发电机结构介绍
一、概述
5号发电机为 QFSN 型额定容量 600MW的优化型水氢氢汽轮发电机，是上海电机厂对引进型 600MW 发电机机组进行优化设计后的产品。
发电机型号 QFSN 一 X 一 2 所代表的意义是：
QF 一一代表汽轮发电机， x ― 代表兆瓦额定容量， S ― 代表定子水内冷，
2 ― 代表二极， N ― 代表氢内冷，
例如： QFSN 一 600一 2 代表 600 兆瓦、二极水氢氢汽轮发电机，
QFSN 一 650一 2 代表 650 兆瓦、二极水氢氢汽轮发电机。
发电机组采用了引进的高起始响应的励磁系统，能在电力系统故障时 0 1 秒内达到顶值电压与额定电压之差的 95 ％。
主要结构均保留引进型机组原有的结构，如穿心螺杆、磁屏蔽、分块压板固定的定子铁心、上下层不同截面的定子线圈、刚一柔结构的定子端部固定、端盖式轴承、可倾瓦式轴瓦、双流双环式密封瓦等；转子采用气隙取气冷却方式，改进了转子阻尼结构，提高电机负序电流承载能力。
氢冷发电机机座设计成“耐爆”型压力容器，就是指机座应能承受氢气和空气混合体的最强烈的爆炸。这类爆炸不得损伤电机外部的人员、器材和厂房。这种事故只有在气体置换过程中，出现误操作的情况下才可能发生。正常运行时氢压远大于大气压，空气是不可能直接进入机座的，故只要维持必要的氢气纯度，充氢运行时发电机是很安全的。
二、发电机结构
1、定子
11 定子机座和隔振结构
发电机采用焊接的机座结构，用优质中厚钢板及锅炉钢板冷作拼焊而成，两端焊接式端盖支撑着对地绝缘的可倾式分块轴承。机座底脚与底板（台板）之间设置阶梯形垫片使机座的负荷集中作用在基础的两端，对称分布在两侧，很快向中间衰减，并在现场测试发电机底脚应力分布加以复核调整，确保定子机座两端的载荷分布，以改善与定子机座相联接的端盖轴承的支承刚度来降低机组的振动。
铁芯是通过高强度弹簧钢板组成的高效隔振装置固定在机座内的。当发电机运行时，转子和定子铁芯之间的磁拉力在定子铁芯中产生倍频振动，为此在本发电机的定子铁芯装配和发电机机座部件之间采用隔振性能较好的弹簧板弹性支撑结构，就使铁芯传到机座和基础上的倍频振动减少到很小。
在机座的顶部，汽、励两端各设有一个安装冷却器外罩用的长周边矩形法兰结合面，在结合面上开有矩形密封槽，内充满密封胶以防氢气泄漏之用；在励端底部另设有一个长周边法兰结合面用以联接出线盒。
机座的顶部还设有人孔、检查孔，都由盖板密封：在底部则设有清理孔法兰、用于气体置换的管道接口法兰，以及测量气体纯度的、气体分析取样的、浮子式液位控制器（检漏器）和氢气干燥器等的管道接口，还有两端的定子水系统排污法兰。
12 定子铁芯
铁芯采用 0 5 毫米厚扇形高导磁率、低损耗的无取同冷轧硅钢片迭装而成。在扇形硅钢片的两侧表面涂有 F 级环氧绝缘漆。定子铁芯轴同用反磁支持筋螺杆和对地绝缘的高强度反磁钢穿心螺杆，通过两端的压指、压圈及分块压板用螺母拧紧成为整体，经过数次冷态和热态加压、并紧固螺母而成为一个结实的铁芯整体。在铁芯的两边端齿上开有分隔槽，并用粘结胶将边端粘结形成整体。在两端压圈与反磁险分块压板之间设有用硅钢片迭压并加以
粘结起来形成内圆为阶梯形看台式的磁屏蔽，减少了端部漏磁引起的附加损耗，降低端部温升，使发电机具有良好的进相运行的能力
铁芯内设有许多径向通风道组成氢气表面冷却、多路并联通冈．、对应转子进风和出风相互间隔的十多个风区。还在铁芯内圆上进风和出风风区之间、环绕气隙上部六分之五的圆周上镶装风区隔环以减少串风，提高通风散热的效能
13 定子线圈及定子绕组
水内冷的定子线圈是由实心股线和空心导线交叉组成，空实了白铜线之比为 1 : 2 ，均包有玻璃丝绝缘层。上层线棒的导电截面积要比下层的大；上层由 4 排、每排 5 组空实股线组成，下层为 4 排 4 组。这种设计可明显地降低线棒附加损耗。槽内股线间进行了 540 度罗贝尔空换位，也起到减少绕组附加损耗的作用。定子线棒端部为渐开线式，采用鼻端不等距的结构，缩小同相距离，扩大异相鼻端的放电距离，故上、下层线棒端部节距不同，共有 7 种规格。
线棒的空实心股线均用中频加热钎焊在两端的接头水盒内，而钎焊在水盒上的水盒盖则焊有反磁不锈钢水接头，用作冷却水进出线棒内水支路的接口：套在线棒上或汇流管上水接头的四氟乙烯绝缘引水管，都用引进型卡箍将水管箍紧。卡箍结构详见附图 17 。上下层线棒的电联接由上下水盒盖夹紧多股实心铜线，用中频加热软钎焊而成，并逐只进行超声波焊透程度的检查，这样就形成上下层线棒水电的联接结构。采用中频加热钎焊接头水盒的工艺和卡箍箍紧水管的结构，进一步提高了定子绕组水路的气密性。水电接头的绝缘采用绝缘盒作外套，盒内塞满绝缘填料，并采用电位外移法逐一检验绝缘盒外的表面电压，使保证水电接头的绝缘强度。
