热电厂新建工程125MW汽轮发电机供货技术协议资料汇编.docx
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热电厂新建工程125MW汽轮发电机供货技术协议资料汇编.docx
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热电厂新建工程125MW汽轮发电机供货技术协议资料汇编
热电股份公司南热电厂(以下称订货方)和“西亚电机厂”股份公司(以下称工厂-制造方)进行了新建热电厂项目功率125MW、ТВФ型汽轮发电机供货技术问题谈判并达成如下协议:
1、简述
1.1工程项目:
1.1.1工程项目名称及地址:
市热电股份公司南热电厂
1.1.2项目设计组织:
南区«»热电厂2×125MW项目为新公司区域热电厂。
该项止为新项目的一期工程。
1.1.3机组号:
No1---No2
1.1.4双方地址:
工厂-制造方:
“西亚电机厂”科研生产联合体股份公司
电话:
传真:
订货方:
热电厂
电话:
传真:
1.2设备运行环境条件
设备安装地点:
安装高度:
海拔446米
外部环境温度:
最高……42.2℃
最低……-39.8℃
室内温度:
+5—40℃。
相对湿度:
年平均值:
65%
地震裂度:
8级
年平均大气压:
96.83千帕
1.3设备运行条件
设备运行方式:
正常运行,失磁时异步运行,缺磁工况运行,汽轮发电机涨负荷速度由汽轮机确定。
设备布置:
室内布置,纵向或水平布置。
设备安装及检修条件:
(相对于主厂房零米)
设备维护平台标高:
11.5m
吊车-梁标高:
21.5m(暂定)
1.4技术标准
汽轮发电机应符合以下技术标准:
俄罗斯国家标准,并应满足IEC(国标电工委员会)的要求。
建议设备配置:
在成套设备供货中包括汽轮发电机、氢冷系统和轴封供油系统各一套。
1.5用户无意规定所有的技术要求,也无意使所有技术细节完全被所应用的标准和规范包括。
制造厂商应提供高质量的汽轮发电机及其附属设备,除满足本技术协议外,还应该满足IEC有关要求。
2.汽轮发电机技术数据
2.1.1额定数据:
-全功率,MVA………………………………………………………………147
-有效功率,MW……………………………………………………………125
--定子电压kV………………………………………………………………10.5
--定子电流A…………………………………………………………………8086
--功率因数……………………………………………………………………0.85
--短路比………………………………………………………………………0.54
--效率,%……………………………………………………………………≥98.4
--周波,Hz……………………………………………………………………50
--转速,r/min…………………………………………………………………3000
--冷却用氢额定表压,kPa(kgf/cm2)…………………………………245.3(2.5)
--定子本体内最大允许氢压kPa(kgf/cm2)……………………………341(3.5)
--冷氢温度,℃………………………………………………………………+40
--最低氢温,℃………………………………………………………………+22
定子绕组相间连接……………………………………………………………双星
引出线数:
线位………………………………………………………………………3
零位………………………………………………………………………6
--转子惰性动力矩,tm2…………………………………………………………2.9
--定子铁芯金属振动,μm…………………………………………………………60
--冷却水温度,℃…………………………………………………………………+33
2.1.2汽轮发电机补充技术数据:
--轴承用油流量,L/min…………………………………………………………110
--油表压,kPa(kgf/cm2)…………………………………………49—78(0.5-0.8)
--冷气器冷却水流量,m3/h………………………………………………………150
--轴封中油的表压,kPa(kgf/cm2)……………………………313-333(3.2-3.4)
