超臨界汽輪機(jī)技術(shù)全冊配套完整課件

超臨界汽輪機(jī)技術(shù)全冊配套完整課件超臨界汽輪機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢超超臨界汽輪機(jī)面臨的問題汽流激振固體顆粒侵蝕低壓葉片水蝕轉(zhuǎn)子冷卻葉頂間隙激振力汽流激振產(chǎn)生的原因間隙激振力：汽輪機(jī)葉輪在偏心位置時(shí),由于葉頂間隙沿圓周方向不同,蒸汽在不同間隙位置處的泄漏量不均勻,使得作用在葉輪沿圓周向的切向力不相等,就會產(chǎn)生一作用于葉輪中心的橫向力(合力。間隙激振力大小與葉輪的級功率成正比與動葉的平均節(jié)徑、高度和工作轉(zhuǎn)速成反比。易發(fā)生位置大功率汽輪機(jī)及葉輪直徑較小和短葉片的轉(zhuǎn)子上,即大型汽輪機(jī)的高壓轉(zhuǎn)子上。對于帶有圍帶的動葉汽封,蒸汽通過汽封的不均勻流動會形成不對稱的壓力分布,產(chǎn)生一附加的流體激振力。此時(shí),總的蒸汽激振力要大于上述的間隙激振力,特別是對于反動度較小的沖動式汽輪機(jī)級,二者的差異更大。該附加力的大小與動葉汽封的徑向間隙成反比,與葉輪前后壓差、圍帶寬度、圍帶半徑成正比,而葉輪軸向間隙的減小,在一定程度上可降低流體激振的影響。適當(dāng)放大汽封片的徑向間隙、縮小軸向間隙可以減小該流體激振力。密封流體力汽流激振產(chǎn)生的原因密封流體力：由于轉(zhuǎn)子的動態(tài)偏心,引起軸封和隔板汽封腔室中沿周向蒸汽壓力分布的不均勻,產(chǎn)生一垂直于轉(zhuǎn)子偏移方向的合力,使轉(zhuǎn)子運(yùn)動趨于不穩(wěn)定不對稱（靜態(tài)）的蒸汽力汽流激振產(chǎn)生的原因在噴嘴調(diào)節(jié)的汽輪機(jī)中,通常考慮到汽缸溫差方面的因素,運(yùn)行時(shí),首先開啟控制下半180°范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)汽閥,一般是下缸先進(jìn)汽。調(diào)節(jié)級噴嘴進(jìn)汽的非對稱性,引起不對稱的蒸汽力作用在轉(zhuǎn)子上,在某個工況其合力可能是一個向上抬起轉(zhuǎn)子的力,從而減少了軸承比壓,導(dǎo)致軸瓦穩(wěn)定性降低。此力的大小和方向受機(jī)組運(yùn)行中各調(diào)節(jié)閥的開啟順序、開度和各調(diào)節(jié)閥控制的噴嘴數(shù)量的影響。高負(fù)荷區(qū)門檻負(fù)荷突發(fā)性復(fù)現(xiàn)性高壓轉(zhuǎn)子葉輪直徑小剛性差自激振動不能通過動平衡消除汽流激振的特征結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子軸承汽封全周進(jìn)汽其他措施安裝及運(yùn)行中消除跑偏改變調(diào)門開啟順序某電廠1號機(jī)型號為K-800-240-5。汽輪機(jī)高壓缸進(jìn)汽由4個高壓調(diào)節(jié)汽閥控制。正常運(yùn)行時(shí),調(diào)節(jié)1、2號調(diào)節(jié)閥位于下部同時(shí)開啟進(jìn)汽,3、4號調(diào)節(jié)閥位于上部順序開啟進(jìn)汽

。該機(jī)組在新機(jī)試運(yùn)期間,在700MW左右時(shí),1號軸承多次發(fā)生振動突增現(xiàn)象,振動突增的主要為半頻分量,1號軸承突發(fā)振動時(shí)波及相鄰軸承。2000年6月12日加負(fù)荷至750MW時(shí),1號軸承產(chǎn)生突發(fā)性振動,其垂直和水平方向的軸承振動均達(dá)到跳機(jī)值水平(11.2mm/s)。將負(fù)荷減至720MW以后,振動恢復(fù)正常。案例分析現(xiàn)場曾用調(diào)整1號軸承頂隙、抬高軸瓦中心和軸瓦修刮等措施,均未能消除此突發(fā)性振動。后在運(yùn)行中采用改變高壓調(diào)節(jié)閥開啟順序和開度的方法,才基本避免了突發(fā)性振動的發(fā)生,機(jī)組順利帶滿負(fù)荷運(yùn)行。原因爐型汽包爐變直流爐參數(shù)高溫腐蝕汽側(cè)氧化鍋爐過熱器管和再熱器管由于受熱沖擊引起管子汽側(cè)氧化鐵剝離形成固體顆粒，使汽輪機(jī)高壓與再熱第一級葉片產(chǎn)生固體顆粒侵蝕固體顆粒侵蝕沖動級動葉固體顆粒侵蝕比反動級動葉更為嚴(yán)重GE公司在設(shè)計(jì)方面通過采用傾斜調(diào)節(jié)級噴嘴，使噴嘴出汽邊的固體顆粒侵蝕率明顯減小。減少固體顆粒侵蝕的措施結(jié)構(gòu)把沖動式葉片的使用局限在調(diào)節(jié)級，其余高中壓級采用反動式葉片采用傾斜噴嘴，使第1級噴嘴出汽邊固體顆粒侵蝕的損傷率大為減小。適當(dāng)增大噴嘴與動葉之間的間隙，使動葉進(jìn)口汽流速度更加均勻，可降低動葉固體顆粒的侵蝕率。材質(zhì)調(diào)節(jié)級和再熱第一級噴嘴和動葉的設(shè)計(jì)，應(yīng)選用蠕變強(qiáng)度高和耐固體顆粒侵蝕能力強(qiáng)的高溫葉片材料。調(diào)節(jié)級和再熱第一級噴嘴和動葉采用防固體顆粒侵蝕的保護(hù)鍍層或涂層運(yùn)行啟動時(shí)，在20%負(fù)荷以下采用全周進(jìn)汽方式，可以減少蒸汽流速，有利于防止固體顆粒侵蝕。與定壓運(yùn)行相比，變壓運(yùn)行超超臨界汽輪機(jī)由于蒸汽流速緩慢等原因，有利于減輕固體顆粒侵蝕。高溫部件冷卻材質(zhì)選擇Cr—MoV鋼應(yīng)用于566℃12%Cr鋼應(yīng)用于600℃奧氏體鋼應(yīng)用于650℃蒸汽冷卻技術(shù)必要性提高現(xiàn)有材料使用等級，充分利用材料的機(jī)械性能降低超超臨界汽輪機(jī)高溫部件的工作溫度和部件的溫度差，降低這些部件的熱應(yīng)力，延長這些部件的設(shè)計(jì)壽命。高溫區(qū)冷卻減小啟動熱應(yīng)力防止金屬蠕變噴嘴室和高壓轉(zhuǎn)子高壓轉(zhuǎn)子單流結(jié)構(gòu)噴嘴室雙流壓力級單流結(jié)構(gòu)高壓轉(zhuǎn)子雙流式結(jié)構(gòu)蒸汽室和中壓轉(zhuǎn)子外部來汽(高壓缸排汽或高壓缸抽汽)冷卻技術(shù)。采用渦流冷卻擋熱板結(jié)構(gòu)低壓葉片水蝕上汽——防水蝕技術(shù)東汽——防水蝕措施采用空心去濕靜葉和去濕槽動葉頂部進(jìn)汽邊高頻淬硬處理適當(dāng)增大動靜葉片軸向間距優(yōu)化末級流場，提高根部反動度華中科技大學(xué)電氣學(xué)院華中科技大學(xué)電氣學(xué)院第一章電氣主接線及大電流母線

電氣主接線： 發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備(發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、隔離開關(guān)、線路等)，按照一定規(guī)律連接、繪制成而成的電路，稱為電氣主接線，也稱電氣一次接線或一次系統(tǒng)。 接線圖一般用圖形和文字符號，并用單線（局部TA、TV處用三線）繪制而成。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院220/110/10kV地區(qū)變電所主接線圖

W—母線；T—變壓器；QF—斷路器；L—電抗器；WL—饋電線；QS—同步調(diào)相機(jī)；TV—電壓互感器；TA—電流互感器華中科技大學(xué)電氣學(xué)院華中科技大學(xué)電氣學(xué)院

電氣主接線的基本接線形式有匯流母線：單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段及其增設(shè)旁路的接線，一倍半斷路器接線，變壓器母線組接線等。無匯流母線：單元接線、橋形接線、角形接線等。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院幾個基本概念：匯流母線：起匯集和分配電能的作用，也稱匯流排。進(jìn)、出線：進(jìn)線指電源，出線指線路,也稱饋線。斷路器、隔離開關(guān)（母線、線路）、接地刀閘：斷路器與隔離開關(guān)的操作順序：送電操作順序：先合上斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)，再投入斷路器。停電檢修操作順序：先斷開斷路器，再斷開斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)。待線路對方仃電后，再合上接地刀閘。QSQF華中科技大學(xué)電氣學(xué)院1.單母線接線接線圖WQFQSQSWL4QFQSQSWL3QFQSQSWL2QFQS～GQF1QS1～GQF2QS3QS2WL1QS4有匯流母線接線特點(diǎn)：簡單、清晰、設(shè)備少。當(dāng)母線故障或檢修或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)，整個系數(shù)全部停電。斷路器檢修期間也必須停止該回路的供電。適用范圍：單電源的發(fā)電廠和變電所，且出線回路數(shù)少，用戶對供電可靠性要求不高的場合。2.單母線分段接線接線圖特點(diǎn)：減少母線故障或檢修時(shí)的停電范圍。斷路器檢修期間必須停止該回路的供電。母線分段的數(shù)目，通常以2～3分段為宜，分段太多增加了分段斷路器。適用范圍：6～10kV配電裝置出線6回及以上；35kV出線數(shù)為4～8回；110～220kV出線數(shù)為3～4回。QF1分段斷路器～GWL1WL2WL3WL4～G華中科技大學(xué)電氣學(xué)院旁路母線的作用不停電檢修進(jìn)出線斷路器。操作方式（檢修QF4，且WL4不停電）如A、B段經(jīng)QF1和QS1、QS2并列運(yùn)行，則閉合QS5

