,3
0,2 0,21 2,2 7,1 2,7
0,3 0,27 3,0 7,1 3,0
0,4 0,35 3,75 7,1 3,5
Масло трансфор­маторное 5,3 0,01
Вода 0,01

 

Типы турбогенераторов с различными видами охлаждения представлены в табл. 7.2.

Водородное охлаждение, в том числе и водородно-водяное, применяется для 64,5 % турбогенераторов (по мощности), водяное, в том числе водо-масляное, — для 5,5 % турбогенераторов (по мощности). Отечественные турбогенераторы с водоводородным охлаждением находятся на уровне лучших зарубежных машин, а по ряду показателей их превосходят. Турбогенераторы с полным водяным охлаждением мощностью 50—800 МВт за рубежом не изготавливаются.

Несмотря на заметные преимущества водородного и водоводородного охлаждения, многолетний опыт их применения показал, что экономически целесообразно в настоящее время возобновить производство турбогенераторов с полным воздушным охлаждением. Эти машины оказываются более простыми в эксплуатации и менее пожароопасными. За рубежом освоено производство турбогенераторов с воздушным охлаждением до 300 (450) МВт, а в России — до 160 МВт, разрабатываются генераторы и на 320 МВт.

Турбогенераторы серии ТВМ мощностью 300 и 500 МВт и напряжением до 36,75 кВ охлаждаются трансформаторным маслом, воздухом и водой. Для обмоток статора масло является и хорошей изолирующей средой, что позволяет увеличить их напряжение до 36,75 кВ по сравнению с 20—24 кВ для генераторов с другими типами охлаждения. С целью отделения объема статора, заполняемого маслом, от вращающегося ротора внутри сердечника статора устанавливается цилиндр, изготовленный из изоляционного материала. Обмотка ротора турбогенераторов серии ТВМ охлаждается водой, поверхность ротора — воздухом, зубцы ротора — водой. В настоящее время в турбогенераторах ТВМ масло заменяют негорючим жидким диэлектриком (совтол, клофен, пиранол и т.п.).

 

Типы турбогенераторов  
Таблица 7.2 Наименование серии* Расшифровка Система охлаждения  
Обмотка статора Сердечник статора Обмотка ротора  
Т2-2,5-2; Т2-4-2; Т2-6-2; Т2-12-2 (завод «Электросила»); Т-2,5-2УЗ; Т-4-2УЗ; Т6-2УЗ; Т-12-2УЗ (Лысьвинский завод) Т — турбогенератор; 2 — вторая серия; 2,5 — мощность, 2 — двухполюсный, УЗ — климатическое исполнение и категория размещения Косвенное воздушное Непосред­ствен­ное воздушное Косвенное воздушное  
ТВ2-30-2; ТВ2-100-2; ТВ2- 150-2 (завод «Электросила») В — водородное охлаждение Косвенное водо­родом Непосред­ствен­ное водо­родом Косвенное водо­родом  
ТВФ-63-2ЕУЗ; ТВФ-110-2ЕУЗ (ЛПЭО «Электросила») Ф — форсированное охлаждение ротора Косвенное водо­родом Непосред­ствен­ное водо­родом Непосред­ствен­ное водо­родом  
ТВВ-160-2ЕУЗ; ТВВ-220-2ЕУЗ; ТВВ-320-2ЕУЗ; ТВВ-500-2ЕУЗ; ТВВ-800-2ЕУЗ (ЛПЭО «Электросила»); ТВВ-1000-2УЗ; ТВВ-1200-УУЗ (ЛПЭО «Электросила») ВВ — водородно-водяное охлаждение, Е — единая серия Непосред­ст­венное водой Непосред­ствен­ное водо­родом Непосред­ствен­ное водо­родом  
ТЗВ-800-2УЗ (ЛПЭО «Электросила») 3В — трижды водяное охлаждение Непосред­ст­венное водой Непосред­ст­венное водой Непосред­ст­венное водой  
ТГВ-200-2; ТГВ-200-2Д; ТГВ-200-МТ; ТГВ-200-2М; ТГВ-300-2; ТГВ-500-2 (Харьковский завод «Электротяжмаш») ТГ — турбогенератор, водородно-водяное охлаждение обмоток, М — модификация Непосред­ст­венное водо­родом, для ТГВ-500, 800, ТГВ-200-2М — водой Непосред­ствен­ное водо­родом Непосред­ствен­ное водо­родом, для ТГВ-500, 800 — водой  
ТВМ-300, ТВМ-500 (ПО «Сибэлектро­тяжмаш») М — масляное охлаждение статора погружного исполнения, В — водяное охлаждение обмотки ротора Непосред­ствен­ное маслом Непосред­ствен­ное маслом Непосред­ствен­ное водой  

* Число после первой черточки — мощность в мегаваттах.

 

Следует отметить, что в связи с изменением организации хозяйственной деятельности в последнее десятилетие и распадом СССР наблюдаются негативные тенденции в состоянии и структуре электроэнергетических мощностей. Так, более 50 % общего числа турбогенераторов России отработали установленные нормами минимальные сроки службы. Например, парк турбогенераторов мощностью 60 МВт и более, отслуживших более 25 лет, составляет 55 % против 41 % в США, и в то же время турбогенераторы, прослужившие в России менее 20 лет, составляют 26 %, а в США — 43 %. Такая ситуация диктует необходимость осуществления замены наиболее изношенных генераторов на новые наряду с мероприятиями по продлению срока службы остальных машин путем совершенствования профилактического обслуживания на базе непрерывного контроля и текущего ремонта.








Дата добавления: 2014-12-21; просмотров: 2520;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.004 сек.