--冷气器的冷却水流量,m3/h……………………………………………………200
--冷气器入口最大水压,kPa(kgf/cm2)………………………………294.3(3.0)
--冷气器中水的压差,不大于kPa(kgf/cm2)……………………………166(1.7)
--定子安装重量,kg…………………………………………………………110000
--转子重量,kg…………………………………………………………………29000
--汽轮发电机重量,kg………………………………………………………145000
--发电机轴承振动位移振幅,μm…………………………………………………30
--发电机总损失,kW……………………………………………………………1920
--发电机总长度,mm……………………………………………………………8457
--励磁计算电流,A………………………………………………………………1800
--励磁电压,V……………………………………………………………………305
--定子额定电流及短路时转子电流,A…………………………………………1217
--额定转速时轴承振速,mm/s…………………………………………………≤4.5
--距发电机防噪壳外表面1米处的平均声压级,dB……………………………≤85
--发电机启动时间由汽轮机确定:
--转子临界转速,
第一临界转速,r/min…………………………………………1470
第二临界转速,r/min…………………………………………3800
--逆序电流不大于,%…………………………………………………………8
--静过载能力,不小于,………………………………………………………≥1.7
--氢纯度,%
额定值………………………………………………………………………………98
允许值………………………………………………………………………………95
--氢的湿度(绝对值)……………………………………………………………15-16
--与露点温度相应的冷气器入口水温,℃………………………………………15
--冷却方式:
定子绕组-间接氢冷;定子铁芯-直接氢冷;转子绕组-直接氢冷
2.1.3计算感抗及时间常数(折成额定功率)
非饱和值
同步感抗,Xd,P.U.2.18
过渡感抗,X’d,P.U.0.284
超过渡感抗,X’’d,P.U.0.195
逆序感抗,X2,P.U.0.238
零序感抗,X0,P.U.0.11
在单、双及三机短路时超瞬间电流周期性组份的时间常数,T"ds0.02
定子绕组短路时励磁绕组的时间常数,T’ds0.88
定子绕组开路时励磁绕组的时间常数,T’d0s6.76
定子绕组的漏散感抗X1,相对单位,0.195
过渡电流周期分量时间常数:
在单相短路时T‘d1,s……………………………………1.69
在两相短路时T‘d2,s……………………………………1.46
在三相短路时T‘d3,s……………………………………0.88
过渡电流非周期分量时间常数:
当单相和两相短路时,T‘A1,s………………0.3090.42
当三相短路时,T‘A3,s………………………0.3740.51
在温度75℃时,定子绕组各相的电阻(计算值),Ω0.001146
在温度75℃时,转子绕组的电阻(计算值),Ω0.1557
2.14绕组的绝缘等级和允许的温度
定子,转子绕组的绝缘是用F级热固性粘合材料制成,允许的温升按“B”级。
汽轮发电机的个别元件和周围环境的最大温度在表1.1中给出。
表1.1
汽轮发电机的元件的名称
最大的温度(按如下方法测量所得)
按电阻值
电阻温度计
水银温度计
1
2
3
4
定子的绕组
—
120
—
转子的绕组
115
—
—
定型子的有效铁芯
—
120
—
汽轮发电机中的热气体
—
75
75
2.15绕组的数据
定子转子
铁芯的长度,mm……………………………………29003050
绕组的槽数……………………………………………6032
并联支路数……………………………………………21
串联的匝数……………………………………………10170
参考数据:
汽轮发电机的制造及试验按国际电工委员会МЭК34-1,34-2,34-3,34-4.条款建议进行。
--汽轮发电机转子的惯性常数,1.95;
--汽轮发电机的气体容量,m350
--发电机内额定氢压时的氢泄量9m3/d