斷開QF1

斷開QS1

閉合QS3

閉合QF1使W3帶電（不要首先閉合QS8）。此時(shí)若W3隱含故障，則由繼電保護(hù)裝置動作斷開QF1。若W3充電正常，操作可以繼續(xù)進(jìn)行：

合上QS8

斷開QF4。這時(shí)WL4由母線B

QS2

QF1

QS3

W3

QS8

WL4供電。并由QF1替代斷路器QF4。QF4檢修前，應(yīng)把QS6、QS7斷開。適用范圍中小型發(fā)電廠和35~110kV的變電所?！獹～GWL1WL4WL3WL2QS7QS6QF4WABQS8W3QS2QS4QS5QF1QS1QS3(分段斷路器QF1兼旁母斷路器)3.單母線分段加裝旁路母線接線接線圖華中科技大學(xué)電氣學(xué)院4.雙母線接線接線圖

具有兩組母線W1，W2。每一回路經(jīng)一臺斷路器和兩組隔離開關(guān)分別與兩組母線連接，母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器QF（簡稱母聯(lián)）連接。運(yùn)行方式母聯(lián)QF斷開，一組母線工作，另一組母線備用，全部進(jìn)出線接于運(yùn)行母線上。母聯(lián)QF斷開，進(jìn)出線分別接于兩組母線，兩組母線分裂運(yùn)行。母聯(lián)QF閉合，電源和饋線平均分配在兩組母線上。優(yōu)點(diǎn)檢修一組母線，可使回路供電不中斷；一組母線故障，部分進(jìn)出線會暫時(shí)停電。供電可靠，調(diào)度靈活，又便于擴(kuò)建。QFQS2QS1W1W2電源1電源2華中科技大學(xué)電氣學(xué)院有兩組母線后，使運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高，其特點(diǎn)如下：

(1)檢修任一組母線時(shí)，可把全部電源和負(fù)荷線路切換到另一母線。

(2)運(yùn)行調(diào)度靈活，通過倒換操作可以形成不同的運(yùn)行方式。當(dāng)母聯(lián)斷路器閉合，進(jìn)出線適當(dāng)分配接到兩組母線上，形成雙母線并列運(yùn)行的狀態(tài)。有時(shí)為了系統(tǒng)的需要，亦可將母聯(lián)斷路器斷開(處于熱備用狀態(tài))，。兩組母線各自運(yùn)行。

(3)在特殊需要時(shí)，可以用母聯(lián)與系統(tǒng)進(jìn)行同期或解列操作。

(4)當(dāng)個別回路需要獨(dú)立工作或進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路單獨(dú)接到一組母線上進(jìn)行。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院

雙母線接線的倒母線操作閉合母聯(lián)兩側(cè)的隔離開關(guān)QS1，QS2，合QF00向備用母線充電；若備用母線帶電后一切正常，下一步則先接通（一條或全部）回路接于備用母線側(cè)的隔離開關(guān)，然后斷開（該條或全部）回路接于工作母線上的隔離開關(guān)，這就是所謂的“先通后斷”的原則；待全部回路操作完成后，斷開母聯(lián)斷路器及其兩側(cè)的隔離開關(guān)。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院2．雙母線帶旁路母線接線 帶旁路母線的雙母線接線，如圖所示。 在每一回路的線路側(cè)裝一組隔離開關(guān)(旁路隔離開關(guān))QSl4、QS24，接至旁路母線Ⅲ上，而旁路母線再經(jīng)旁路斷路器QF01及隔離開關(guān)接至兩組母線上。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院

雙母線帶旁路母線接線接線圖要檢修某一線路斷路器時(shí)，基本操作步驟是： 先合旁路斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)(母線側(cè)合上一個)，再合上旁路斷路器QF01對旁路母線進(jìn)行充電與檢查；若旁路母線正常，則待修斷路器回路上的旁路隔離開關(guān)兩側(cè)已為等電位，可合上該旁路隔離開關(guān)；此后可斷開待修斷路器及其兩側(cè)隔離開關(guān)，對斷路器進(jìn)行檢修。此時(shí)該回路已通過旁路斷路器、旁路母線及有關(guān)旁路隔離開關(guān)向其送電。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院華中科技大學(xué)電氣學(xué)院

雙母線分段接線接線圖特點(diǎn)工作母線分成2段，即母線II，III段，備用母線I不分段，QF1，QF2為母聯(lián)，QF3為分段斷路器。正常工作時(shí)，II，III段工作，I段備用，在分段回路中可接入分段電抗器L，當(dāng)任一分段故障時(shí)，L限制相鄰段供給的短路電流。適用范圍6~10kV配電裝置中；220kV電壓進(jìn)出線回路數(shù)甚多時(shí)，也采用雙母線四分段的接線。電源2ⅡIⅢ電源1QF1QF2QF3L華中科技大學(xué)電氣學(xué)院7.一臺半斷路器接線接線圖

在母線W1，W2之間，每串接有三臺斷路器，兩條回路，每二臺斷路器之間引出一回線，故稱為一臺半斷路器接線，又稱二分之三接線。特點(diǎn)具有較高的供電可靠性及運(yùn)行靈活性。母線故障，只跳開與此母線相連的斷路器，任何回路不停電。隔離開關(guān)不作操作電器，減少了誤操作的幾率。使用設(shè)備較多，投資較大，二次控制接線和繼電保護(hù)配置也比較復(fù)雜。W1W2QFQSQSQSQSQFQFQSQSQS1QS1適用范圍大型電廠和變電所的超高壓配電裝置。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院3/2交叉接線比3/2非交叉接線具有更高的運(yùn)行可靠性，可減少特殊運(yùn)行方式下事故擴(kuò)大。交叉接線的配電裝置的布置比較復(fù)雜，需增加一個間隔。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院華中科技大學(xué)電氣學(xué)院華中科技大學(xué)電氣學(xué)院無匯流母線接線華中科技大學(xué)電氣學(xué)院內(nèi)橋與外橋接線的比較LT1QF1LT2QF2QF3QS2QS1內(nèi)橋LQF1T1QF3QS2QS1外橋LQF2T2穿越功率適用范圍:

用于小型發(fā)電廠和變電所，也可作為過渡性的接線。

橋形接線接線圖華中科技大學(xué)電氣學(xué)院B.擴(kuò)大單元接線T～GLT～G～GT～GTT～G～GT～G～G

單元接線及擴(kuò)大單元接線接線圖

A.單元接線(a)發(fā)電機(jī)-雙繞組變壓器單元;(b)發(fā)電機(jī)-三繞組自耦變壓器單元(c)發(fā)電機(jī)-三繞組變壓器單元;(d)發(fā)電機(jī)-變壓器-線路單元華中科技大學(xué)電氣學(xué)院發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)斷路器的理由：

(1)發(fā)電機(jī)組解、并列時(shí)，可減少主變壓器高壓側(cè)斷路器操作次數(shù)，對提高供電的可靠性有明顯的作用。

(2)起停機(jī)組時(shí)，可通過主變壓器用廠用高壓工作變壓器供廠用電，減少了廠用高壓系統(tǒng)的倒閘操作，

(3)當(dāng)發(fā)電機(jī)出口有斷路器時(shí)，廠用備用變壓器的容量可與工作變壓器容量相等，且廠用高壓備用變壓器的臺數(shù)可以減少。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)斷路器的缺點(diǎn)是： 在發(fā)電機(jī)回路增加了一個可能的事故點(diǎn)。 但根據(jù)以往事故經(jīng)驗(yàn)及世界發(fā)展方向，500MW及以上機(jī)組出口裝設(shè)斷路器有其突出優(yōu)點(diǎn)。但應(yīng)裝設(shè)分相隔離的斷路器。 另外主變壓器應(yīng)該是具有有載調(diào)壓的分接開關(guān)，使當(dāng)向廠用電供電時(shí)滿足廠用電電壓要求。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院發(fā)電機(jī)一變壓器一線路組單元接線采用這種接線的原因如下：

(1)在發(fā)電廠的附近沒有建設(shè)開關(guān)站場地，開關(guān)站不得不建在數(shù)千米以外。這時(shí)，在數(shù)千米以外對側(cè)斷路器的同期操作和保護(hù)跳閘都在發(fā)電廠進(jìn)行，其信號通道可使用輔助導(dǎo)線或架空地線載波。

(2)遠(yuǎn)距離輸電的核電站，反應(yīng)堆一發(fā)電機(jī)一主變壓器一線路全部單元制。發(fā)電廠每臺主變壓器高壓側(cè)直接與一條輸電線路相連接，單獨(dú)送電。發(fā)電廠內(nèi)不設(shè)開關(guān)站。 這種接線，主變壓器高壓側(cè)在廠內(nèi)也可裝設(shè)一臺斷路器，作為元件保護(hù)和線路保護(hù)的斷開點(diǎn)，也可作為同期操作之用。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院

角形接線接線圖我廠500kV配電裝置的接線，本期500kV出線2回，采用四角接線，遠(yuǎn)景按一臺半斷路器接線。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院第三節(jié)大型發(fā)電廠主接線

