【正文】 ： （ l）運(yùn)行可靠。如圖所示為自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的原理圖。我國(guó)近年來(lái)引進(jìn)了西屋公司無(wú)刷勵(lì)磁技術(shù)，已在 300MW及 600MW大型汽輪發(fā)電機(jī)組上應(yīng)用。因省去了滑環(huán)和碳刷，使勵(lì)磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)、可靠性高，這對(duì)大容量的汽輪發(fā)電機(jī)組是適用的，但同時(shí)也帶來(lái)兩個(gè)新問題：一是不能用常規(guī)方法直接測(cè)量轉(zhuǎn)子電流、溫度和對(duì)地絕緣，而必須采用其他方法；二是無(wú)法在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路裝設(shè)滅磁開關(guān)，而只能裝于交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁回路，使滅磁時(shí)間延長(zhǎng)（ 20s），好在這些問題已用其他方法得到解決。目前工程中采用的均是旋轉(zhuǎn)二極管形的，旋轉(zhuǎn)可控硅型尚處于試驗(yàn)階段。 3．交流勵(lì)磁機(jī)旋轉(zhuǎn)硅整流器勵(lì)磁系統(tǒng) 交流勵(lì)磁機(jī)旋轉(zhuǎn)硅整流器勵(lì)磁系統(tǒng)與靜止硅整流器勵(lì)磁系統(tǒng)的主要區(qū)別，是整流裝置是否與軸同轉(zhuǎn)。 運(yùn)行實(shí)踐表明，三機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)存在以下問題： (1)旋轉(zhuǎn)部件多，出故障的機(jī)率較高，而且修復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，檢修維護(hù)工作量大。以大容量的靜止硅整流器代替轉(zhuǎn)動(dòng)的換向整流，就解決了整流子和碳刷的運(yùn)行維護(hù)問題。 整流柜采用三相橋式硅二極管整流電路，通常由兩個(gè)或兩個(gè)以上整流柜并聯(lián)運(yùn)行，并留有備用，因此整流裝置運(yùn)行是可靠的。這樣，既簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，又提高了副勵(lì)磁機(jī)運(yùn)行的可靠性。隨著發(fā)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)的變化，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 AVR自動(dòng)地改變主勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁回路中可控整流裝置的控制角，以改變其勵(lì)磁電流，從而改變主勵(lì)磁機(jī)的輸出電壓，也就調(diào)節(jié)了發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)原理圖如圖所示。 2． 交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng) 交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)通常稱為三機(jī)勵(lì)磁方式。目前 100MW以下的汽輪發(fā)電機(jī)仍采用這種勵(lì)磁方式。 26 （二）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)簡(jiǎn)介 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式主要有三種：①直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁方式；②交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁方式，又分為靜止整流器勵(lì)磁方式（稱有刷勵(lì)磁）和旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁方式（稱無(wú)刷勵(lì)磁）；③靜止勵(lì)磁方式（如自共勵(lì)勵(lì)磁方式）。 （ 4）當(dāng)發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷時(shí)，能進(jìn)行強(qiáng)行減磁，將勵(lì)磁電流迅速降到安全數(shù)值，以防止發(fā)電機(jī)電壓過分升高。 （ 2）當(dāng)發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，使各發(fā)電機(jī)組所帶的無(wú)功功率穩(wěn)定并實(shí)現(xiàn)合理分配。 交流勵(lì)磁電源 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 功率整流裝置 發(fā)電機(jī) 勵(lì)磁功率單元 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 磁場(chǎng)繞組 25 （一）勵(lì)磁系統(tǒng)的主要功能 勵(lì)磁系統(tǒng)的作用不僅是在發(fā)電機(jī)中建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而且還對(duì)發(fā)電機(jī)及電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用。 ? 勵(lì)磁控制系統(tǒng)指勵(lì)磁系統(tǒng)及其控制對(duì)象 —— 發(fā)電機(jī)共同組成的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。 ? 勵(lì)磁系統(tǒng)由兩個(gè)基本部分組成，即勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。 24 ? 