定子绕组为 60 度相带、三相、双层绕组，双支路并联、 Y 连接。定子线圈的空心导线内通过冷却水以冷却铜线，因此线圈温升很低，但定子线圈对地绝缘仍采用 F 级环氧云母带连续绝缘，确保使用寿命。在线圈的槽内直线段和出槽口、端部均进行了表面防电晕处理。
定子线圈在槽内固定于高强度玻璃布卷包模压槽楔下，在铁芯两端用割有倒齿的关门槽楔就地锁紧，防止运行中因振动而产生的轴同位移。楔下没有高强度弹胜绝缘波纹板，在径向压紧线棒二在部分槽楔上开有小孔，以便检修时可测量波纹板的压缩度（有随机测量工具）以控制槽楔松紧度。在槽底和上、下层线棒之间都垫以热固性适形材料，口槽楔松紧、使不百互间保持良好接又采用了涨管热压工艺，使线棒能在槽内紧固可靠地就位；为了线棒表面度触能良好接地，防止槽内电腐蚀，在侧面用半导体板紧塞线棒。见附图 2 “定子绕组在槽内固定及定子槽楔布置示意图”。在每个槽上、下层线棒层间埋置一支电阻测温元件，每一根上层或下层线棒绝缘引水管的出口水接头上，也各埋有一支热电偶测温元件，用来检测相应部分的温度。
定子绕组的端部全部采用美国西屋公司刚 一柔绑扎固定结构。它由充胶的层间支撑软管、可调节绑环、径向支撑环、绝缘楔块和绝缘螺杆等结构件以及绑带、适形材料等将伸出铁芯槽口的绕组端部固定在绝缘大锥环内、成为一个牢固的整体，绝缘大锥环的小直径端搁在铁芯端部出槽口下的覆盖着滑移层的绝缘环上，而绝缘大锥环的环体则固定在绝缘支架上，支架的下部又通过弹簧板固定在铁芯端部的分块压板上、形成沿轴同的弹性结构，使绕组在径向、切向具有良好的整体性和刚性，而沿轴向却具有目由伸缩的能力，从而有效地缓解了由于运行中温度变化而因铜铁膨胀量不同在绝缘中所产生的机械应力，故能充分地适应机组的调峰方式和非正常运行工况。水冷的定子绕组连接线也固定在大锥环和绝缘支架上。为了运行安全，绕组端部上的紧固零件全部为高强度绝缘材料所制成。
在绕组端部靠近铁芯出槽口的可调节绑环上，汽、励两端各设有一道气隙挡风环（板），用以限制进入气隙的风量。
14 定子出线和发电机出线盒
定子出线导电杆是装配在出线瓷套管内的，组成了出线瓷套端子。结构设计使定子出线穿过装在出线盒上的绝缘瓷套管，将定子绕组出线端子引出机座外，并保证不漏氢又不漏水。出线瓷套端子共有 6 个，其中 3 个主出线端子通过金具引出；另外三个斜装的为中胜出线端子，由中性点母板及编织铜排连接起来形成中性点；出线瓷套端子和中性点母板均为水内冷。出线瓷套端子对机座和对水路都是气密的。
以每个出线瓷套端子为中心，从出线盒向下吊装着 4 个同白的电流互感器提供给仪表测量或继电保护用。
出线盒外形像长筒形压力容器由不锈钢板拼焊而成，既“耐爆”又有足够的刚度，可安全地支撑着定子出线瓷套端子及套装在瓷套管外的电流互感器。每个出线盒亦要通过与机座相同等级的水压及气密试验的严格考核，具有良好的强度、刚度和气密性能。不锈钢饭为反磁性，故大大减少了主出线导电杆上大电流在其周围的钢板上所产生的涡流损耗。在出线盒上与机座结合的大平面上开有 T 型密封槽，用以加压注入液态密封胶，杜绝氢从结合面上的缝隙中渗漏出来的可能性。
1 5 定子水路
151 总进出水汇流管
总进、出水汇流管分别装在励端和汽端的机座内，对地设有绝缘，运行时需接地。它们的进、出水口及排气管分别放在汇流管上方，这是为了防止绕组在断水情况下失水的措施。但它们的法兰设在机座的上侧面，便于和机座外部总进出水管相联接。排放水管口分别放在机座两端的下方，具有特殊设计的结构；它对机座是密封的但能适应温度变化而产生的变形，对机座和相连接的外部管道都是可靠地绝缘的。在外部总进、出水管上装有测温及报警元件。在用水冷专用摇表测量定子绕组绝缘电阻时，要求总进、出水汇流管对地有一定的绝缘电阻，而在做绕组耐电压试验时又要求把它们接地；为了试验时方便，在接线端子板上各设有接地接线柱，专为变更总进、出水汇流管及出线盒内出水小汇流管对地绝缘或接地之用。
152定子绕组水路
冷却水从励端或集电环端的总进水汇流管通过连接的聚四氟乙烯绝缘引水管流入定子线棒，再从线棒出水接头通过绝缘引水管流入总出水汇流管。每根上层或下层线棒各自形成一个独立的水支路，共有 84 个并联的线棒水支路。请参阅出厂文件“定子线圈水电连接图”。