發(fā)電廠主接線 大型火電廠一般總?cè)萘吭?000MW及以上，安裝單機(jī)容量為600MW及以上的大型發(fā)電機(jī)組。

華中科技大學(xué)電氣學(xué)院華中科技大學(xué)電氣學(xué)院

大電流導(dǎo)體附近鋼構(gòu)件的發(fā)熱

大電流導(dǎo)體(母線)附近存在強(qiáng)大的交變磁場，位于其中的鋼鐵構(gòu)件(例如，絕緣子的金具、支持構(gòu)件中的鋼梁、防護(hù)遮欄的鐵桿或網(wǎng)板、混凝土中的鋼筋、金屬管路等)，將由于渦流和磁滯損耗而發(fā)熱。如果鋼構(gòu)件形成較大尺寸的閉合回路，還會感應(yīng)產(chǎn)生環(huán)流，引起很大的功率損耗和發(fā)熱。當(dāng)導(dǎo)體電流大于4000～5000A，其附近鋼構(gòu)件的發(fā)熱便不能忽視。鋼構(gòu)件溫度升高，可能使材料產(chǎn)生熱應(yīng)力而引起變形或使接觸連接損壞?；炷林械匿摻钍軣崤蛎?，可能使混凝土產(chǎn)生裂縫。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院根據(jù)規(guī)定，鋼構(gòu)件發(fā)熱的最高允許溫度： ①人可觸及的鋼構(gòu)為70℃； ②人不可觸及的鋼構(gòu)為100℃； ③混凝土中的鋼筋為80℃。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院一、母線磁場中簡單鋼構(gòu)布置與發(fā)熱 母線是一根通有電流Ib的圓形的長直導(dǎo)體，當(dāng)周圍沒有鋼構(gòu)時(shí)，距母線軸線d處的磁場強(qiáng)度Ho和磁感應(yīng)強(qiáng)度B。為式中μ0——真空或空氣的磁導(dǎo)率，μ0＝4лX10-7H／m。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院

在交變磁場作用下，鋼構(gòu)中將產(chǎn)生渦流，鋼構(gòu)中的集膚效應(yīng)十分顯著，使鋼構(gòu)中的渦流都集中在鋼構(gòu)表面的薄層內(nèi)，使渦流損耗發(fā)熱成為鋼構(gòu)發(fā)熱的主要原因，二、減少鋼構(gòu)損耗和發(fā)熱的措施

(1)加大鋼構(gòu)和載流導(dǎo)體之間的距離。該距離加大后，能使鋼構(gòu)表面磁場強(qiáng)度減小，因而可降低渦流和磁滯損耗。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院

(2)斷開載流導(dǎo)體附近的閉合鋼構(gòu)回路并加上絕緣墊。這樣就消除感應(yīng)電動勢產(chǎn)生環(huán)流。 對于包圍載流導(dǎo)體的閉合鋼構(gòu)(應(yīng)避免采用)，可將其割開，并以非磁性材料(如銅)焊補(bǔ)。 (3)采用短路環(huán)屏蔽。如圖所示，在垂直于母線軸線的鋼構(gòu)中磁場強(qiáng)度最大的地方，用電阻率小的銅或鋁作短路環(huán)，緊包在鋼構(gòu)上，利用短路環(huán)中的感應(yīng)環(huán)流削弱鋼構(gòu)中最熱處的磁場。短路環(huán)中雖有電流流通，但因其電阻小，發(fā)熱并不顯著。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院 (4)采用分相封閉母線。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院

分相封閉母線敞露式母線的主要缺點(diǎn)是， 絕緣子表面容易被灰塵污染，受氣候變化影響及污染嚴(yán)重。 隨著單機(jī)容量的增大，母線短路電動力和母線附近鋼構(gòu)的發(fā)熱大大增加。 采用電纜母線代之，但其投資太大，很少采用。采用封閉母線是一種較好的解決方法。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院

封閉母線的類型。

(1)不隔相(亦稱共相)式封閉母線。

(2)隔相式封閉母線。一般不隔相或隔相封閉母線只用于大容量機(jī)組的廠用電系統(tǒng)或容量較小但污染比較嚴(yán)重的場所。

(3)分相封閉母線。根據(jù)金屬外殼各段的連接方法，又可分為分段絕緣式和全連式(段間焊接)兩種。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院二、全連式分相封閉母線

外殼各段間通過焊接全連通。在封閉母線的各個終端，通過短路板，將各相的外殼連接成電氣通路，見圖1—17。 從工程安裝方便等原因考慮，從發(fā)電機(jī)至主變壓器之間的封閉外殼分為2—3大段，在每段兩端裝置短路板，稱為分段全連式。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院

全連式分相封閉母線，其三相的外殼在端部通過短路板連通形成閉合回路，這就構(gòu)成了類似以母線導(dǎo)體為一次側(cè)、外殼為二次側(cè)的三相1：1的空心變壓器。

⑴由于三相外殼回路短接，所以在外殼上感應(yīng)產(chǎn)生與母線電流大小相近而方向相反的環(huán)流。

由于環(huán)流的屏蔽作用，使全連式外殼的殼外磁場減小到敞露母線的l0％以下，因此，殼外鋼構(gòu)的發(fā)熱大大減輕，可略而不計(jì)。

華中科技大學(xué)電氣學(xué)院 ⑵當(dāng)母線三相短路時(shí)，由一相電流產(chǎn)生的磁場，經(jīng)過外殼環(huán)流屏蔽作用。使導(dǎo)體之間所受的電動力大大減小。外殼之間，由于其中磁場已削弱，電動力也隨著減小很多。

一般情況下外殼采用多點(diǎn)接地方式。多點(diǎn)接地時(shí)，外殼與地構(gòu)成了回路，但接地電流很小。 在實(shí)際應(yīng)用中，也有采用整個封閉母線外殼只有一個接地點(diǎn)的，其目的是防止某一接地處接觸不良時(shí)由于對地電流造成外殼局部過熱。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院全連式封閉母線與敞露式母線相比有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)運(yùn)行可靠性高。封閉母線防塵，且各相間的外殼又相互分開，因而減低了相間短路的可能性。一般采用外殼多點(diǎn)接地，可保障人體接觸時(shí)的安全。

(2)外殼環(huán)流的屏蔽作用，顯著減小母線附近鋼構(gòu)中的損耗和發(fā)熱。

(3)短路電流通過時(shí)，由于外殼環(huán)流和渦流的屏蔽作用，使母線之間的電動力大為減小，可加大絕緣子間的跨距。

(4)由于母線和外殼可兼作強(qiáng)迫冷卻的管道，因此母線載流量可做到很大。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院分相封閉母線的固定， 每相單個絕緣子支持的結(jié)構(gòu)如圖1—18所示； 每相三個絕緣子支持的結(jié)構(gòu)示意如圖1—19所示。一般分相封閉母線都采用三個絕緣子支持的結(jié)構(gòu)。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院三、封閉母線應(yīng)用

1．封閉母線在大機(jī)組系統(tǒng)中的使用范圍 ①發(fā)電機(jī)出口回路； ②發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)引出線和中性點(diǎn)接地回路； ③廠用電分支回路； ④高壓變壓器和啟動／備用變壓器低壓側(cè)出口回路； ⑤電壓互感器分支(三相分別封閉)； ⑥勵磁變壓器分支回路； ⑦勵磁變壓器低壓側(cè)套管至勵磁整流柜的三相交流母線； ⑧滅磁開關(guān)至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子集電極(滑環(huán))的直流母線。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院2．封閉母線的特殊輔助設(shè)施 封閉母線設(shè)有耐振裝置、伸縮裝置、排水裝置和檢修孔。 為了防潮氣侵入影響絕緣狀況。封閉母線自帶兩臺壓縮機(jī)，一套加壓裝置。為避免過壓還設(shè)置了安全閥。在母線表面上還設(shè)有指針式溫度計(jì)，并在母線外殼上設(shè)有玻璃視察孔。屋外部分的封閉母線受冷凝而積水，設(shè)有恒溫控制的空間加熱器。 為防止萬一發(fā)電機(jī)引出套管漏氫，造成發(fā)電機(jī)封閉母線內(nèi)氫氣積儲而發(fā)生危險(xiǎn)，靠近發(fā)電機(jī)的一小段封閉母線的頂部設(shè)有格柵和放氣窗通向大氣，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)引出端亦如此處理。 封閉母線內(nèi)還設(shè)有檢測氫氣泄漏裝置，以確保安全。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院設(shè)計(jì)用周圍環(huán)境溫度℃40404040母線導(dǎo)體正常運(yùn)行時(shí)的最高溫度℃≤90≤90≤90≤90外殼正常運(yùn)行時(shí)的最高溫度℃≤70≤70≤70≤70母線接頭正常運(yùn)行時(shí)的最高溫度（鍍銀）℃105105105105相間中心距離mm180014001400華中科技大學(xué)電氣學(xué)院2、廠用共箱封閉母線 型號及型式:共箱、自然冷卻，多點(diǎn)接地式華中科技大學(xué)電氣學(xué)院3．封閉母線的安裝與電氣性能 采用分相封閉母線，導(dǎo)體與外殼均為鋁制圓管形的，并采用瓷質(zhì)支持絕緣子。封閉母線本身為自冷式，導(dǎo)體額定溫升為50°C(最高環(huán)境溫度為40°C)，外殼最高容許溫度為80°C。 從結(jié)構(gòu)上看，分相封閉母線能經(jīng)受三相短路電流及風(fēng)荷同時(shí)作用。為防止感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的環(huán)流流到變壓器外殼和發(fā)電機(jī)底座，并保證封閉母線外殼無局部過熱，發(fā)電機(jī)封閉母線采取的措施有： 封閉母線外殼與設(shè)備(發(fā)電機(jī)、主變壓器、勵磁變壓器、廠總變壓器、電壓互感器)連接處均絕緣， 并在所連接設(shè)備附近用短路鋁條將三相封閉母線外殼短接；封閉母線外殼與鋼支柱的所有接觸面均絕緣，華中科技大學(xué)電氣學(xué)院

整個封閉母線外殼只有一個接地點(diǎn)，接地點(diǎn)位于主變壓器側(cè)。 為方便試驗(yàn)，發(fā)電機(jī)主回路及高壓廠用變壓器分支回路內(nèi)均設(shè)有可拆連接片。 封閉母線應(yīng)防止所連接設(shè)備通過封閉母線形成振動傳遞，封閉母線與各設(shè)備之間連接均采用韌性連接。 為防止母線的熱脹冷縮引起的應(yīng)力，封閉母線設(shè)置了一定數(shù)量的伸縮連接，連接處均設(shè)有專門的手孔，以便維修。母線管之間的連接均為焊接。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院