--三相热态定子绕组电容~0.75uF
--额定电压及及空载时发电机
--定子绕组线路电压曲线正弦偏差率≯5%
2.2汽轮发电机的各种工况
在设备安装高度不超过海拔1000m、氢的表压为245KPa(2.5kg/cm2)汽轮发电机气体冷却器内冷却水流量200m3/h、冷氢温度为40℃的条件下,可实现汽轮发电机的额定参数。
2.2.1汽轮发电机的功率与电压、功率因数和频率的关系。
当定子绕组端电压变幅为±5%时,汽轮发电机可在额定功率因数下发出额定功率。
此时定子绕组内的电流,相应会有±5%的变化。
当定子绕组端电压按表1.2变化达额定值的10%时,允许汽轮发电机运行。
电压额定值的%
110
109
108
107
106
105
100
95
90
总功率额定值的%
90
92
94
96
98
100
100
100
94
定子电流,额定值的%
82
84
87
90
92
95
100
105
105
电压超过额定值110%以上的工况是不允许的。
同样,不允许定子电流超过额定值的105%的长期工况。
如果汽轮发电机的功率因数偏离额定值,则功率应与功率曲线保持一致。
频率的额定值偏差在±2.5%的范围之内时,汽轮发电机仍可保持额定功率,但不允许汽轮发电机在频率偏差大于2.5%的情况下运行。
在出线端电压和频率同时分别偏离额定值±5%与±2%的情况下,汽轮发电机仍应保持其额定功率,但此时在偏高的电压与偏低的频率,两者之绝对偏差不应超过6%。
2.2.2水温和气体温度变化时的允许工况
当进入气体冷却器的水温高于33℃时,在温度未降低的情况下,不允许提高汽轮发电机的功率。
当冷却气体的温度升高时,大致可以采用以下比值:
当进入的冷却气体温度,较之2.1.1条所列数值提高5℃时,汽轮发电机的功率降低7.5%;提高10℃时,降低17.5%;提高15℃时,降低32.5%。
当冷气温度超过+55℃时,不允许汽轮发电机运行。
气体冷却器水温的最低允许值15℃。
2.2.3允许不对称过载和异步工况
在各相电流的差值不超过10%额定值的情况下,允许汽轮发电机长时间运行。
此时任何一相的电流不应超过汽轮发电机在对称负载时对该工作条件的允许值。
这种情况下的逆序电流不应超过顺序电流的8%。
当发生超出允许值的不对称情况下时,必需对此采取缓解措施。
如若在3-5分钟内不可能消除或减轻,则应使汽轮发电机卸载、断开。
逆序电流为额定值的20-25%时,保护装置应当动作,汽轮发电机自动断开。
发生不对称短路时逆序电流的允许持续时间按表1.3。
表1.3
短路持续时间,秒
1.2
5
10
逆序电流,额定份额
3.55
1.7
1.2
也就是说,按公式:
=15(t,秒)
在事故条件下,允许汽轮发电机的定子和转子电流短时间过载,其值示于表1.4和1.5。
表1.4定子过载电流
持续时间,分
1
3
60
允许过载倍数
2
1.4
1.05
表1.5转子过载电流
持续时间,秒
20
60
240
3600
允许过载倍数
2.0
1.5
1.2
1.06
为自动消除发生在转子内的过载,应根据相关特性预设保护。
大于表列数值的超载是不允许的。
禁止在电力系统正常工况下允许上述过载。
汽轮发电机可在异步工况下运行,这取决于电压下降程度及电力系统有没有所需的无功功率储备。
这种可能性应先行计算与试验,预先查明。
如果汽轮发电机允许以异步工况运行方式运行,则在失励条件下必须断开自动消磁器,并在30秒内将有功荷载降至额定值的60%,随后又在1.5分钟内再降到额定值的40%。
从失去励磁的瞬间算起,15分钟内允许汽轮发电机异步运行。
2.2.4发电机具有相位补偿能力,可在有功功率Pa=110MW,cosа=-0.95(进相工况)时运行。
允许汽轮机在进相工况下运行。
2.2.5发电机连续运行时间不少于180昼.大修间隔期为5年。
设备投入运行一年后第一次大修。
小修每年一次。
发电机投入运行后第二年的设备准备系数-0.995。
发电机服役期限为不小于30年.
发电机启停次数不少于10000次,但一年不能超过330次。
2.2.6汽轮发电机额定参数时,气体冷却器中冷却水加热计算值,不大于8℃。
2.2.7转子和定子材料满足发电机所有工况下的所有必要的电气和机械要求。
2.2.8cosа=0.85,负荷变化时的效率计算值
Pa,
o.e.
