17 мая 2012г. Продукты ОАО «Силовые Машины» завода «Электросила» для нужд промышленности и народного хозяйства России Заместитель Генерального конструктора. - презентация

1 17 мая 2012г. Продукты ОАО «Силовые Машины» завода «Электросила» для нужд промышленности и народного хозяйства России Заместитель Генерального конструктора по электротехническому оборудованию, к.т.н., Почетный инженер г. Санкт-Петербург Пинчук Н.Д. Инженерный клуб г.Санкт-Петербург

2 2 ОАО «Силовые машины» «Электросила» ОАО «Силовые машины» является одним из основных российских поставщиков энергетического оборудования. На территории стран СНГ 60% установленной мощности тепловых электростанций и около 100% атомных станций оснащены турбогенераторами завода «Электросила». Завод «Электросила» имеет большой опыт поставки турбогенераторов на АЭС как в ближнее, так и дальнее зарубежье.

3 3 НОВЫЕ ПРОДУКТЫ ОАО «СИЛОВЫЕ МАШИНЫ»: ГЕНЕРАТОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ГенераторТип охлаждения Параметры Год выпуска Мощность, МВт КПД, % 1Т3Ф Полное воздушное 35098, Т3В Полное водяное , ТВВ Водородно- водяное , ТВФ Полное водородное 66099, Двигатель-генератор для ГАЭС: 25098, Высокая конкурентоспособность, надежность, повышенный фактический ресурс турбогенераторов обусловлены следующими факторами: низкий уровень нагрева и вибрации, высокий КПД, работа в режимах с потреблением реактивной мощности. Турбогенераторы, производимые компанией, отличаются доступностью элементов конструкции для монтажа и обслуживания, высокой надежностью, ремонтопригодностью и экологической безопасностью.

4 4 НОМЕНКЛАТУРА ОБОРУДОВАНИЯ ОАО «СИЛОВЫЕ МАШИНЫ»: ТУРБОГЕНЕРАТОРЫ Турбогенераторы с воздушным охлаждением серий ТА, ТФ, Т3Ф Тип турбогенератораМощность, МВт КПД, % ТА ,8 ТА ,25 ТА ,35 ТА ,3 ТФП ,4 Т3Ф ,4 Т3Ф ,4 Т3Ф ,4 Т3Ф ,65 Т3ф ,65 Т3Ф ,7 Т3Ф (проект)35098,84 Турбогенераторы с полным водяным охлаждением серим Т3В Тип турбогенератораМощность, МВт КПД, % Т3В ,9 Т3В ,9 Т3В ,98 Турбогенераторы с водородно-водяным охлаждением серии Т3В Тип турбогенератораМощность, МВт КПД, % ТВВ-220-2Е20098,6 ТВВ ,75 ТВВ-500-2Е50098,75 ТВВ ,75 ТВВ-800-2Е80098,8 ТВВ ,75 ТВВ ,75 ТВВ ,8 ТВВ (проект)120099,04 Асинхронизированные турбогенераторы с воздушным и воздушно-водяным охлаждением серий Т3ФАУ и Т3ФСУ Тип турбогенератораМощность, МВт КПД, % Т3ФАУ ,1 Т3ФАУ ,45 Т3ФСУ ,5 Турбогенераторы с водородным охлаждением серии ТВФ Тип турбогенератораМощность, МВт КПД, % ТВФ (проект)66099,03

5 5 ТУРБОГЕНЕРАТОРЫ ОАО «СИЛОВЫЕ МАШИНЫ»: ТУРБОГЕНЕРАТОР с воздушным охлаждением Т3Ф Статор обмотанныйТурбогенератор типа Т3Ф ИзготовительМощность, МВтКПД, %Масса, т Электросила ,65258,6 Siemens98,65259,0 Toshiba98,54Нет данных Требования ГОСТ98,5Не регламентируется

6 6 ТУРБОГЕНЕРАТОРЫ ОАО «СИЛОВЫЕ МАШИНЫ»: ТУРБОГЕНЕРАТОР с воздушным охлаждением Т3Ф Подтверждаю, что «Силовые машины» поставили турбогенератор Т3Ф на блок электростанции Ювяскюля, Финляндия. Данный генератор был введен в эксплуатацию По настоящее время не происходило отключений по причине генератора. Все гарантированные параметры находятся в допустимых пределах. Это письмо направлено для оказания содействия «Силовым машинам» в подготовке предложения на новый турбогенератор. Подписано Директор ТЭС Ювяскюля Хуумо Успешная эксплуатация турбогенератора Т3ФП с июля 2010 года на ТЭС «Юваскюля» (Финляндия) подтверждена положительным отзывом иностранного Заказчика: На заводе «Электросила» изготовлены турбогенераторы с полным воздушным охлаждением мощностью 225 МВт для ТЭС «Юваскюля» (Финляндия), Красноярской ТЭЦ 3, Харанорской и Черепетской ГРЭС. В 2011 г. инновационный проект «Разработка и изготовление турбогенератора с полным воздушным охлаждением мощностью 225 МВт» в номинации «Техническая инновация года» признан лучшим проектом по внедрению инноваций.