思考題

1.1什么叫3／2斷路器接線方式?有什么意義?1.2用3／2斷路器接線方式時(shí)，為什么任何一臺斷路器檢修時(shí)不影響發(fā)電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行?1.3內(nèi)橋和外橋兩種接線方式各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?1.4發(fā)電機(jī)一變壓器組單元接線中，在發(fā)電機(jī)出口安裝斷路器的理由是什么?1.5在哪些條件時(shí)可使用發(fā)電機(jī)一變壓器一線路組單元接線?1.6大電流導(dǎo)體附近鋼構(gòu)件發(fā)熱的原因是什么?有什么危害?1.7封閉母線按結(jié)構(gòu)型式可分哪幾種類型?1.8全連式分相封閉母線外殼帶危險(xiǎn)電壓嗎?1.9在封閉母線內(nèi)為什么會有氫氣?用什么辦法可防止氫氣爆炸?華中科技大學(xué)電氣學(xué)院思考題3-1．何謂發(fā)電廠變電所內(nèi)的一次設(shè)備、二次設(shè)備和電氣主接線？3-2．開關(guān)電器是如何分類的？多油斷路器和少油斷路器中油各有什么作用？3-3．高壓斷路器有哪些基本參數(shù)？3-4．互感器的作用？互感器二次側(cè)為何必須接地？3-5．電流互感器在運(yùn)行中，為什么二次線圈不允許開路？3-6．何謂電流互感器的準(zhǔn)確級和10%誤差倍數(shù)？3-7．電壓互感器一次線圈中性點(diǎn)不接地,為何不能測量相對地電壓？3-8．畫出電流互感器和電壓互感器的接線形式？電容式電壓互感器有哪些基本部分組成？華中科技大學(xué)電氣學(xué)院 3-9、發(fā)電廠或變電所的電氣主接線的基本接線形式有哪些？

3-10．在電氣主接線中斷路器，隔離開關(guān)、匯流母線、母線分段及旁路母線的作用？

3-11．試?yán)L出單母線帶旁路（雙母線）的接線形式？寫出檢修某一出線時(shí)，不中斷該回路供電的操作步驟？

3-12．典型發(fā)電廠的主接線分幾類？各有哪些特點(diǎn)？華中科技大學(xué)電氣學(xué)院本章結(jié)束點(diǎn)此進(jìn)入下一章第二章發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)

原理內(nèi)容簡介1.發(fā)動機(jī)原理2.發(fā)動機(jī)外圍結(jié)構(gòu)介紹3.內(nèi)部主要結(jié)構(gòu)/工作原理介紹4.發(fā)動機(jī)常用名詞解釋1.發(fā)動機(jī)原理本文講解的是運(yùn)用最廣泛的輕柴油發(fā)動機(jī)柴油發(fā)電機(jī)組中的柴油機(jī)是動力的輸出部分，以柴油為燃料，靠氣缸中被壓縮后形成的高溫高壓空氣使噴入的霧狀柴油燃燒膨脹而做功，把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。

（播放動畫片）它通過進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個過程完成一個工作循環(huán)，又稱為四沖程發(fā)動機(jī)為了降低零件溫度，機(jī)體內(nèi)布滿水道，由水泵推動冷卻機(jī)組，稱為水冷式機(jī)組（例如：VOLVO、三菱、MTU）小功率發(fā)動機(jī)也有采用空氣對發(fā)動機(jī)進(jìn)行冷卻，稱為風(fēng)冷機(jī)組（例如：DEUTZ1011/912兩個系列）（將先學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)認(rèn)識零件后在詳細(xì)講述原理）2、發(fā)動機(jī)外圍結(jié)構(gòu)介紹三菱發(fā)動機(jī)：發(fā)動機(jī)外圍件認(rèn)識：空氣濾搖臂室罩蓋空氣管道馬達(dá)底架執(zhí)行器高壓油泵換向電磁閥柴油濾空氣加熱器空氣中冷器散熱器扇葉外觀結(jié)構(gòu)柴油發(fā)動機(jī)介紹外觀結(jié)構(gòu)柴油發(fā)動機(jī)介紹3、內(nèi)部主要結(jié)構(gòu)、工作原理介紹內(nèi)部結(jié)構(gòu)

飛輪活塞活塞環(huán)增壓器連桿曲軸3.1機(jī)體作用發(fā)動機(jī)的骨架，是發(fā)動機(jī)各系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)工作和裝配的基礎(chǔ)，承受發(fā)動機(jī)的各種負(fù)荷。組成汽缸蓋、汽缸體、曲軸箱5.1、機(jī)體柴油發(fā)動機(jī)介紹氣缸體

D12發(fā)動機(jī)采用優(yōu)質(zhì)鑄鐵的氣缸體，氣缸套為濕式，為保證有足夠的強(qiáng)度和降低噪聲，機(jī)體做成鐘狀剖面，同時(shí)在縱向有加強(qiáng)筋。適合承載更大的負(fù)荷。內(nèi)部機(jī)油道更長，更合理分布的氣缸蓋螺栓大大延長了使用壽命及提高了可靠性擋火圈大大提高了氣缸墊的使用壽命先進(jìn)合理的氣缸蓋設(shè)計(jì)氣缸蓋-噴油器整體式氣缸蓋，這為采用頂置是凸輪軸提供了可能；在氣缸蓋上除裝有凸輪軸和進(jìn)、排氣門外還裝有噴油單元。曲軸采用整體式曲軸，在曲軸的前端裝有扭轉(zhuǎn)減振器。曲軸的軸頸經(jīng)過特別的硬化處理以提高其耐磨性。3.2曲軸連桿機(jī)構(gòu)作用曲軸連桿機(jī)構(gòu)是將活塞承受的氣體壓力通過連桿傳給曲軸，并將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動輸出機(jī)械能。組成活塞組件、連桿組、曲軸飛輪組柴油發(fā)動機(jī)介紹氣缸套和活塞?采用可更換的濕式氣缸套，使維修更加方便、經(jīng)濟(jì)；?第一道活塞環(huán)鑲有耐熱圈，提高了活塞的耐熱強(qiáng)度，同時(shí)，活塞采用潤滑油噴射冷卻，保證了其高負(fù)荷使正常的工作溫度，延長了其使用壽命；活塞柴油發(fā)動機(jī)介紹活塞連桿組2.基本原理（四沖程工作過程）介紹：進(jìn)氣沖程：活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動，目的是吸入新鮮空氣為燃燒作好準(zhǔn)備，此時(shí)進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊竭_(dá)下止點(diǎn)時(shí)進(jìn)氣門關(guān)閉，進(jìn)氣沖程結(jié)束。壓縮沖程：活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動，此時(shí)上下氣門關(guān)閉，氣缸內(nèi)空氣受壓縮溫度、壓力提高，為燃燒提供條件，活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)壓縮沖程結(jié)束。膨脹（作功）沖程：在壓縮沖程結(jié)束前，噴油器將燃油噴入氣缸，與空氣混合形成可燃?xì)怏w并自燃，產(chǎn)生高溫、高壓推動活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動并帶動曲軸旋轉(zhuǎn)而作功，活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)壓力下降，直至排氣門打開。排氣沖程：作功結(jié)束后，氣缸內(nèi)的氣體已成為廢氣，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動，排氣門打開，進(jìn)氣門關(guān)閉，活塞將廢氣排除氣缸，到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，排氣沖程結(jié)束。排氣沖程結(jié)束后，排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門又打開，重復(fù)進(jìn)行下一個循環(huán)，周而復(fù)始不斷對外作功。

四沖程

a、進(jìn)氣沖程b、壓縮沖程

c、膨脹沖程d、排氣沖程柴油發(fā)動機(jī)介紹四、單缸四沖程工作原理示意圖

柴油發(fā)動介紹

3.柴油發(fā)動機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹柴油機(jī)總體結(jié)構(gòu)一般由以下幾大系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)組成：機(jī)體燃油系統(tǒng)曲軸連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)排氣系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)操縱系統(tǒng)由于汽缸數(shù)、汽缸排列和冷卻方式等不同，因此各種機(jī)型結(jié)構(gòu)上略有差異。3.1燃油系統(tǒng)作用按照柴油機(jī)工作過程的需要，將一定數(shù)量的柴油，在一定的時(shí)間內(nèi)以一定的壓力使柴油霧化噴入汽缸，與壓縮空氣形成均勻的可燃混合氣而燃燒。組成油箱、輸油泵、濾清器、噴油泵、噴油器柴油發(fā)動機(jī)介紹柴油發(fā)動機(jī)介紹噴油器

油水分離器手搖泵高壓油泵濾清器油箱發(fā)動機(jī)調(diào)速器類別1.機(jī)械調(diào)速器燃油供給系統(tǒng)2.電子調(diào)速器燃油供給系數(shù)3.PT泵燃油供給系統(tǒng)4.電子噴射燃油供給系統(tǒng)發(fā)動機(jī)供油控制不同特點(diǎn)發(fā)動機(jī)發(fā)展到今天，大同小異，一般僅在燃油供給方面有所區(qū)別：

機(jī)型形式Deutz1015Deutz1011912913VOLVOD5/D7VOLVOD9VOLVO720/721VOLVOD12VOLVOD16MTU2000系列DAEWOO系列噴油形式電子控制噴油泵機(jī)械泵機(jī)械泵電子控制噴油器電子控制噴油泵電子控制噴油器電子控制噴油器電子控制噴油器電子調(diào)整噴油泵特點(diǎn)不光可以電子調(diào)正油泵，且可以發(fā)動機(jī)故障報(bào)警穩(wěn)定性差穩(wěn)定性差真正的電噴不光可以電子調(diào)正油泵，且可以發(fā)動機(jī)故障報(bào)警真正的電噴真正的電噴真正的電噴僅可以電子調(diào)正油泵備注和VOLVO720、721相同1).機(jī)械調(diào)速器11.2、操縱系統(tǒng)柴油發(fā)動機(jī)介紹