0,5
0,75
1,0
MW
62,5
93,75
125
КПД
%
98,1
98,41
98,45
2.2.9当一台气体冷却器发生故障时,发电机可带80%功率,此时发电机所有部件的温度不应超过允许值。
2.2.10定子壳体和端盖应能承受8kg/cm2水压试验15分钟,并不得发生残余变形、位移及漏泄。
气体冷却器应能承受8.5kg/cm2水压试验30分钟,并不得发生残余变形、位移及漏泄。
2.2.11发电机轴承下面装有两层绝缘垫,在其中间装有金属垫。
2.2.12发电机各部分强度计算时应考虑能承受发电机出口端电压为105%额定电压及额定负荷时三相突然短路故障。
工厂将提交俄罗斯市场第一台发电机的空载电压等于70%额定值三相突然短路工况时的工厂试验报告。
2.2.13发电机轴封为环型密封。
2.2.14按汽轮机型号,发电机转子在制造过程中应进行=1.2ПHOM=3600或1.3ПHOM=3900转/分的超速试验2分钟。
在试验过程中,转子不应发生影响运行的损伤、变形或位移。
试验后转子绝缘水平应满足耐压和通风试验的要求。
2.2.15发电机旋转方向:
从汽机端向发电机方向看,为顺时针方向旋转.
2.2.16定子绕组出线
绝缘子应承受70KV试验电压。
2.2.17转子绕组应具有短时过电压能力。
发电机转子绕组应受住20秒内2次短时间额定励磁电压。
2.2.18氢气表压,MPa(kgf/cm2)时,发电机的功率。
ΔP,MPa(kgf/cm2)
0.05(0.5)
0.1(1.0)
0.15(1.5)
0.2(2.0)
0.25(2.5)
P,MW
45
65
80
110
125
此时,COSφ不低于额定值。
2.2.19定子绕组电阻变化时,任何两相的阻值差,应不超过以前所测最小值的2%。
2.2.20允许发电机在氢纯度为95%的条件下运行。
工厂-制造方将提交发电机同在氢的纯度偏离额定值时的工况及参数(功率,允许温度)。
2.2.21落入定子壳体中的水和油,通过位于定子下部的疏水法兰排除。
2.3汽轮发电机的继电保护。
必要的保护种类
保护系统的设计由电厂设计单位进行。
2.4汽轮发电机在工厂的试验。
2.4.1定子绕组相对于外壳及相间绝缘阻抗的测量。
2.4.2转子绕组相对于外壳绝缘阻抗的测量。
2.4.3冷态直流电时定子绕组的测量。
三相误差不大于2%。
2.4.4冷态直流电时转子电阻的测量。
2.4.5在直流电时定子电阻温度计电阻和电阻温度计相对外壳及相间绝缘阻抗的测量。
2.4.6转子动平衡和超速试验。
2.4.7三相短路特测定。
2.4.8空转特性测定。
2.4.9定子绕组绝缘交流试验.2UH+3000V一分钟。
1.28(2UH+3)漏电试验一分钟。
2.4.10轴承振动三个方向的测量(水平、垂直和轴向)。
2.4.11转子绕组对外壳绝缘的试验用10次短时额定电压,但不大于3500V。
2.4.12定子铁芯损耗试验。
2.4.13转子冷却系统通风槽检查试验。
2.4.14氢气密封情况检查,确定在空气表压等于氢气额定压力时的漏氢量。
2.4.15无励磁时空载工况。
测量轴承油温和振动。
2.4.16电压波形正弦性畸变率和电话谐波因数的测量。
2.4.18短时升高电压试验U=1.3UH。
2.4.19不同转速下励磁绕组全阻抗的测量。
2.4.20转子绕组检查有无线圈短路。