如上图，另有六路冷却水从励磁机端或集电环端的总进水汇流管进入，也通过绝缘引水管流经绕组引线，即线圈端部连接线，主引线及出线瓷套端子或中性点母线后，进入出线盒中的小汇流管，再从外部管道流入汽端总出水汇流管，然后一起引出到外部总出水管，流回定子水箱。
153氢气漏入定子水路问题
由于氢压大于水压，在管道 、 绝缘引水管 、 水接头或空心铜线内如存在微、细裂纹或毛细小孔，一般情况下定子水路不会漏水，但氢气会从小孔细纹处漏入定子水系统。漏入水系统的氢气积蓄在储水箱的顶部，通过安全阀设定在0035 兆帕压力下释放，排入大气。在储水箱的排气管上装有一只氢气流量表，可以测定氢气漏量。请
16 氢冷却器及其外罩
发电机的氢冷却器卧放在机座顶部的氢冷却器外罩内。在汽、励两端的氢冷却器外罩内各有一组氢冷却器，每组分成二个独立的水支路。当停运一个水支路时，冷却器能带 80 ％的负荷运行。
氢冷却器外罩为钢板焊接的圆拱形结构，横向对称布置安装在发电机机座的两端顶部。这样既可减少发电机轴向长度，运输时另行包装，又可减少足子运输尺寸和重量。
外罩是用螺钉把合在机座上，并在结合面的密封槽内充胶密封，连接成为整体。外罩热
风侧的进风口跨接在铁芯边端的热风出风区的机座顶部，其冷风侧的出风口座落于机座边端冷风进风区的上部，由机座边端第一隔板和与其结合在一起的内端盖和导风环构成设在转子上的风扇前后的低、高压冷风区：外罩的顶部处于发电机的最高位置，故在该处内部设置了充、排氢管道，在励端外罩顶部内还设有氢气纯度风扇的两根取样管，在汽端则有一根气体分祈取样管，这些管道的进出口都设在发电机机座的底部。
冷却器的前水室端是用螺栓刚性地固定在（发电机机座顶部的）氢冷却器外罩右侧边框上，进出水管都连接在前水室前部的进出水管口上。在前水室顶部设有四个排气孔，底部设有两个排水孔。在冷却器后端的后水室则用不锈钢垫片支撑在氢冷却器外罩左侧边框上，该垫片使冷却器能随温度变化而目由胀缩。后水室的外端用框形隔板及钢板顶盖密封，在这个空间设有一个放气阀。为了确保安全，在拆顶盖之前必须先打开放气阀，释放盖内压力。在拆卸了顶盖和后水室的盖板之后，才能检查冷却器内的翅片管。此外在冷却器后水室端面的外罩框口上侧，有一个通孔接有一个旁路阀通往后水室顶盖内的空间，在正常运行时用以平衡不锈钢薄垫片两侧氢气压力。当发电机充氢升高压力时，应打开平衡阀，关闭排气阀使不锈钢垫片的两侧压力均等。在气密盖板上有一专用的注意事项标牌，在铭牌上刻有安全操作的说明。
为了防止冷却水直接漏入机内，在冷却器与机座之间采用迷宫式挡水隔板，并在前、后水室二端的冷却器外罩底部设有 ZG1 ／2螺孔，可接出浮子式液位控制器（检漏报警仪）的排放管道供检测冷却器有无漏水情况。
2 转子
转子由转轴、转子绕组、转子绕组的电气连接件、护环、中心环、风扇、联轴器和阻尼系统等部件构成
2 1 转轴发电机转轴由高机械性能和导磁性能良好的 26CrZNi4Mov 合金钢锻件加工而成。在转轴本体大齿中心沿轴向均布地开了多个横向月形槽，又在励端轴柄的小齿中心线上开有两条均衡槽，以均衡磁极中心线位置的两条磁极引线槽。这些都是为了均匀转轴上正交两轴线的刚度，从而降低倍频振动。在大齿上开有阻尼槽，使发电机在不平衡负载时可以减少在横向槽边缘处的阻尼电流和由此引起的在尖角处的温度急剧升高，有效地提高了发电机承受负序的能力。为削弱运行时在近磁极中心的气隙磁通和转子辆部磁通局部饱和，改善绝场波形，在靠近大齿的两个嵌线槽分别采用了不等间距分布，而 l 号线圈 4 个嵌线槽还同时采用了浅槽 , 为尽量增加铜线截面，嵌线槽采用开口半梯形槽;还开有小齿导风槽、供探伤用的半圆弧槽、供亚衡用的平衡螺钉孔等：此抓在探洗槽的两端的大齿端头，还开了两个洪绕组端部轴同徘风用的月牙形槽。
2 2 转子绕组
转子线圈由冷拉含银无氧铜线加工而成，因此既抗蠕变，又防氢脆：每一磁极有 8 组转子线圈，每匝线圈由上下二根铜线组成，其中＃ 1 线圈 6 匝． # 2 一＃ 8 各为 8 匝。每圈导线由直线、弯角和端部圆弧所组成。直线部分有 8 种规格，端部有 12 种规格总共有 20 种规格。这些另件都是采用精密加工成形的舌樵接头用中频钎焊拼接而成形，在出厂前还要测转子绕组在不同转速下的交流阻抗以检查转子有无匝间短路，以保证质量。