機(jī)械調(diào)速器原理RQ調(diào)速器Bosch機(jī)械調(diào)速器能保持穩(wěn)態(tài)調(diào)整率在+/-0.8%范圍內(nèi)RSV單彈簧設(shè)計(jì)使改變額定轉(zhuǎn)速更容易RQ型雙彈簧調(diào)速器更有力，1500及1800rpm需用不同的彈簧

RSV調(diào)速2）電子調(diào)速操縱系統(tǒng)柴油發(fā)動機(jī)介紹4).電子燃油噴射系統(tǒng)低慣量增壓器快速反應(yīng)燃油噴射系統(tǒng)

良好的加載性能及短的恢復(fù)時(shí)間加載性能TAD1242GE燃油消耗率與其它機(jī)型的比較

Target3.4.潤滑系統(tǒng)作用將潤滑油供給運(yùn)動見的摩擦表面以減少磨擦阻力，減輕機(jī)件的磨損，并部分地冷卻磨擦零件；清潔和冷卻磨擦表面；提高活塞環(huán)和汽缸壁間的密封性能；對所有運(yùn)動件起防銹作用。組成滑油泵、滑油濾清裝置、滑油冷卻裝置、滑油管路柴油發(fā)動機(jī)介紹潤滑系統(tǒng)柴油發(fā)動機(jī)介紹潤滑系統(tǒng)主濾清器發(fā)動機(jī)潤滑油油壓和油溫由EDC監(jiān)控所有的潤滑油壓力閥均可方便地在發(fā)動機(jī)外部找到。經(jīng)濾器的使用延長了潤滑油的換油間隔。進(jìn)入增壓器的潤滑油是經(jīng)過精濾器過濾的。134562編號.123456作用安全閥(在氣缸體上).

機(jī)油冷卻器旁通閥.機(jī)油濾清器上的溢流閥.活塞冷卻噴嘴控制閥.去增壓器的旁通閥.減壓閥（在氣缸體上）精濾器/通增壓器潤滑系統(tǒng)大容量的油泵及高效的機(jī)油冷卻器及全通機(jī)油濾清器組成了高效的潤滑系統(tǒng)減少部件的磨損延長發(fā)動機(jī)的使用壽命■■VOLVO機(jī)組潤滑油冷卻器和潤滑油泵冷卻系統(tǒng)作用將承受高熱機(jī)件的熱量散到大氣中去。組成水泵、散熱器（水箱）、風(fēng)扇、分水管、機(jī)體、缸蓋內(nèi)的水套、恒溫閥。冷卻水中冷管路圖水箱冷卻管路膨脹水箱機(jī)油冷卻器散熱器水泵柴油發(fā)動機(jī)介紹OilCoolerBuiltintotheFIPsideoftheblockNoexternalpipesImprovedreliability(leaks)OnepositiononlyCoolantBy-passtoCoolantPump

CoolanttoOilCoolerEndCover‘O’RingSealSectionedViewD9/D16冷卻系統(tǒng)ABThermostatThermostatsandHousingCoolantAirVentThermostatHousing/CoolantPassageBy-passpassagereturntotheCoolantPumpThermostatSealFlowpassagetoRadiatorThermostat干式風(fēng)冷發(fā)動機(jī)冷卻方式介紹發(fā)動機(jī)最大特點(diǎn)：采用強(qiáng)制輸送空氣對發(fā)動機(jī)缸體、機(jī)油等所有部分進(jìn)行冷卻優(yōu)點(diǎn)：體積小重量輕、適合高海拔/高溫地區(qū)使用公司配套的DEUTZ發(fā)動機(jī)是世界上質(zhì)量最好的干式發(fā)動機(jī)，使用機(jī)械調(diào)試器3.6.進(jìn)、排氣系統(tǒng)作用通過配氣機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣和排氣過程，使新鮮空氣及時(shí)充入氣缸并及時(shí)從氣缸中排出廢氣。組成氣門組件、氣門傳動組件

進(jìn)氣增壓系統(tǒng)

廢氣渦論增壓是利用柴油機(jī)排出的廢氣能量來驅(qū)動增壓器，將空氣壓縮后再輸送入氣缸。增壓的目的是增加進(jìn)入氣缸的空氣量，在柴油機(jī)容積不變的情況下增加氣缸內(nèi)的空氣密度，使柴油機(jī)能燃燒更多的柴油以提高其輸出功率，這是最經(jīng)濟(jì)最有效的方法。SingleStage‘HighBoost’Turbochargers

Nooilprimingrequired

2806ModelS500(BorgWarner)

2306ModelGT50(AlliedSignal)Turbocharger進(jìn)氣增壓系統(tǒng)

中間冷卻器

廢氣渦輪增壓器的主要性能指標(biāo)是空氣壓力的升高比πk，當(dāng)＞1.8

時(shí)就采用中冷器。以降低壓氣機(jī)出口的空氣溫度，使進(jìn)入汽缸的空氣密度增大。7.4、進(jìn)氣增壓系統(tǒng)

1.空氣中冷:風(fēng)扇對空氣冷卻器進(jìn)行冷卻

(目前本公司機(jī)組多采用該種)2.水中冷:冷卻液對空氣冷卻器進(jìn)行冷卻中冷器分為兩種:

柴油機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)多數(shù)VolvoPenta生產(chǎn)的柴油機(jī)采用了增壓中冷技術(shù)。由于增壓中冷技術(shù)的采用，降低了進(jìn)氣溫度，增加了增壓后的空氣密度，從而增加了進(jìn)氣流量，使柴油機(jī)能多噴油，提高功率、扭矩，并可降低燃油消耗率。同時(shí)，還能減少噪聲、降低廢氣排放中的氮氧化合物（NOx），改善發(fā)動機(jī)的低速性能。使得VolvoPenta柴油機(jī)在應(yīng)對新的排放法規(guī)要求和高原使用環(huán)境等方面具有突出的優(yōu)勢。RadiatorandAirChargeCoolerCOOLANTAIR進(jìn)氣中冷器

進(jìn)氣系統(tǒng)柴油發(fā)動機(jī)介紹凸輪軸氣門搖臂氣門頂桿正時(shí)齒輪中間齒輪曲軸齒輪氣門導(dǎo)管ValveAssemblies(4Valvespercylinder)InletValve30°SeatInnerSpringOuterSpringValveRotorIn/Ex

ImprovesservicelifeMinimisescarbondeposits

ExhaustValve45°SeatLowerSpringSeat

Collets中冷器★由水泵將冷卻水送入機(jī)體上的中冷器冷卻增壓器增壓后的進(jìn)氣，然后冷卻水再由水泵送至其它冷卻部位，最后又返回水箱由風(fēng)扇冷卻★水對空中冷能將進(jìn)氣由150℃冷卻至90℃★空氣增壓提高進(jìn)氣中的含氧量，從而使燃燒更充分，降低燃油消耗率及減少排放★空氣增壓能減少熱應(yīng)力，提高耐久性，降低機(jī)油消耗率一、水對空(TWD)★中冷器置于水箱前部，靠風(fēng)扇吹來的風(fēng)冷卻增壓器增壓后的進(jìn)氣★空對空中冷能將進(jìn)氣由150℃冷卻至50℃★空氣增壓提高進(jìn)氣中的含氧量，從而使燃燒更充分，降低燃油及機(jī)油消耗率，減少排放★空氣增壓能減少熱應(yīng)力，提高耐久性，延長使用壽命二、空對空(TAD)增壓器增壓器利用廢氣的能量從而提高了能量利用率優(yōu)點(diǎn)

-提高輸出功率

-降低燃油消耗率

-排氣更清潔

-減少高頻噪聲

-延長使用壽命排氣系統(tǒng)消音器彈性吊碼絕熱包扎密封夾板排煙管吊碼啟動馬達(dá)直流電動機(jī)電磁鐵電池線啟動機(jī)構(gòu)啟動方法：1、人力啟動2、電動機(jī)啟動3、壓縮空氣啟動電動機(jī)啟動：廣泛用于各種柴油機(jī)，用鉛酸蓄電池作電源，由直流電動機(jī)拖動發(fā)動機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)，將發(fā)動機(jī)發(fā)動起來，為保證啟動可靠，延長電池的壽命，每次啟動通電時(shí)間不得超過15s，連續(xù)啟動不得超過3次。電磁線圈及保持線圈通電，鐵心移動帶動驅(qū)動桿擺動，使啟動機(jī)的齒輪與飛輪齒圈嚙合，鐵心繼續(xù)移動接通直流電動機(jī)電路開始運(yùn)轉(zhuǎn)工作，直至柴油機(jī)啟動

啟動馬達(dá)結(jié)構(gòu)

充電系統(tǒng)電啟動的發(fā)動機(jī)一般都有充電設(shè)備，以供蓄電池放電后能及時(shí)補(bǔ)充充電。充電設(shè)備：充電機(jī)

充電發(fā)電機(jī)皮帶阻尼輪風(fēng)扇葉動力輸出端適用于整個速度范圍，柔性減震器比橡膠減震器性能更優(yōu)越高可靠性柔性減震器MITSUBISHI型號含義水對空空對空發(fā)動機(jī)相關(guān)名詞/參數(shù)缸數(shù)：發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)缸體數(shù)量直列缸：缸體均垂直而立，活塞上下運(yùn)動做功V型缸：缸體分列兩邊V型成60度排量：發(fā)動機(jī)活塞面積乘行程乘缸數(shù)壓縮比：缸體中空氣被壓縮的比例排風(fēng)量：發(fā)動機(jī)風(fēng)扇排出的風(fēng)量燃?xì)饬浚喊l(fā)動機(jī)吸入用于燃燒的空氣量排煙量：排煙口出煙量排氣溫度：發(fā)動機(jī)排煙出渦輪增壓器口的溫度，一般300—600度左右煙氣脫硫技術(shù)基礎(chǔ)原理和工藝流程