2.4.21在静态交流电时,转子绕组电阻的测量。
2.4.22定子绕组线棒绝缘层和整个绝缘的检查。
2.4.23气体冷却器水压试验。
2.4.24定子绕组头部振动测量。
2.5汽轮发电机在电厂内的试验。
2.5.1定子绕组相对于外壳及相间绝缘电阻的测量。
2.5.2电阻温度计绝缘电抗的测量。
2.5.3冷态下定子和转子绕组电阻的测量。
2.5.4安装在定子中的电阻温度计阻抗测量,电阻温度计相对壳体绝缘电阻的测量。
2.5.5三相短路稳态特性的确定。
2.5.6空载特性的确定.其中包括1.3UH时的空载特性。
2.5.7定子绕组绝缘的耐压试验0.8(2UH+3000V)一分钟。
2.5.8轴子振动测量
2.5.9轴两端的电压测量.轴对地电压测量。
2.5.10轴承和油管路支座绝缘电阻的测量。
2.5.11轴承油温的测量。
2.5.12汽轮发电机同轴封状态检查。
2.5.13氢冷系统工作的检查。
2.5.14发电机漏氢试验。
2.5.15加热试验(不迟于发电机投运后6个月内进行)。
2.5.16在5分钟内升压1.3UH试验。
2.5.17定子绕组1.28(2UH+3000V)直流耐压试验。
2.5.18转子绕组通风槽通风试验。
2.5.19转子绕组电阻测量和交流耐压试验。
2.5.20励磁回路绝缘电阻测量。
2.5.21转子交流电电阻试验及功率损失试验。
2.5.22检查静态时转子绕组有无线圈短路。
2.5.23定子绕组绝缘耐压试验0.8(2UH+3000)V一分钟。
漏电测量,整流电压1.28(2UH+3000)V一分钟。
2.5.24转子各种不同转速时励磁全电阻测量
2.6结构
汽轮发电机做成氢冷式:
转子绕组和定子铁心为直接氢冷,定子红色组为间接氢冷。
冷却用的氢气,在转子轴上通风机的作用下,在汽轮发电机中循环,并由装在汽轮发电机壳体内的气体冷却器进行冷却。
气体冷却器内的水,用汽轮发电机外的水泵进行循环,轴承和轴封由汽轮机的油系统供油。
不漏气的定子壳体,做成不可拆的形式,其内部有几个横向刚性环,用以固定铁心,并使气体沿壳体全长径向分布。
壳体的全部零件和外护板的机械强度,是以承受氢气爆炸时的内部压力,且不产生残余变形。
外护板直接与内护板相连接,通风板板紧固在内护板,通用风板既与壳体相绝缘,本身又分面两半,互相绝缘。
在护板和转子体内,均设有专门的通风槽,冷却用的气体沿这些通风槽通到转子绕组的迎面部分。
外护板内的通风槽底部粘由有橡胶带,可保证壳体与外护板结合面的气密性。
为了能在不折掉外护板的条件下察看壳体内部,在壳体的下部设有检查孔。
定子壳体,利用焊在壳体上的爪脚支承在基础上。
在汽轮发电机安装到基础上之前,定子是支撑在运输脚座和引线箱上的。
汽轮发电机和励磁机的地基,是基础板。
安装时,将基座板装在预埋板和固定垫板上,浇入混凝土。
汽轮发电机用地肢螺栓固定在基础上。
汽轮发电机的轴承采用箱式基顾板,定子采用平板式基础板。
预埋板在基础施工时安装,并焊上附件。
汽轮发电机产生的热,用气体冷却器排出。
气体冷却器设在定子壳体的内部,沿着机器的轴线方向安装。
每一个气体冷却器均由带散热片的金属管所组成。
管子两端压合在管板内,管板上用螺栓固定着用橡胶密封的箱室。
管板之间用框架连接在一起。
靠汽轮机一侧箱室的外部法兰,用橡胶垫与定子的壳体弹性连接。
橡胶垫用两个压紧框架压紧。