四、汽輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) ? 發(fā)電機(jī)要發(fā)出電來(lái)，除了需要原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)外，還需給轉(zhuǎn)子繞組輸入直流電流（稱為勵(lì)磁電流），建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 （ 10）效率。 （ 9）額定溫度。 （ 8）額定勵(lì)磁電壓。 （ 7）額定勵(lì)磁電流。 （ 6）額定頻率。指正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，用 r／ min（每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)）表示。 300MW機(jī)組的額定功率因數(shù)為 ， 600MW機(jī)組的額定功率因數(shù)為 。我國(guó)生產(chǎn)的 300MW和 600MW發(fā)電機(jī)組額定定子電壓均為20kV （ 3）額定定子電流 指發(fā)電機(jī)定子繞組出線的額定線電流，單位為 A。額定容量是指發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)技術(shù)條件下運(yùn)行輸出的視在功率，用 kVA或 MVA表示；額定功率是指發(fā)電機(jī)輸出的有功功率，用KW或 MW表示。 23 三、同步發(fā)電機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù) 為使發(fā)電機(jī)按設(shè)計(jì)技術(shù)條件運(yùn)行，一般在發(fā)電機(jī)出廠時(shí)都在銘牌上標(biāo)注出額定參數(shù)，并在說明書中加以說明。 同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，主要是由原動(dòng)機(jī)的特性決定的。 （ 3）按主軸安裝方式不同，可分為臥式安裝和立式安裝等。 （ 1）按原動(dòng)機(jī)的類別不同，同步發(fā)電機(jī)可分為汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、燃汽輪發(fā)電機(jī)及柴油發(fā)電機(jī)等。當(dāng)轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)（如汽輪機(jī)）帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，定子繞組（導(dǎo)線）切割了轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的磁力線，就在定子繞組上感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)定子繞組接通用電設(shè)備時(shí)，定于繞組中即產(chǎn)生三相電流，發(fā)出電能。 一、同步發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)造和工作原理 同步發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備，其工作原理如圖所示。目前，在電力系統(tǒng)中，幾乎所有的發(fā)電機(jī)：汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、核發(fā)電機(jī)、燃汽輪發(fā)電機(jī)及太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)等都屬同步發(fā)電機(jī)。 （ 4）等效強(qiáng)迫停機(jī)率。 （ 3）強(qiáng)迫停機(jī)率。 （ 2）等效可用率。 2．汽輪機(jī)運(yùn)行的安全指標(biāo) （ 1）可用率。一般為 8000kJ/（ kw熱耗率是汽輪發(fā)電機(jī)組每生產(chǎn) Ikwh）。汽耗率是汽輪發(fā)電機(jī)組每生產(chǎn) 1kw汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率是蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的有效比焓降與等嫡比焓降之比，它是評(píng)價(jià)汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)先進(jìn)程度的一個(gè)重要指標(biāo)。目前大功率汽輪機(jī)的循環(huán)熱效率已達(dá) 40％以上。 20 四、汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)和安全指標(biāo) l ．汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) （ 1）循環(huán)熱效率。主蒸汽壓力為 ～ ； （ 6）超臨界壓力汽輪機(jī)。主蒸汽壓力為 ～ ； （ 4）超高壓汽輪機(jī)。主蒸汽壓力小于 ； （ 2）中壓汽輪機(jī)。 3．按主蒸汽參數(shù)分類 進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)是指蒸汽壓力和溫度。 （ 4）調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)。 （ 3）中間再熱式汽輪機(jī)。 （ 2）背壓式汽輪機(jī)。 2按熱力過程特性分類 按照熱力過程特性的不同，汽輪機(jī)可分為下面四種： （ 1）凝汽式汽輪機(jī)。 4 ．熱力系統(tǒng) 汽輪機(jī)的熱力系統(tǒng)包括主蒸汽系統(tǒng)、給水除氧系統(tǒng)、抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)和凝汽系統(tǒng)等。 2．調(diào)速保護(hù)及油系統(tǒng) 汽輪機(jī)的調(diào)速保護(hù)及油系統(tǒng)包括調(diào)速器、油泵、調(diào)速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)速汽門、安全保護(hù)裝置和冷油器等部件。 