環(huán)境污染突出的“三廢”處理的最基本的原則，就是找到一種合適的，將污染物轉(zhuǎn)化為一種長期穩(wěn)定、不對周邊環(huán)境造成二次污染的方式。

第一部分概述

一、什么是“煙氣脫硫技術(shù)”？

用簡單、通俗的說法，就是：一種將煙氣中SO2進(jìn)行分離，轉(zhuǎn)化為一種長期穩(wěn)定、不對周邊環(huán)境造成二次污染的物質(zhì)的方法。這是我們最基本的需求。這種終產(chǎn)物的綜合利用，也是我們選擇何種煙氣脫硫技術(shù)路線綜合考量因素之一。二、煙氣脫硫技術(shù)的分類

煙氣脫硫技術(shù)脫硫劑/載體氣體吸收(化學(xué)型)氣體吸附(物理型)其它海水氨基其它鈣基鎂基其它濕法方法名稱濕法干法/半干法噴霧干燥法爐內(nèi)噴鈣法海水脫硫法氨——硫銨法加熱再生吸附洗滌再生吸附活性碳分子篩微溶解溶解電子束/電暈法分子篩吸附法爐內(nèi)噴鈣法熟石灰噴霧干燥法煙氣循環(huán)流化床技術(shù)石灰(石)-石膏濕法活性焦加熱再生吸附法脫出機(jī)理

三、煙氣脫硫技術(shù)的通用命名

1、作為氣體吸收，也就是需要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的脫硫技術(shù)，脫硫劑為微溶解性物質(zhì)時(shí)，通用命名方式是：脫硫劑＋脫硫終產(chǎn)物＋反應(yīng)環(huán)境+……；例如：石灰石－石膏濕法、石灰－亞硫酸鈣（半）干法、氧化鎂－亞硫酸鎂濕法、氫氧化鎂－硫酸鎂濕法等；脫硫劑為溶解性物質(zhì)時(shí)，通用命名方式是：脫硫劑＋脫硫終產(chǎn)物+……；例如：氨－硫銨法；海水法等；三、煙氣脫硫技術(shù)的通用命名

2、作為氣體吸附，也就是需要物理過程（或催化）的脫硫技術(shù)，通用命名方式是：脫硫載體＋脫硫終產(chǎn)物分離方法+……；例如：活性焦加熱再生吸附法；活性焦洗滌再生吸附法；三、煙氣脫硫技術(shù)的通用命名

3、當(dāng)然，有的脫硫技術(shù)的命名也不遵循以上原則，也或一種技術(shù)有多種叫法，如：煙氣循環(huán)流化床法、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕、熟石灰噴霧干燥法等。

介紹通用命名原則，實(shí)際上就是可以通過技術(shù)名稱大體了解脫硫技術(shù)的一些基本技術(shù)方向。四、煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用

我國火電廠煙氣脫硫治理起步于1988年，從日本三菱公司引進(jìn)兩套煙氣脫硫裝置，脫硫工藝為石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝，安裝于華能珞璜電廠一期工程，單元配套法國360MW鍋爐機(jī)組，揭開了我國火電廠大氣污染治理的序幕。

經(jīng)過近十年的應(yīng)用、消化、吸收，我國第一套國產(chǎn)化（部分）煙氣脫硫裝置于2000年在華能珞璜電廠投產(chǎn)。脫硫工藝為石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝，單元配套二期工程法國360MW鍋爐機(jī)組，開拓了我國自主研發(fā)、生產(chǎn)煙氣脫硫裝置的先河。一、石灰石－石膏濕法脫硫技術(shù)二、海水脫硫技術(shù)三、氨－硫銨法脫硫技術(shù)

、第二部分常見典型煙氣脫硫技術(shù)

脫硫原理石灰石—石膏濕法煙氣脫硫采用石灰石漿液做為反應(yīng)劑，與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)生成亞硫酸鈣（CaSO3），亞硫酸鈣CaSO3與氧氣進(jìn)一步反應(yīng)生成硫酸鈣（CaSO4）。其脫硫效率和運(yùn)行可靠性高，是應(yīng)用最廣的脫硫技術(shù)。一、石灰石－石膏濕法脫硫技術(shù)

典型工藝流程

煙氣系統(tǒng)

煙囪旁路擋板鍋爐引風(fēng)機(jī)凈煙氣擋板原煙氣擋板增壓風(fēng)機(jī)GGH煙囪旁路擋板鍋爐引風(fēng)機(jī)凈煙氣擋板原煙氣擋板增壓風(fēng)機(jī)GGHSO2吸收系統(tǒng)

氧化風(fēng)機(jī)除霧器

根據(jù)石灰石的磨制方式是干磨或濕磨，可將石灰石漿液制備分為干式制漿系統(tǒng)和濕式制漿系統(tǒng)。

干式制漿系統(tǒng)

主要包括石灰石接收、輸送和貯存、石灰石粉制備和輸送、石灰石粉貯存。

石灰石漿液制備系統(tǒng)

濕式制漿系統(tǒng)

主要包括石灰石貯存和輸送系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)。

石膏脫水系統(tǒng)

主要由吸收塔排出泵系統(tǒng)、旋流器站(一級脫水系統(tǒng))、真空皮帶過濾機(jī)(二級脫水系統(tǒng))、廢水旋流站等組成。

石膏二級脫水系統(tǒng)圖

公用系統(tǒng)工藝水系統(tǒng)

FGD裝置配置有工藝水泵和事故沖洗水泵。壓縮空氣系統(tǒng)事故漿液排放系統(tǒng)事故漿液池、泵、坑廢水處理系統(tǒng)采用中和、混凝、澄清、脫水處理。設(shè)有反應(yīng)箱、澄清池、壓濾機(jī)、加藥設(shè)備等。處理出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。脫硫原理

由于天然海水中含有大量可溶性鹽，且海水通常呈堿性，這使得海水具有天然的吸收SO2的能力。主要化學(xué)反應(yīng)如下：

SO2(氣)→SO2(液)SO2(液)＋H2O→SO32－＋2H＋

CO32－＋H＋→HCO3－

HCO3－＋H＋→CO2+H2OSO32－＋1/2O2→SO42－三、海水脫硫技術(shù)

海水脫硫化學(xué)原理示意圖

海水恢復(fù)曝氣池氧化空氣海水脫硫工藝流程圖

海水脫硫技術(shù)特點(diǎn)

1、技術(shù)成熟、工藝簡單、運(yùn)行維護(hù)方便、備品備件量少。設(shè)備投資費(fèi)用低。海水供排的管線防腐要求高，投資較高。

2、適合于低硫煤鍋爐的煙氣脫硫。

3、只需要海水，不需添加劑。

4、不存在固體副產(chǎn)品及廢水排放。

5、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，工作量少。建設(shè)周期短。

6、脫硫效率可達(dá)到95%以上。

海水脫硫設(shè)備

1、煙氣系統(tǒng)、壓縮空氣等與石灰石－石膏濕法脫硫一致；

2、SOx吸收系統(tǒng)的吸收塔的形式與石灰石－石膏濕法脫硫一致。

3、曝氣系統(tǒng)和石灰石－石膏濕法的氧化系統(tǒng)脫硫原理相同；

4、無制漿等原料系統(tǒng)和脫水等終產(chǎn)物處理系統(tǒng)。

有循環(huán)水冷卻塔的火力發(fā)電廠，完全可以取消電廠的煙囪，將脫硫后的凈煙氣直接通過循環(huán)水冷卻塔排放。這種技術(shù)叫“煙塔合一”技術(shù)，該技術(shù)在國內(nèi)外都已經(jīng)有較多的業(yè)績。國內(nèi)已經(jīng)有三個電廠的建成投產(chǎn)，如華能北京熱電廠的4×250MW機(jī)組擴(kuò)建煙氣脫硫裝置，在確定技術(shù)方案時(shí)，就考慮要取消煙囪的方案。目前使用“煙塔合一”對該電廠進(jìn)行脫硫裝置擴(kuò)建，脫硫裝置運(yùn)行近2年時(shí)間，效果非常明顯。

第四部分系統(tǒng)的演變

煙塔合一技術(shù)煙塔合一示意圖

脫硫塔無旁路引增合一脫硫裝置178179同步發(fā)電機(jī)的工作原理 圖示，在同步發(fā)電機(jī)的定子鐵芯內(nèi)，對稱地安放著A--X、B--Y、C--Z三相繞組。每相繞組匝數(shù)相等，三相繞組的軸線在空間互差120°電角度。在同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上裝有勵磁繞組，直流電通過時(shí)會產(chǎn)生主磁場，其磁通如圖中虛線所示。磁極的形狀決定了氣隙磁密在空間基本上按正弦規(guī)律分布。所以，當(dāng)原動機(jī)帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，就得到一個在空間按正弦規(guī)律分布的旋轉(zhuǎn)磁場。定子導(dǎo)線固定不動，旋轉(zhuǎn)磁場磁力線切割定子導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生了電動勢e，如右→180

將導(dǎo)線連成閉合回路，就有電流通過，同步發(fā)電機(jī)就是利用電磁感應(yīng)原理將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿摹?定子三相繞組在空間位置上互差120°電角度。因此，三相感應(yīng)電動勢在時(shí)間上也互差120°電角度，發(fā)電機(jī)發(fā)出的就是對稱三相交流電，即181182

當(dāng)同步發(fā)電機(jī)的三相繞組與負(fù)載接通時(shí)，三相繞組中流過對稱三相電流，并產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，這個旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n=60f／p，即定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相同，亦就是同步，故稱為同步發(fā)電機(jī)。 按照原動機(jī)的不同，通常同步發(fā)電機(jī)分為水輪發(fā)電機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)、燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)及柴油發(fā)電機(jī)等。水輪發(fā)電機(jī)和柴油發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，極數(shù)較多，多采用凸極式轉(zhuǎn)子．汽輪發(fā)電機(jī)和燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速很高，則采用隱極式轉(zhuǎn)子。183電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場： 電流的正弦波形如圖2.49所示。在右下圖中，三相定子繞組彼此互隔120°

