Потребители на енергия на газотурбинни инсталации
Електрически генератор - основният потребител на мощността на газотурбинната централа
Електрическите генератори са трифазни алтернатори (фиг. 1), чийто основен елемент е кован ротор 7, въртящ се в плъзгащи лагери 2 и 10 и разположен вътре в статора 8, монтиран върху основата. Намотките са положени в процепите на ротора, през които тече постоянен ток от външен източник, наречен възбудител 1. Когато роторът се върти, се създава въртящо се магнитно поле. Статорът на генератора съдържа цилиндрична сърцевина 6, изработена от стоманени листове. На вътрешната повърхност на сърцевината са направени канали, в които е разположена намотката на статора 4. Въртящото се магнитно поле на ротора, пресичайки намотката на статора, индуцира ЕДС в него. В резултат на това в намотката на статора възниква електрически ток, който влиза в електрическата мрежа чрез повишаващ трансформатор и е насочен към потребителите.
Фиг. 1. Електрически генератор
Статорът на генератора е заварен от стоманена ламарина и няма хоризонтално разделяне. Отвън на цилиндричния корпус на статора са заварени очни лапи 9, които са необходими за монтирането му върху основата. Краищата на тялото са затворени с щитове 3.
Газовите охладители 5 са разположени в корпуса на статора за охлаждане на циркулиращата в корпуса на генератора среда и представляват топлообменници от тънкостенни месингови тръби, вътре в които преминава охлаждаща вода.
На местата, където шахтата на генератора излиза от екраните, има уплътняващи лагери (фиг. 2), които позволяват напълно изолиране на пространството вътре в статора от околната среда.
Фиг. 2. Двукамерен уплътнителен лагер на генератора:
1 - вложка, 2 - маслоуловител, 3 - тяло,
4 - тяга на билото, 5,6 - камери за пресоване и уплътняване на масло,
7 - тръба за източване на масло от страната на генератора
Запечатването е необходимо, когато водородът се използва като охлаждаща среда, тъй като той е взривоопасен в смес с въздух с определена концентрация и следователно изтичането му е неприемливо. Корпусът на лагера 3 е прикрепен към външната страна на крайния щит чрез пластмасова шайба и е електрически изолиран от него.
Основният елемент на уплътнението е въртяща се вложка 1, която се притиска към тягата на гребена 4 на ротора от налягането на маслото в камерата 5. Налягането на маслото автоматично се регулира от специално устройство. Чрез камера 6 се доставя масло към процепа между облицовката и гребена на ротора, което не позволява изтичането на водород. Маслото от камерата между уплътнителния лагер и маслоуловителя 2 се отвежда през тръбата 7 в маслената система на генератора.
Фиг. 3. Диаграма на двукамерната система за подаване на масло
лагери на генератора:
1.14 - допълнителни преливни и преливни тръби, 2 - резервоар за амортисьор,
3,5 - уплътнителни лагери, 4 - електрически генератор,
6, 13 - регулатори на налягането и уплътнителното масло,
7 - филтър, 8 - охладител за масло, 9 - помпи, 10 - инжектор,
11 - поплавъчен клапан, 12 - продувочен резервоар
Уплътнителните лагери имат автономна система за подаване на масло (фиг. 3) и общ резервоар за масло с турбината, от който маслото се взима от помпи 9 или инжектор 10. Чрез масления охладител 8 и филтъра 7 маслото преминава към регулатори 13 и 6, които контролират подаването му към облицовките на уплътнителните лагери 3 и 5 генератор 4, както и подаването на масло под налягане. За да може по време на превключването на маслените помпи подаването на масло да не спира, в веригата за подаване на масло е предвиден специален контейнер - амортисьорен резервоар 2, който съдържа необходимото подаване на масло. Това масло може да тече гравитационно към уплътнителните лагери 3 и 5. Маслото от лагерите през продухващия резервоар 12 и поплавковия клапан 11 се източва в турбинната маслена система.
Когато генераторът работи, част от мощността (1,54-2,5%) се губи и се превръща в топлина, което води до прекомерното му нагряване. Прегряването на генератора е неприемливо, тъй като под въздействието на висока температура изолацията на роторните и статорните намотки губи своята механична якост и изолационни свойства. В зависимост от вида на използваната изолация, нормалната температура на генератора е 130–180 ° C. За поддържане на нормална температура генераторът се охлажда от газове (въздух, водород), течности (вода, масло) или се използва смесено охлаждане водород-течност.
Охлаждането може да бъде непряко или директно. В индиректния случай газът охлажда намотките отвън, а в директния случай водородът, водата или маслото преминават през каналите, направени вътре в намотките.