转子本体采用了气隙取气斜流通风方式。线圈在槽内的直线部分沿轴向分成＋多个进、出风区相间的区段，在宽度方向各为二排反方向斜流的径向风孔。在转子线圈的槽楔上加工形成风斗，风斗有两种形式：放在进风区的为吸风风斗，在出风区的为甩风风斗。来自定子铁芯径向风道的氢气，被转子进风区的吸风风斗从气隙吸入转子线圈中两条反向的斜流风道（称为一斗两路），再从线圈底部进入左右两侧反问的斜流风道，进入出风区，热风贝｝ J 从左右两条对称的斜流风路出来，相遇于一个甩风风斗后被甩出槽楔，排入气隙的转子出风区，再进入定子铁芯的径向风道；这样就形成了与定子相对应的进、出风区相间的气隙取气斜流
通风系统。
23转子端部线圈为轴向氢内冷，由二根冷拉成形的 n 形铜线上下对叠而成，中间形成冷却风道，迎风侧开有进风孔，为了降低端部绕组的最高温度采用缩短风路的办法，将冷氢从迎风侧吸入风道后分成两路；其中一路沿轴问流同槽、部的斜向出风道，再从槽楔经过甩风风斗排入边端出风区气隙：另一路沿端部横向弧形风道流问磁极中心，从极心圆弧段上侧面的出风孔排入端部的低压热风区，然后从大齿两端的月牙形通风槽甩入边端出风区的气隙。这种端部两路通风结构有效地降低了端部大号线圈的最高温度，使整个转子绕组温差较小而且温度较低。
24 转子绕组在槽内的对地绝缘为高强度复合箔热压成形槽衬，匝间绝缘为带状玻璃布板，粘贴在每匝导线的底部。护环下的绝缘由绝缘漆浸渍的玻璃布卷成的绝缘玻璃布筒加工而成。在转子铜线与槽绝缘、护环绝缘和楔下垫条间均各压粘有聚四氟乙烯滑移层，使铜线在离心力高压下能自由热涨冷缩，避免永久性残余变形，以适应调峰运行工况的需要。
25 转子绕组的极间连接线由弯成两半圆的对扣凹型导线构成。两半圆之间的联结由高强度含银铜箔构成柔性联接，这种结构有利于转子两极的重量均衡，具有良好的变形能力从而减少应力。
转子磁极引线由开有凹槽的两半 J 型导线和贝型的柔性连接线组成。引线的一端通过含银铜片组成贝型柔性连接线与转子励端一号线圈底匝相连接，另一端与径向导电螺杆相连接。引线放置在线圈端部下的引线槽内，用槽楔和压板加以固定。引线采用柔性连接，使其具有良好的热变形能力和抗弯能力。
轴向导电杆，径向导电螺杆采用了高强度的锆铜合金等材料，使其能承受结构件离心力所产生的高应力。导电螺钉外表面热滚包环氧玻璃布绝缘，导电螺钉与转轴之间的密封采用人字型特制橡胶密封圈的压紧螺帽结构，密封效果良好，可经受 1 4 兆帕气密试验。轴向导电杆在励端轴端处形成 L 型由含银铜片钎焊接成的柔性连接板，与无刷励磁机转子 L 型引线构成电气联结。在导尾杆中部分段处也采用柔性联接结构，以吸收由于温度变化引起的变形，保护密封，在其 L 型端面联结螺孔内设置不锈钢衬圈，以防止损伤基本金属。
26 转子槽楔、护环、中心环、风扇环、联轴器、风扇叶片
转子槽楔由铝合金制成，在径同开通风道，具有气隙取气进、出风斗的作用，槽楔上的风斗结合楔下垫条中特殊风孔型式形成一斗二路，并具有两路流量均匀分配的通风方式。护环下端头槽楔则由铍钴锆铜合金制成。
转子线圈端部由具有良好的耐应力腐蚀能力的 18Mnl SCr 整体锻制的高强度反磁合金钢护环来支撑，护环热套在转子本体端部的配合面上为悬挂式结构。
中心环、风扇环、联轴器均为合金钢锻件，风扇叶片为铝合金锻件。单级螺浆式风扇对称布置在转子两端向定子铁芯背部及转子护环内部送风。
27 转子的阻尼系统
转子本体大齿上月牙槽边缘处的负序涡流发热的温度最高，而发电机负序能力的大小主要取决于这个部位的温升。在发电机转子本体大齿部分每极开了三个阻尼槽。槽内放置高导电率、高强度的铍钴锆铜槽楔，可以分流较多的负序电流，但如各段槽楔间连接不好，电流势必从一根槽楔经过齿部流向另一根，导致在槽楔连结处的齿部电流集中而局部过热。因此还要在两根阻尼槽楔的连接处设置一个镀银的铍钴锆铜搭接块，并在搭接块底部的凹槽内放入两个弹簧以顶住槽楔，保证搭接块和两根槽楔之间有良好的电连接。
发电机转子嵌线槽的槽楔材料为 LY 12高强度铝合金（除大齿旁的槽楔材料为铍钴锆铜外）。在每两很槽楔的连接处也设置镀银的搭接块，以保证槽楔之间有良好的电连接。
3 端盖、轴承、油密封
31 端盖轴承
发电机的轴承与密封支座都装在端盖上。这样可以缩短转轴长度并具有良好的支承刚度，由于轴承中心线距机座端面较近，使端盖在支承重量和承受机内氢压时变形最小，以保证可靠的气密性。
端盖与机座、出线盒和氢冷却器外罩一起组成“耐爆”压力容器。端盖为厚钢板拼焊而成，为气密性焊缝，焊后进行焊缝的气密试验和退火处理；并要承受水压试验的考验。上、下半端盖的合缝面的密封及端盖与机座把合面的密封均采用密封槽填充密封胶的结构。为提高端盖合缝面连接刚度，端盖合缝面采用双排连接螺钉。