分布在定子鐵心的內(nèi)側(cè)的線槽中，構(gòu)成對稱三相繞組，接上對稱的三相電源后，就有三相電流，電流的參考方向定為A—X、B—Y、C—Z，則電流的瞬時(shí)值為：ωt184

當(dāng)ωt=0時(shí)，這時(shí)iA=0，iB為負(fù)，B相電流從B流出進(jìn)Y，iC為正，在C相電流從Z流出進(jìn)C。各相電流方向如圖2.50(a)所示，通過右手螺旋定則就可確定出合成磁場的方向。合成磁場的磁力線分布是以A邊為中心，左右對稱，從上到下，它和一對磁極產(chǎn)生的磁場一樣。185

圖2.50(b)為ωt=60°時(shí)定子繞組中各相電流的方向及其合成的磁場，iA為正，在A相電流從X流出進(jìn)A?？梢钥闯龊铣纱艌龅姆较蛟诳罩许槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)了60°

。 如圖2.50(c)所示的ωt=90°時(shí)三相電流所合成的磁場，這時(shí)，合成磁場的方向已在空間順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了90°。186

可以發(fā)現(xiàn)對稱的三相電流通入對稱的三相繞組后，所建立起來的合成磁場如一對在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的磁極的磁場。187

按照冷卻介質(zhì)的不同，同步發(fā)電機(jī)可分為空氣冷卻、氫氣冷卻，水冷卻等。其中還可分為外冷式(冷卻介質(zhì)不直接與導(dǎo)線接觸)和內(nèi)冷式(冷卻介質(zhì)直接與導(dǎo)線接觸)。 近年來，我國電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)單機(jī)容量不斷增長，200MW、300MW、600MW的單機(jī)已成為系統(tǒng)中的主力機(jī)組，容量900MW的機(jī)組也逐步進(jìn)入一些大的電力系統(tǒng)。國產(chǎn)百萬千瓦級超超臨界機(jī)組也即將投產(chǎn)。188

第二節(jié)、同步發(fā)電機(jī)的額定參數(shù)

l、額定容量SN或額定功率PN

額定容量是指發(fā)電機(jī)長期安全運(yùn)行時(shí)，所能輸出的最大視在功率，一般以千伏安(kVA)或兆伏安(MVA)為單位；額定功率是指發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，所能輸出的最大有功功率，一般以千瓦(kW)或兆瓦(MW)為單位。2．額定電壓UN

是指發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，機(jī)端定子三相繞組的線電壓，單位為伏(V)或千伏(kV)。189190同步發(fā)電機(jī)的電動勢方程、等值電路和相量圖

1．同步發(fā)電機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁量 同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，由于定子三相繞相中有電流通過，也會形成一個磁場，該磁場也是旋轉(zhuǎn)磁場，稱之為電樞磁場，電樞磁場以與轉(zhuǎn)子主磁場相同的轉(zhuǎn)速，相同的方向旋轉(zhuǎn)。 為了分析問題簡單方便，可不計(jì)磁路飽和的影響。認(rèn)為一個磁動勢獨(dú)立產(chǎn)生一個磁通，并在電樞繞組中感應(yīng)出相應(yīng)的電動勢。 所以負(fù)載時(shí)定子繞組中感應(yīng)電動勢包括轉(zhuǎn)子磁場感應(yīng)的空載電動勢Eo、電樞磁場感應(yīng)的電動勢Es和漏磁通感應(yīng)的電動勢Eδ。191192不飽和1931941、功率特性分析此相量圖，可得：所以：195由：得：196同步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)：

(1)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)： 遲相運(yùn)行狀態(tài)－－發(fā)電機(jī)同時(shí)向電網(wǎng)輸送有功功率和無功功率，即P>0且Q>0。 進(jìn)相運(yùn)行狀態(tài)－－發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸出有功功率，而吸收電網(wǎng)感性無功功率，即P>0且Q<0。197 (2)作調(diào)相機(jī)運(yùn)行狀態(tài)：從電網(wǎng)吸收有功功率(由于所吸收的有功功率主要用來抵償電動機(jī)的內(nèi)部損耗，因而所需的有功功率值很小)，吸收或輸出無功功率。

(3)電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)：從電網(wǎng)吸收有功功率和無功功率，即P<O，Q<0。198同步發(fā)電機(jī)向量圖（包括穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、次暫態(tài)參數(shù)）199

汽輪發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行方式

汽輪發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行方式是指發(fā)電機(jī)按銘牌額定數(shù)據(jù)運(yùn)行的方式。 發(fā)電機(jī)額定數(shù)據(jù)，如轉(zhuǎn)速、定子電壓、定子和轉(zhuǎn)子溫度、振動幅度等，是制造廠的設(shè)計(jì)依據(jù)，只有嚴(yán)格控制其在允許值范圍內(nèi)運(yùn)行，才能保障發(fā)電機(jī)安全而高效地運(yùn)行。200一、空載運(yùn)行及空載特性

同步發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行是指定子繞組開路，轉(zhuǎn)子至額定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組通以直流勵磁電流iF，相應(yīng)地定子繞組產(chǎn)生電勢Eq。調(diào)節(jié)勵磁電流iF即改變主磁通φ。值，從而改變了定子空載電勢Eq。Eq＝f(iF)稱為空載特性，如圖所示。

201

通常空載額定電壓設(shè)計(jì)在c點(diǎn)，即曲線接近飽和的工作點(diǎn)，iF0為建立空載額定電壓所需的勵磁電流。其中ab段磁勢消耗在氣隙內(nèi)；bc段磁勢消耗在鐵心內(nèi)。202二、短路特性短路特性是指定子三相繞組短接，機(jī)端電壓U＝0，轉(zhuǎn)速n＝nN的條件下，勵磁電流iF與三相穩(wěn)定短路電流Ik間的關(guān)系，即Ⅰk=f(if)。

203

五、短路比（SCR） 短路比是指同步發(fā)電機(jī)在空載額定電壓所對應(yīng)的勵磁電流If。下，三相穩(wěn)態(tài)短路時(shí)的短路電流Ik0。與額定電流IN之比，用kc表示。即由：

短路比與1/Xd成正比。短路比小，氣隙小，負(fù)載變化時(shí)發(fā)電機(jī)的電壓變化較大，并聯(lián)運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定度較差。 增大氣隙可減小Xd，使短路比增大，但勵磁電動勢和轉(zhuǎn)子用銅量增大，造價(jià)增高。對汽輪發(fā)電機(jī)，Kc＝0.4～1.0出隱極式同步發(fā)電機(jī)電動勢方程?并分別作出隱極式同步發(fā)電機(jī)在進(jìn)相、遲相、和功率因素為1時(shí)運(yùn)行的相量圖?寫出功角特性方程?畫出其相量圖?分析f=np／60中各變量的含義?210本章結(jié)束點(diǎn)此進(jìn)入下一章211212

第四章汽輪發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行

213第二節(jié)大型發(fā)電機(jī)組的出力 大型發(fā)電機(jī)組的出力，可以分為有功出力和無功出力。有功出力主要是由汽輪機(jī)的出力來決定的。有以下幾種與汽輪機(jī)相對應(yīng)工況下的定義。一、銘牌工況(TRL)

以銘牌額定功率輸出的汽輪發(fā)電機(jī)組，應(yīng)能在下列條件下，安全、經(jīng)濟(jì)連續(xù)運(yùn)行，此工況稱為銘牌工況。 此工況下的汽輪機(jī)進(jìn)汽量，稱為銘牌進(jìn)汽量，此工況也是出力保證值的驗(yàn)收出力。214此時(shí)，機(jī)組的凈熱耗值，應(yīng)不大于賣方的保證值。

(1)在額定主蒸汽及再熱蒸汽參數(shù)時(shí)，汽水品質(zhì)符合規(guī)定；

(2)汽輪機(jī)低壓缸平均排汽壓力為設(shè)計(jì)值，或者冷卻水溫度為設(shè)計(jì)值；

(3)補(bǔ)給水量不大于設(shè)計(jì)值(設(shè)計(jì)值一般為3％)；

(4)設(shè)計(jì)的最終給水溫度；

(5)全部回?zé)嵯到y(tǒng)正常運(yùn)行；

(6)兩臺汽動給水泵投入運(yùn)行；

(7)發(fā)電機(jī)的電壓、頻率、功率因數(shù)、氫壓均為額定值，冷卻器冷卻水溫為設(shè)計(jì)值。215二、最大保證出力(T-MCR)工況 汽輪機(jī)進(jìn)汽量等于銘牌進(jìn)汽量，在下列條件下安全連續(xù)運(yùn)行。此工況下發(fā)電機(jī)輸出的功率稱為最大保證出力(T-MCR)，此工況也稱為最大保證工況。

(1)主蒸汽及再熱蒸汽參數(shù)為額定值，并符合所規(guī)定的汽水品質(zhì)；

(2)汽輪機(jī)低壓缸平均排汽壓力為設(shè)計(jì)值，或者冷卻水溫度為設(shè)計(jì)值；

(3)補(bǔ)給水量為零；

(4)設(shè)計(jì)的最終給水溫度；

(5)全部回?zé)嵯到y(tǒng)正常運(yùn)行；

(6)兩臺汽動給水泵投入運(yùn)行；

(7)發(fā)電機(jī)的電壓、頻率、功率因數(shù)、氫壓為額定值，冷卻器冷卻水溫為設(shè)計(jì)值。216三、調(diào)節(jié)閥全開(VWO)工況 汽輪發(fā)電機(jī)組，應(yīng)能在汽輪機(jī)所有調(diào)節(jié)閥全部開足(VWO)，其他條件同上述二條時(shí)，汽輪機(jī)的進(jìn)汽量應(yīng)不小于105％的銘牌工況(T-MCR)進(jìn)汽量，此工況稱為VWO工況。 如果主蒸汽壓力再提高到105％額定值，此工況稱為VWO+5％OP工況，此時(shí)汽輪機(jī)的輸入功率達(dá)到了最大(到了不能再大的程度)。 發(fā)電機(jī)應(yīng)能與汽輪機(jī)VWO+5％OP工況出力相匹配，能夠長期連續(xù)運(yùn)行。相對應(yīng)的主變壓器，還能在不帶廠用電的工況下，長期通過發(fā)電機(jī)的輸出功率，且其上層油溫不超過設(shè)計(jì)值。217