7 7 МОДЕРНИЗАЦИЯ ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ Практика работы с заявками Заказчиков, включая проект «Красноярская ГРЭС-2» (турбогенератор типа ТВВ-165-2) показали, что предложение по модернизации хоть и соответствующие заданию, но содержащие только перемотку и замену сердечника статора не конкурентоспособно и не может заинтересовать Заказчика на фоне предложений конкурентов, которые при модернизации наших генераторов вынуждены предлагать решения перекрывающие требования технического задания. При таком подходе мы неизбежно будем проигрывать тендеры. В свою очередь мы готовы предоставить Заказчику техническое предложение по реконструкции турбогенераторов типа ТВВ-165-2, ТВВ-200-2А, ТВВ с переходом на тип ТВФ с исключением водяного охлаждения обмотки статора. Данное предложение выгодно Заказчику тем, что: 1.Повышается мощность, что при модернизации котла и турбины позволит повысить выработку энергии 2.Восстанавливается ресурс генератора до 25 лет; 3.Увеличивается период между капитальными ремонтами с 4 до 6 лет; 4.Реконструкция турбогенератора ТВВ с переходом на ТВФ по себестоимости аналогична ремонту с заменой сердечника статора, перемоткой статора и ротора; 5.Турбогенератор имеет повышенный КПД на 0,2% для ТВФ и на 0,05% для ТВФ-220-2; 6.Сокращаются затраты на обслуживание турбогенератора, т.к. отпадает необходимость в эксплуатации и обслуживании системы водяного охлаждения (насосы, теплообменники, фильтры, контрольно-измерительные приборы); 7.Турбогенератор устанавливается на существующий фундамент без доработки. Считаем, что в дальнейшем необходимо предлагать Заказчику модернизацию генераторов типа ТВВ с реконструкцией охлаждения и переходом на тип ТВФ мощностью 180, 220(250), 320(350) МВт (без дистиллята в обмотке статора).

8 8 ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ МОДЕРНИЗАЦИИ СТАТОРОВ ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ ТВВ-165-2, ТВВ-200-2А, ТВВ С ПЕРЕХОДОМ НА КОСВЕННОЕ ВОДОРОДНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ Материал корпусной изоляции Теплопро- водность материа-ла, Вт/м·К Рабочая напряжен- ность, кВ/мм Ожидаемая теплопро- водность в конструкции, Вт/м·К Технология изготовле-ния Мощность турбогенератора, МВт До модерниза- ции ТВВ После модерниза- ции ТВФ До модерниза- ции ТВВ-200-2А После модерниза- ции ТВФ До модерниза- ции ТВВ После модерниза- ции ТВФ Применяемые в настоящее время изоляционные материалы 0,353,20,35 ВНП стержней изолирован-ных сухими лентами с последую-щей гидроста- тической оппресовкой Перспектив-ные разработки. Предвари- тельный срок внедрения - IV кв г. 0,63,20,5 Гидроста- тическая оппресовка стержней, изолирован-ных предвари- тельно пропитанны-ми лентами Изоляционные материалы для стержней обмотки статора

9 9 МОДЕРНИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ ТУРБОГЕНЕРАТОРА ТВВ Модернизируемый турбогенератор Объем модернизации Получаемый Заказчиком эффект ТипКоличество, шт. Переход ТВВ на ТВФ (косвенное водородное охлаждение) 87Статор: - обследование сердечника на станции вариант 1 (для головного образца - в условиях завода): - замена крайних пакетов с установкой магнитных шунтов; - полная замена обмотки с изготовлением стержней без полых проводников, т.е. исключение водяного охлаждения и переход на косвенное водородное охлаждение обмотки статора. Изоляция стержней класса «F». вариант 2 (в условиях завода): - полная замена сердечника с установкой магнитных шунтов; - полная замена обмотки с изготовлением стержней без полых проводников, т.е. исключение водяного охлаждения и переход на косвенное водородное охлаждение обмотки статора. Изоляция стержней класса «F». Ротор (в условиях завода): - перемотка ротора с усовершенствованной системой охлаждения; - замена бандажных колец (опция – необходимость определяется исходя из фактического состояния ротора) 1. Повышение мощности на 20 МВт до 180 МВт, при условии модернизации турбины. 2. Увеличение периода между капитальными ремонтами (КР) с 4 до 6 лет и восстановление ресурса до 25 лет (всего 4 КР). 3. Снижение затрат на КР (уменьшение объема и длительности). 4. Повышение надежности (исключение водяной системы). 5. Уменьшение эксплуатационных затрат.