发电机的轴承为分块式可倾瓦轴承，其上半部为圆柱瓦，下半部轴瓦则为二块纯铜瓦基体的可倾瓦，其抗油膜扰动能力强，具有良好的运行稳定性。轴瓦与其定位销均与下半轴承座绝缘；上半轴瓦与端盖之间亦加设轴承绝缘顶块。在冷态时上半轴瓦与绝缘顶块间留有 0 125 一 0 38 毫米间隙，为轴瓦热态膨胀留有余地。下瓦的两块可倾瓦均设有供启动用的对地绝缘的高压进油管及顶轴油楔，以降低盘车启动功率和防止在低速盘车启动时在轴颈处造成条状痕迹。为防止轴电流，除轴瓦对端盖绝缘外，密封支座和端盖之间，端盖与轴承外挡油盖之间都设有绝缘；外挡油盖上的油封环用超高分子聚乙烯制成，可避免在轴上磨出沟槽，同时亦具有绝缘性能。发电机的励端端盖轴承、油密封及外挡油盖均为双重绝缘，即上半轴瓦顶部绝缘轴承顶块及下半轴承座的绝缘轴承座块和轴承外挡油盖均为双层式绝缘结构，并在密封支座与端盖之间增设一个对地绝缘的中间环，这样就加强了励端转轴对机座端盖的绝缘，又便于在运行过程中对转轴和轴承与油密封的绝缘电阻进行监测，有利于防止轴电流损伤转轴、轴承和密封瓦等。
在各轴承的外挡油盖上均设有可测轴振的传感器。在轴瓦上离钨金表面 3 毫米处埋有 E 分度镍铬一康铜热电偶，可测钨金温度。
32 油密封装配及密封供油装置
本发电机采用西屋引进技术双环双流环式油密封系统的先进设计。其作用是通过轴颈与环式密封瓦氢气侧与空气侧之间的油流阻止了氢气外逸。双流即密封瓦的氢气侧与空气侧各有独立的油路。当两路密封油经过密封支座上各自的油道、进入双流密封瓦中各自的油槽时，平衡阀控制着氢侧进油系统使氢侧油压与空侧油压维持均衡，于是两路密封油就互不相让，各自从轴颈表面分别流问氢侧与空侧，充分发挥了密封氢气的作用。平衡阀的精密度严格控制了两路密封油的互相串流，从而大大减少了氢气的流失和空气对机内氢气的污染，使氢气的消耗量少于单流环式。
在密封瓦的空侧进油系统中差压阀跟踪机内氢压，从而控制着空侧油压，保证油压大于氢压，严格地维持着 0 084 兆帕的油氢压差。如前所述，在氢侧进油系统中是由平衡阀跟踪空侧油压，控制着氢侧油压，使两者保持平衡。从密封瓦流出的氢气侧回油汇集在密封支座下方，位于下半端盖外侧的消泡箱内。流入消泡箱内的油中释放出来的氢气泡沫被隔离在箱内、而氢气则回到机内，氢侧油则流回密封油供油装置上的氢气侧回油箱，通过氢侧油泵及冷油器或加热器和过滤器再进入氢气侧油路中循环。而从轴上流出的空气侧回油则流入轴承座与轴承回油一起流回主油箱、在途中先流经空气侧回油箱，油中带有的微量氢气在此被 U型油封管堵住，而被抽油烟风机排出回油箱，使回到主油箱的轴承油不含氢气，保证了主油箱的运行安全。空侧油泵则将一部分回油从空侧回油箱抽出，通过冷油器或加热器及过滤器送回密封瓦。密封油系统为空侧油泵设有三个备用油源，用来保证密封油的供应，确保运行安全。
密封瓦跨着轴颈，座落在密封支座的瓦槽中，而支座是安装在端盖上的，但与端盖既是绝缘的又是密封的：在励端密封支座与端盖之间加装了一个绝缘的中间环，使之成为双重绝缘，能在运行中连续监测它的对地绝缘电阻。
国产引进型300MW机组抗燃油劣化原因分析及防止论文
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解析:
随著汽轮发电机组容量不断增大，转子重量增大，单一的润滑油已不能满足连续盘车的需要，为减少转子转动力矩和避免轴瓦的磨损，大型汽轮发电机组普遍增加了大轴顶起系统，当进行连续盘车时开启顶轴油系统，能使转子稳定转动。20世纪60年代以来，带有顶轴油系统的大型汽轮发电机组由10r/min以下的低速盘车，发展到65r/min的高速盘车，从理论上讲，高速盘车利用转子与轴瓦的相对运动，可形成稳定的油膜，盘车稳定后可停止顶轴油系统，但实际上往往始终投入，因此高速盘车的优点不能充分体现。所以近几年来，10r/min以下的低速盘车普遍被采用。
某厂在邹县30万千瓦机组改造中采用了电液操纵低速自动盘车装置，具备液压启动投入和自动甩开的功能，能满足自动化启停机的要求，机组停机后盘车使转子连续转动，避免因汽缸上下温差使转子弯曲；连续盘车可以消除因转子长期静止引起的非永久性弯曲；机组冲转前盘车使转子连续转动，避免因阀门、轴封漏汽造成汽缸上下温差使转子弯曲，同时检查转子是否已出现弯曲和动静部分是否有摩擦现象。该盘车装置型号为PC-22/39，盘车时转子转速39r/min，可通过程控、远控、就地自动投入，也可手动投入，大大提高了机组自动化水平。