箱盖可以拆卸,以便清理冷却管并检查其状况,而不破坏壳体的气密性。
为使气体冷却器在注入时能把空气排出,在引出线一侧的箱室最高处设有管接头。
安装汽轮发电机时,管接头处接上排水管。
排水管内装有小阀门。
汽轮发电机运行期间,小阀门应处于常开状态,使最少量的水也能溢流到排水系统中去。
气体冷却器可用淡水和海水工作。
定子铁心由扇形电工钢片做的楔块叠拼而成,电工钢片厚0.5mm,单位损耗小。
楔块表面涂有绝缘漆,沿轴线方向被通风槽分隔成若干束。
定子铁心的楔块被焊接在定子壳体的横环上。
被压紧的定子铁心用非磁性钢制成的压紧环支撑。
边缘几束的齿形区段用装在铁芯和压紧环之间的压紧销(非磁性钢制成)压实,定子绕组的线槽做成开式,矩形。
定子绕组为三相,双层,短节距,棒条形,其基本导线可以换位。
棒条的绝缘为热凝式。
棒条端头的电气连接借助于铜接头焊接而成。
线位和零位引出线的标志详见安装图。
定子绕组在槽中用特殊的迎面楔块固紧。
绕组的迎面部分为篮筐形。
迎面部分用托架、园环和各种撑杆紧固。
尾端线位引出线的导电棒条,配有冷却用的气体强制循环。
零位引出线端没考虑气体强制循环。
尾端引出用非磁性法兰固定在定子壳体上。
转子用特种钢整体锻制而成,可保证转子在汽轮发电机所有规定工况下的机械强度。
转子中央有一个轴向孔,此孔在汽轮机(包括筒体)一侧,装满钢制磁性插入片;在引出线一侧,孔内装入导电棒线。
转子筒体内,铣有线槽。
槽内放置加银扁铜制成的转子绕组用氢气直接冷却。
采取自动通风方式,从机内气隙中吸气。
每匝绕组都绕在筋上,由两条平行带组成,这两条带的迎面部分内铣出槽沟,槽对着槽,形成通风道。
在线圈的槽区内,开有椭圆形通风斜槽,这些斜槽在靠近线槽底部处相互结合。
转子绕组的线槽部分,分割成交替的间隔,用于氢气的进出。
每个间隔内有相等的孔数因此,绕组的温度沿长实际上始终是均匀的。
在线槽部分中,绕组用硬铝楔块固定。
绕组的迎面部分,用线箍支撑。
绕组线匝的迎面部分用氢气冷却,氢气是从外护板内的压力区通入的。
线圈的槽绝缘和匝绝缘,由用压在耐热漆上的玻璃布做成。
集电环在热状态下套在轴的绝缘端上,并固定在励磁机一侧的轴承旁。
导电线装在转子的气密性,螺钉从转子体伸出的地方设有填料式密封,套在绝缘螺栓上的密封环用外螺纹螺母压紧。
绕组迎面部分的线箍,用特种非磁性钢制成。
转子绕组的迎面部分,用玻璃胶布板与线箍相绝缘。
线箍下面,装有扇形阻尼片。
靠汽轮机一侧的汽轮发电机支力轴承,由制造厂供货。
靠定子引出线一侧汽轮发电机轴承,做成托架式,并带有自动调心的球面轴瓦。
轴承的润滑为线制式。
润滑油在表计压力下由汽轮机的压力油管供给。
轴承的结构中,考虑了监视振动和用电阻温度计遥测巴氏合金轴瓦和溢流油温度的可能性。
通过接管上的玻璃,可目测油的溢流情况,利用水银温度计,可监视油温。
用来将励磁电流通到转子集电环的刷架,固定在特殊的支座上,为了消除轴承电流,靠定子引出线一侧的轴承,与基础和所有油管之间都绝缘。
刷架的外壳上,装有与壳体绝缘的刷握,用来测定转子绕组电阻,防止转子绕组产生双重短路,为防氢气从定子守则体中漏出,在汽轮发电机的外护板上装有油轴封。
油轴封能保证在任何氢气压力下
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