額定參數(shù)下的運(yùn)行與允許溫度 發(fā)電機(jī)在長期連續(xù)運(yùn)行時(shí)的允許出力，主要受機(jī)組的允許發(fā)熱條件限制。 汽輪發(fā)電機(jī)的額定容量，是在一定冷卻介質(zhì)(空氣、氫氣和水)溫度和氫壓下，在定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組和定子鐵芯的長期允許發(fā)熱溫度的范圍內(nèi)確定的。 發(fā)電機(jī)的繞組和鐵芯的長期發(fā)熱允許溫度，與采用的絕緣等級有關(guān)。大容量發(fā)電機(jī)一般都采用耐熱等級為B級或F級絕緣，我廠定、轉(zhuǎn)子線圈的絕緣采用F級的絕緣材料。218

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB／T7064—2002，氫、水冷卻的汽輪發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子繞組及定子鐵芯允許運(yùn)行溫升限值如表4—2和表4—3所示。汽輪發(fā)電機(jī)關(guān)鍵部件的允許運(yùn)行溫度，不但與其使用的絕緣材料耐熱等級有關(guān)，還與其冷卻方式、測點(diǎn)位置、測量方法等有關(guān)。219220

經(jīng)研究，A級絕緣運(yùn)行溫度每升高8°C、B級每升高10°C、F級每升高12°C，使用壽命就會下降一半。 運(yùn)行中帶基本負(fù)荷的汽輪發(fā)電機(jī)，負(fù)荷基本上是滿的，大容量機(jī)組的進(jìn)風(fēng)溫度，常保持額定溫度，一年運(yùn)行要達(dá)到8000h以上。其使用壽命，在正常情況下，能達(dá)到30年左右。221

三、汽輪發(fā)電機(jī)帶電繞組運(yùn)行中的機(jī)械及環(huán)境因素對壽命的影響 大容量汽輪發(fā)電機(jī)采用的電磁負(fù)荷較大，運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)，定子繞組還可能承受出線端的突然短路、誤并列、系統(tǒng)中高壓線路事故及事故后的自動重合閘等的沖擊。這些都將使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生幾倍至十幾倍的沖擊電流，因此而產(chǎn)生成百倍電磁力的沖擊。 大容量汽輪發(fā)電機(jī)，定子繞組端部結(jié)構(gòu)是一個關(guān)鍵。不但要降低附加損耗及發(fā)熱，還要能承受運(yùn)行中電磁力引起的振動及瞬時(shí)沖擊，不致發(fā)生磨損而影響絕緣。 現(xiàn)代的發(fā)電機(jī)，其端部固定，一般采用可重復(fù)緊固結(jié)構(gòu)，就是考慮在事故后的檢修中，能處理可能產(chǎn)生的松動及磨損并重新緊固。222

在汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行中，機(jī)內(nèi)的潮濕及污染，對發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣的耐電壓性能，也會有很大的影響，有些運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)，曾因機(jī)內(nèi)氫氣含濕量大或滲、漏水，再加上絕緣又有薄弱環(huán)節(jié)，在定子端部繞組鼻端將發(fā)生了短路燒壞的重大事故。四、結(jié)論 綜上所述，汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組的絕緣壽命，在正常情況下，對采用環(huán)氧粉云母復(fù)合絕緣材料及有適當(dāng)?shù)睦鋮s者，可達(dá)30年以上。如運(yùn)行中承受過定子繞組出線端突然短路及錯相合閘等情況，事故后又未能及時(shí)停機(jī)檢修維護(hù)，則發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣的壽命就要受到影響。223發(fā)電機(jī)的短時(shí)過負(fù)荷能力

在正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)是不允許過負(fù)荷的，即不允許超過額定容量長期運(yùn)行。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓低于額定值時(shí)，允許適當(dāng)增大定子電流，但定子電流最大不得超過額定值的5％長期運(yùn)行。 在系統(tǒng)發(fā)生短路故障、發(fā)電機(jī)失步運(yùn)行、成群電動機(jī)起動和強(qiáng)行勵磁等情況下，發(fā)電機(jī)定子或轉(zhuǎn)子都可能短時(shí)過負(fù)荷。過負(fù)荷使發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子電流超過額定值較多時(shí)，會使繞組溫度有超過容許限值的危險(xiǎn)，使絕緣老化過快，甚至還可能造成機(jī)械損壞。過負(fù)荷數(shù)值愈大、持續(xù)時(shí)間愈長，上述危險(xiǎn)性愈嚴(yán)重。224

但因發(fā)電機(jī)在額定工況下的溫度較其所用絕緣材料的最高允許溫度低一些，有一定的備用余量可作短時(shí)過負(fù)荷使用。 過負(fù)荷的允許數(shù)值不僅和持續(xù)時(shí)間有關(guān)，還與發(fā)電機(jī)的冷卻方式有關(guān)。直接內(nèi)冷的繞組在發(fā)熱時(shí)容易產(chǎn)生變形，所以其過負(fù)荷的容許值比間接冷卻的要小。 發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子短時(shí)過負(fù)荷的容許值由制造廠家規(guī)定。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB7064—86《汽輪發(fā)電機(jī)通用技術(shù)條件》中，對于發(fā)電機(jī)定子繞組在直接冷卻和間接冷卻的情況下，短時(shí)過負(fù)荷有不同規(guī)定，詳見表5—1和表5—2。225

發(fā)電機(jī)具有一定的短時(shí)過負(fù)荷能力。從額定工況下的穩(wěn)定溫度起始，能承受1.3倍額定定子電流運(yùn)行至少1min。允許的定子電流和持續(xù)時(shí)間（直到120s）如下： 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)按照假設(shè)每年運(yùn)行在上述定子電流下的次數(shù)不超過兩次設(shè)計(jì)。226

同時(shí)，在額定工況穩(wěn)定溫度下，發(fā)電機(jī)勵磁繞組能在勵磁電壓為125%額定值下運(yùn)行至少1min，允許的勵磁電壓與持續(xù)時(shí)間（直到120s）如下：

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按照假設(shè)每年運(yùn)行在上述勵磁電壓下的次數(shù)不超過兩次設(shè)計(jì)。時(shí)間（s）203060120勵磁電壓（%）208146125112227

發(fā)電機(jī)不容許經(jīng)常過負(fù)荷，只有在事故情況下，當(dāng)系統(tǒng)必須切除部分發(fā)電機(jī)或線路時(shí)，為防止系統(tǒng)靜穩(wěn)定破壞，保證連續(xù)供電，才容許發(fā)電機(jī)短時(shí)過負(fù)荷。 當(dāng)過負(fù)荷時(shí)間超過允許時(shí)間時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施，立即將發(fā)電機(jī)定子電流及勵磁電壓降至正常允許值。228

第二節(jié)冷卻條件變化對發(fā)電機(jī)允許出力的影響

對于大容量水氫氫冷汽輪發(fā)電機(jī)，定子繞組采用水內(nèi)冷、轉(zhuǎn)子繞組采用氫內(nèi)冷、定子鐵芯為氫冷。 冷卻條件變化主要是指氫和冷卻水的有關(guān)參數(shù)不同于其額定值。

QFSN-600型汽輪發(fā)電機(jī)組采用臥式布置。發(fā)電機(jī)冷卻方式采用“水氫氫”冷， 即定子線圈(包括定子引線,定子過渡引線和出線)采用水內(nèi)冷,

轉(zhuǎn)子線圈采用氫內(nèi)冷,

定子鐵心及端部結(jié)構(gòu)件采用氫氣表面冷卻。 集電環(huán)采用空氣冷卻。機(jī)座內(nèi)部的氫氣由裝于轉(zhuǎn)子兩端的軸流式風(fēng)扇驅(qū)動,在機(jī)內(nèi)進(jìn)行密閉循環(huán)。229一、氫氣溫度變化的影響

如果負(fù)荷不變，當(dāng)氫氣入口(或冷端)風(fēng)溫升高時(shí)，繞組和鐵芯溫度升高，會加速絕緣老化、壽命降低。 當(dāng)冷卻介質(zhì)的溫度升高時(shí)，要求減小汽輪發(fā)電機(jī)的出力，使繞組和鐵芯的溫度不超過在額定方式下運(yùn)行時(shí)的最大監(jiān)視溫度。 對于水氫氫冷汽輪發(fā)電機(jī)，冷端氫溫不允許高于制造廠的規(guī)定值，也不允許低于制造廠的規(guī)定值。在這一規(guī)定溫度范圍內(nèi)，發(fā)電機(jī)可以按額定出力運(yùn)行。230

當(dāng)冷端氫溫降低時(shí)，也不允許提高出力。 這是因?yàn)?，定子的有效部分分別用不同介質(zhì)冷卻，定子繞組水內(nèi)冷、鐵芯氫冷。這些冷卻介質(zhì)的溫度，彼此間互不相依。 水氫氫冷汽輪發(fā)電機(jī)，當(dāng)氫氣溫度高于額定值時(shí)，按照氫氣冷卻的轉(zhuǎn)子繞組溫升條件限制出力。（額定氫壓

0.4MPa和冷卻水溫度

33℃下，功率因數(shù)0.9）， 氫氣冷卻器的設(shè)計(jì)，在1個冷卻器因故停用時(shí)，發(fā)電機(jī)仍能承擔(dān)90％額定功率連續(xù)運(yùn)行