可变量柱塞泵占领市场
低速盘车装置要求顶轴油系统更加可靠，顶轴油压偏低或各轴承压力分布不均，会造成盘车失稳，以及盘车马达电流摆动，导致支持轴承磨损，因此应保证润滑油压正常值≥008MPa，顶轴油压正常值≥07MPa，当润滑油压低于003MPa时盘车自动停止。某厂30万千瓦机组顶轴油系统采用了国产SY14-18柱塞泵4台，每台泵可通过手动调节使其流量0～25ml/r内，入口透平油来自润滑油母管，出口压力最高17MPa，采用母管输至各轴承，通过各轴承前截门调节各轴承压力，因高、中、低压汽轮机转子、发电机转子重量不同，因而需要不同的压力，才能得到基本相同厚度的油膜，运行调试难度大。自20世纪60年代以来，国产SY系列柱塞泵被广泛应用在全国各电厂顶轴油系统中，承担重要设备的作用，其虽然存在柱塞零件磨损、密封件泄漏等缺陷，但厂家能保证翻修质量，基本满足了大型汽轮发电机组的顶轴需要。随著市场经济的发展，该系列柱塞泵生产厂家杂多，产品故障率高，翻修质量得不到保证，因而性能更加优越的PVH系列自动可变量柱塞泵迅速占领国内顶轴油泵市场，其原因在于该泵在设计使用期内故障率为零，性能可靠，泄漏、性能价格比合理。不少电厂已经改造，更多的电厂正在酝酿改造。
新型顶起装置异军突起
经专家设计的新型顶轴油系统能满足改造后的33万千瓦机组的需要，新型顶起装置由下列主要部件组成：变量柱塞泵组2×100%、溢流阀、滤油器块、单向节流阀组等。其主要特点为：采用进口变量柱塞泵，冗余配置，适应流量变化，减小压力波动；增设双联滤油器块，提高进入泵及轴承油的清洁度；采用进口节流阀、溢油阀等关键元件提高系统可靠性；采用集成结构使系统接管方便美观。工作原理：该装置主要由变量轴塞泵(Q＝100L/min、P＝14MPa(140kgf/cm2))、电动机Y200L-4B35(N＝30千瓦)、单向节流阀(Q＝40L/min、P＝32MPa(G)(320kgf/cm2))、溢油阀〔Q＝40L/min、P＝4～16MPa(G)(140kgf/cm2))、滤油器(Q＝100L/min)、分流器、法兰管接头及一定数量连接管道等组成。当机组启动前，来自润滑母管的油经滤油器后进入变量轴塞泵，使其压力增高到14MPa(140kgf/cm2)时，再进入分流器、单向节流阀，最后进入各轴承。通过调节单向节流阀及溢流阀，可控制进入各轴承的油量及其压力，使轴的顶起高度在合理的范围内(顶起高度在005～010mm，顶起油压力在10～14MPa(100～140kgf/cm2))。当顶起泵已启动，而轴尚未被顶起瞬间，顶起油的压力瞬时会升高。但轴被顶起，排油畅通之后，油压即下降而保持在某一稳定值，这时的压力是正常顶起压力。新型顶起装置的特点这种新型顶起装置的特点：高压顶起油泵的安装标高应略低于汽机润滑系统的轴承进油总管(冷油器后接近运转层的水平总管),使停机期间润滑油总管放空时顶起油泵之进油管道及滤油器仍能充满油，以保证油泵再次启动工作时不需放气。顶起油泵及其油管路系统新安装或经拆卸检修后首次启动时必须充分放净滤油器及油泵内空气，否则打不出油或油内含气泡，顶起效果不佳。电厂安装完后，应进行主轴顶起试验，按顶起高度的要求调整单向节流阀的开度，并记录母管压力及各轴承的顶起高度、顶起油压。
运行、维护、启动：顶起油泵装置工作主要依据是顶起油压力，启动后压力应在一定范围内。油压偏高说明转子未充分顶起，高压油排油不畅；偏低时表示高压管道系统有漏油现象。高压油顶起装置需检查管道系统的密封性，以保证可随时投入工作。汽机启动暖机，在盘车装置启动之前，开动顶起油泵、机组；在正常盘车过程中，即可关闭顶起油泵，这时轴瓦内已能自动形成并保持完整的润滑油膜；机组停机后，转子惰转时间不需拖长；其他需要在静止情况下盘动转子而油系统中又具备顶起油泵的进油压力时亦可启动顶起油泵。
检修与维护：高压油顶起装置每年使用次数及时间不多，故检修应以管路系统密封性为主，着重于汽机正常运行时之监察维护，随漏随修，定期及根据滤油器压差指示更换滤芯。
管路系统的设计及选用：管路系统在满足连续盘车稳定可靠的前提下，应简单可靠并减少人为的调整操作。某电厂针对发电机转子比汽轮机转子重量悬殊及可变量柱塞泵自动调整压力的特点，采用单元制即单独一台泵供发电机主轴即9～10轴承顶轴用，另一台泵供汽轮机二低压转子即5～8轴承顶轴油用，摆脱了人工调整各轴承顶轴压力的问题，简化运行操作，提高机组自动化程度。