1．汽輪機(jī)本體 汽輪機(jī)本體由靜止和轉(zhuǎn)動(dòng)兩大部分構(gòu)成。在這兩個(gè)力的作用下，動(dòng)葉片帶動(dòng)葉輪和軸高速旋轉(zhuǎn)，這就是反動(dòng)式汽輪機(jī)的工作原理。當(dāng)由動(dòng)葉片流道出口噴出時(shí)，蒸汽便給動(dòng)葉片一個(gè)反動(dòng)力。從噴嘴噴出的高速汽流以一定的方向進(jìn)入裝在葉輪上的動(dòng)葉片流道，在動(dòng)葉片流道中改變速度，產(chǎn)生作用力，推動(dòng)葉輪和軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使蒸汽的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)檩S的機(jī)械能。 沖動(dòng)式汽輪機(jī)工作原理如圖所示。 一、汽輪機(jī)的工作原理 由鍋爐來(lái)的蒸汽通過汽輪機(jī)時(shí)，分別在噴嘴（靜葉片）和動(dòng)葉片中進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。它是以蒸汽為工質(zhì)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的高速旋轉(zhuǎn)式原動(dòng)機(jī)。 目前，國(guó)內(nèi)電廠鍋爐連續(xù)運(yùn)行時(shí)數(shù)可達(dá) 4000h以上，事故率為 1％左右，可用率可達(dá) 90％。 鍋爐可靠性用連續(xù)運(yùn)行時(shí)數(shù)、事故率和可用率來(lái)評(píng)價(jià)。t／ h，一般在 ～ 5t電廠鍋爐熱效率一般在 90%以上。 四、鍋爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 鍋爐的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)一般用鍋爐熱效率、鋼材消耗率和可靠性來(lái)表示。例如，在爐膛中以輻射方式將熱量傳給水冷壁，在爐膛煙氣出口處以半輻射、半對(duì)流方式將熱量傳給屏式過熱器，在水平煙道和尾部煙道以對(duì)流方式傳給過熱器、再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器。鍋爐排煙再經(jīng)過煙氣凈化系統(tǒng)變?yōu)楦蓛舻臒煔?，由風(fēng)機(jī)送入煙囪排入大氣中。 鍋爐機(jī)組的基本工作過程是：燃料經(jīng)制粉系統(tǒng)磨制成粉，送入爐膛中燃燒，使燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊煔獾臒崮?。為了利用煙氣余熱加熱燃燒所需要的空氣，常在省煤器后再布置空氣預(yù)熱器。為適應(yīng)這四個(gè)變化階段的需要，鍋爐中必須布置相應(yīng)的受熱面，即省煤器、水冷壁、過熱器和再熱器。水在鍋爐中要經(jīng)過預(yù)熱、蒸發(fā)、過熱三個(gè)階段才能變?yōu)檫^熱蒸汽。也可在全部負(fù)荷下以較低的循環(huán)倍率進(jìn)行循環(huán)，這種鍋爐稱作低倍率循環(huán)鍋爐，如圖所示。 （ 4）直流鍋爐是沒有循環(huán)回路的鍋爐，工質(zhì)一次性通過各受熱面變?yōu)檫^熱蒸汽。 （ 2）強(qiáng)制循環(huán)鍋爐，是在循環(huán)回路下降管上裝有強(qiáng)制循環(huán)泵，以提高循環(huán)動(dòng)力。 （ 1）自然循環(huán)鍋爐，是具有由汽包、下降管和上升管組成的循環(huán)回路的鍋爐。燃料燃燒生成的灰渣呈液態(tài)排出。燃料燃燒生成的灰渣呈固態(tài)排出。固體燃料顆粒在爐排上呈沸騰狀態(tài)進(jìn)行燃燒，又稱流化床鍋爐。燃料在爐膛空間懸浮燃燒，燃燒可為煤粉、油或氣體燃料。 大型鍋爐蒸發(fā)量不小于 670t／ h。 按容量分類 小型鍋爐蒸發(fā)量小于 220t／ h。 （ 5）超臨界壓力鍋爐。 （ 4）亞臨界壓力鍋爐。 （ 3）超高壓鍋爐。 ( 2 )高壓鍋爐。 參數(shù) 最大連續(xù)蒸發(fā)量 （ MCR） 發(fā)電功率 蒸汽壓力 蒸汽溫度 （℃ ） 給水溫度 （ t/h） （ MW） （ Mpa） （ ℃ ） 400 105 20 3 450 145~155 35， 65 6， 12 165~175 130 25 540 205~225 220,410 50,100 540/540 220~250 420,670 125,200 540/540 250~280 1025 300 540/540 260~290 10,252,008 300,600 14 二、電廠鍋爐的分類 按蒸汽參數(shù)分類 （ 1）中壓鍋爐。 對(duì)于裝有再熱器的鍋爐，鍋爐蒸汽參數(shù)還應(yīng)包括再熱蒸汽參數(shù)。 電廠鍋爐的額定參數(shù)是指額定蒸汽壓力和額定蒸汽溫度。 一、電廠鍋爐的容量和參數(shù) 鍋爐容量即鍋爐的蒸發(fā)量，指鍋爐每小時(shí)所產(chǎn)生的蒸汽量。它的作用是使燃料在爐膛中燃燒放熱，并將熱量傳給工質(zhì)，以產(chǎn)生一定壓力和溫度的蒸汽，供汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。其余大部分電能，由主變壓器升壓后，經(jīng)高壓配電裝置、輸電線路送入電網(wǎng)。 發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓和電流隨著容量的不同而各不相同，一般額定電壓在 10~20kV之間，而額定電流可達(dá) 20kA。這就是冷卻水或循環(huán)水系統(tǒng)。 （ 3）冷卻水（循環(huán)水）系統(tǒng)。 （ 2）補(bǔ)水系統(tǒng)。由除氧器出來(lái)的水（叫鍋爐給水），經(jīng)給水泵升壓和高壓加熱器加熱，最后送人鍋爐汽包。在汽輪機(jī)內(nèi)作功后的蒸汽，其溫度和壓力大大降低，最后排入凝汽器并被冷卻水冷卻凝結(jié)成水（稱為凝結(jié)水），匯集在凝汽器的熱水井中。 （ 1）給水系統(tǒng)。爐膛