长期以来，国内顶轴油系统至少设有一台备用，系统一般不设滤网，因此轴颈时常被杂质磨损，发电机轴颈磨损更为严重，形成深约1mm、宽约10mm～20mm的沟槽，修复费用近百万。改造后的顶轴油系统采用可变量柱塞泵，出入口设有油滤网，避免轴颈磨损，根据投入运行的机组看，运行可靠无故障，为了系统简单可靠，采用2泵运行，不设在线备用泵，可备一台泵作事故备品。顶轴油管路采用OGr18Ni9不锈钢管，避免因透平油含水造成锈蚀。
总之，顶轴油系统采用无故障可变量柱塞泵，系统简化、操作简便、性能可靠是大型汽轮机组的顶轴油系统的发展趋势。
汽轮机润滑油箱射油器的作用是什么
国产引进型300MW机组抗燃油劣化原因分析及防止论文
前 言
随着电力工业的高速发展,大容量、高参数机组投建愈来愈多,为保证机组的安全运行,调节系统的控制液采用了抗燃油。因抗燃油运行的好坏直接关系到机组的安全,故必须加强监督和重视。
嵩屿电厂1、2号机为利用美国西屋公司技术,由上海汽轮机厂制造的国产引进型机组(N300167/538/538)。汽轮机的调速系统采用美国西屋公司生产的DEHⅡ型数字式电液调节器,使用的是AKZO(美国)EH油,其油系统油压正常控制值在1241MPa～1448MPa。1号机于1995年12月并网发电,1996年9月转入商业运行;2号机于1996年12月并网发电,1997年7月转入商业运行。经过一段时间的运行,发生了因EH油油质劣化而危及到机组安全经济运行的现象,特别是2号机。为此,针对该机组的特点,对EH油的劣化原因进行了分析和研究。
1 机组抗燃油的运行和维护情况
11 高压EH油系统
高压EH油系统由供油装置、抗燃油再生装置及油管路部件组成。供油装置提供控制部分所需要的油及压力,同时,保持油的完好无缺。其主要部件有:油箱、油泵、油压控制块、储能器、冷油器和再生装置。
12 运行中出现的问题
2号机组1996年12月并网发电,1997年2月发现EH油颗粒度不合格,后经过滤合格,5月份又发现水分超标、颗粒度有增大的趋势,随后出现调门多次抖动现象。后因EH油劣化严重,形成乳状液,时常造成油泵滤网压差高,导致系统油压从142MPa降到132MPa,危及汽轮机的安全运行。曾利用停机处理了EH油,但随后油系统的EH油水分时常超标,酸值随着硅藻土的投运而波动,最大达0532mg/g。1998年2月因2号机4号高压调门卡涩,申请将机组负荷限制在280MW运行,且尽量避免调峰。
13 维护监督情况
机组投运前,能够依据厂家要求做好系统冲洗准备,将EH油加入系统后,进行冲洗及系统清洁度的测定,直至系统恢复到正常运行状态。抗燃油的测试周期:从启动至第1个月,每周一次;至第一年,每月一次。重要的试验项目有:含氯量(最大<150mg/L),含水量(最大<010,以体积计),中和指数(最大<025mg/g),杂质含量(洁净度)。
2 抗燃油的劣化原因及防止措施
嵩屿电厂2号机EH油质劣化原因是多方面的,经研究认为主要有以下几个方面。
21 EH油系统设计的不足之处
(1)高温促使EH油的老化 油动机直接挂在主汽门座的调门上面,没有冷却装置。经对EH油系统部件表面温度的测试,发现多个过热点。EH油正常运行的温度应小于65℃,虽然回油温度为45℃～60℃,实际抗燃油的接触温度远远高于它抗劣化的温度。
(2)O型橡胶密封圈耐高温能力差 油动机内的氟化橡胶O型密封圈由于长期处在高温下而脆化。调门在动作时出现磨损断裂现象,诸如"炭黑"的小颗粒卡涩油动机以及阻塞伺服阀,调门出现抖动或无法调节,或出现喷漏现象。对换下的O型密封圈进行试验发现:当O型圈处于250℃以下温度时,其物理性能尚无大的变化;当温度升至260℃时,O型圈的硬度开始发生变化,较尖的螺丝刀可轻易将其表面破坏;当温度达到290℃时,可较易将O型圈拉断;加热过程中最高温度控制在310℃时,氟化橡胶被慢慢溶解在EH油中,使EH油变成黑褐色,粘度变大,油质劣化。因此应考虑选择耐温更高,适合于EH油系统的密封圈。
(3)EH油的油箱偏小 回油速度过快,油箱仅有725升,而泵的出力为38L/min,循环倍率显然太高,易造成EH油劣化,故可考虑将油箱改大些。另一方面加油速度过快,冲力大,易形成泡沫,导致气体含量过高,加速老化。故可考虑在油箱中增加隔板,增加回油口和出油口的距离,有利于消泡和释放空气。
22 设备安装,特别是保温工作有问题
EH油系统管路在汽轮机大罩壳内,通风较差,且离缸壁及蒸汽管道太近。1、2号机相比较,2号机保温较差,该包的未包,不该包的却包了。将1、2号机EH油部件的温度进行比较,2号机的高压调速汽门油动机平均表面温度1914℃,较1号机的105℃高出864℃;2号机的高压调速汽门连接件平均温度229℃,较1号机的1687℃高出603℃;2号机的高压调速汽门所附油管平均241℃,较1号机的120℃高出121℃。很显然,2号机的EH油较1号机的EH油受到的热辐射强烈得多,故2号机的EH油劣化程度非常严重。
23 运行维护不足
231 旁路再生装置投运不合理
EH油再生装置在运行中进油阀未能全开,其中有两个原因:
第一,两台机组投运后,电厂从运行方面考虑,认为EH油再生装置全开,有可能造成系统失压。因此,再生装置未全开。实际上,这种考虑是片面的。原因是,旁路再生系统的进口管路接在高压管节流后的管路上,此节流管路使大约38L/min的油流过过滤组件,送回油箱。后来在试着全开旁路再生进口压力阀时,并没有造成系统压力降低。
第二,现场往往把硅藻土过滤器的筒体压力当成生产厂规定的压差来控制,不敢将再生装置全开。现场监督曾发现,当压差较低(01MPa)时,硅藻土过滤器的筒体温度几乎没有升高,拆开硅藻土过滤器,发现后半段仍然是干的,即EH油并没有流过,很显然,EH油再生装置有漏投现象。
由以上分析可见,在机组运行中,EH油的再生旁路装置应同步投入并尽量将进油阀全开,及时对过滤器进行排汽。此外还应注意,在再生吸附剂允许压差030MPa下,应以酸值变化是否超标来确定滤芯是否失效。
232 油箱的电加热失控
1998年3月因检修需加热EH油,加热器投运后却忘了关闭,致使EH油温达100℃。应对加热器增设控温装置,确保油箱温度不超过60℃。
233 硅藻土的`更换工艺不合理新硅藻土滤芯投运前应先烘干,然后浸入合格的油中,待短时浸泡后再装入滤筒中。这样可使硅藻土充分吸收EH油系统中的水分,使运行中较少排气,即可正常投运。
24 环境温度影响油的品质
在南方地区,特别是雨季,空气的湿度较大,时常达85以上。对2号机EH油的水分、酸值进行跟踪分析,结果见表1。
在硅藻土接近失效,或未调整的情况下,由于空气湿度大及厂房昼夜温差等缘故,水分将会通过呼吸器侵入油箱,使水分逐渐升高。另外,由于EH油的密度113g/cm3(20℃)大于水的密度,故进入油箱的水分难以排出,加速了油品的劣化,酸值也逐渐升高。因此必须经常更换呼吸过滤器中的干燥剂硅胶(氧化铝)或选择更有效的防潮填充剂。
25 使用的进口抗燃油抗氧化性能不太理想
嵩屿电厂发现作用上海汽轮机厂所配的进口抗燃油,在良好的工况条件下它还是可以使用的,但当条件较为苛刻时,其抗氧化的性能下降,油质的变化就非常明显。例如,1号机运行半年后,油的酸值由0003mg/g上升到0026mg/g,变化不太明显。但2号机运行半年,酸值由0050mg/g上升到045mg/g,酸值的递升较明显。
因此,对于运行环境较差的机组,在一时无法改变时,应考虑选择抗氧化性能更好的EH油。国产的抗燃油具有良好的抗氧化性能,且价格便宜,可考虑替代使用。
3 结束语
抗燃油的劣化原因较多,其中再生装置能否很好的使用是重要的方面之一。此外运行的环境温度过高、水分含量大以及抗燃油的抗氧化性能等均可导致抗燃油的劣化。只要针对存在的问题,积极寻求防止措施,抗燃油在大机组运行中是可以用好的。
;射油器由喷嘴滤网、扩压管、进油管等组成，并且安装在主油泵进口前。当压力油经过喷嘴高速喷出后，在喷口处形成真空，利用自由射流的卷吸作用，把油箱中的油带入扩散管减速升压后以一定的压力排出。
滑油箱应留有一定的膨胀空间 ，这是因为使用过的滑油温度高，体积有一定的膨胀，流动过程中会产生一些泡沫，亦使滑油体积变大。
在滑油箱内应有滑油标尺或观测窗口，便于了解滑油箱内的滑油量，滑油量表示现有的滑油容积。油箱有传感器测量油箱滑油量，并在驾驶舱仪表上指示。
扩展资料：
种类
1、干槽式，有独立外部油箱的滑油系统称，现在燃气涡轮发动机绝大部分是干槽式。一般用铝合金钣或钢钣焊接而成，通常安装在发动机上
2、湿槽式 ，如果滑油存在于发动机内集油槽或集油池中。
清洗烘干滑油箱先用温度为 80～90℃的洗涤液清洗滑油箱壳体内腔30 分钟，再用80～90℃的热水清洗滑油箱壳体内腔，反复清洗 5～6 次，然后将清洗合格的滑油箱放入烘干箱中，把烘干箱温度调至100℃烘干 。