10 10 МОДЕРНИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ ТУРБОГЕНЕРАТОРА ТВВ-200-2А Модернизируемый турбогенератор Объем модернизации Получаемый Заказчиком эффект ТипКоличество, шт. Переход ТВВ-200-2А на ТВФ (косвенное водородное охлаждение) 174Статор: - обследование сердечника на станции вариант 1 (для головного образца - в условиях завода): - замена крайних пакетов с установкой магнитных шунтов; - полная замена обмотки с изготовлением стержней без полых проводников, т.е. исключение водяного охлаждения и переход на косвенное водородное охлаждение обмотки статора. Изоляция стержней класса «F». вариант 2 (в условиях завода): - полная замена сердечника с установкой магнитных шунтов; - полная замена обмотки с изготовлением стержней без полых проводников, т.е. исключение водяного охлаждения и переход на косвенное водородное охлаждение обмотки статора. Изоляция стержней класса «F». Ротор (в условиях завода): - перемотка ротора с усовершенствованной системой охлаждения; - замена бандажных колец (опция – необходимость определяется исходя из фактического состояния ротора) 1. Повышение мощности до 250 МВт (с 2012 г.), при условии модернизации турбины. 2. Увеличение периода между капитальными ремонтами (КР) с 4 до 6 лет и восстановление ресурса до 25 лет (всего 4 КР). 3. Снижение затрат на КР (уменьшение объема и длительности). 4. Повышение надежности (исключение водяной системы). 5. Уменьшение эксплуатационных затрат.

11 11 Модернизируемый турбогенератор Объем модернизации Получаемый Заказчиком эффект ТипКоличество, шт. Переход ТВВ на ТВФ (косвенное водородное охлаждение) 129Статор: - обследование сердечника на станции вариант 1 (для головного образца - в условиях завода): - замена крайних пакетов с установкой магнитных шунтов; - полная замена обмотки с изготовлением стержней без полых проводников, т.е. исключение водяного охлаждения и переход на косвенное водородное охлаждение обмотки статора. Изоляция стержней класса «F». вариант 2 (в условиях завода): - полная замена сердечника с установкой магнитных шунтов; - полная замена обмотки с изготовлением стержней без полых проводников, т.е. исключение водяного охлаждения и переход на косвенное водородное охлаждение обмотки статора. Изоляция стержней класса «F». Ротор (в условиях завода): - перемотка ротора с усовершенствованной системой охлаждения; - замена бандажных колец (опция – необходимость определяется исходя из фактического состояния ротора) 1. Повышение мощности до 350 МВт (с 2012 г.), при условии модернизации турбины. 2. Увеличение периода между капитальными ремонтами (КР) с 4 до 6 лет и восстановление ресурса до 25 лет (всего 4 КР). 3. Снижение затрат на КР (уменьшение объема и длительности). 4. Повышение надежности (исключение водяной системы). 5. Уменьшение эксплуатационных затрат. МОДЕРНИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ ТУРБОГЕНЕРАТОРА ТВВ-320-2

12 12 Направление деятельности ОАО «Силовые машины»: Системы возбуждения. Оборудование систем возбуждения соответствует: - требованиям ГОСТ «Системы возбуждения турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов»; - ОАО «СО ЕЭС» СТО «Требования к системам возбуждения и автоматическим регуляторам возбуждения сильного действия синхронных генераторов»; - ГОСТ Р Совместимость технических средств электромагнитная «Технические средства для атомных станций» степень жесткости 3 критерий А -ГОСТ Р (IEC :2001) Совместимость технических средств электромагнитная «Устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых на электростанциях и подстанциях» - рекомендациям IEEE TM -2007, IEEE TM -1990, IEEE TM -1997, IEEE TM -2004, IEEE TM -2007; - требованиям публикаций IEC , IEC , IEC

13 13 Системы возбуждения. Отличительные особенности требований нормативных документов РФ. ГОСТ : - кратность форсировки возбуждения по току не менее 2; - быстродействие системы возбуждения при форсировке не ниже 0,06 с; - скорость нарастания напряжения возбуждения при КЗ не менее 2 о.е./с. ОАО «СО ЕЭС» СТО : - демпфирование колебаний роторов синхронных генераторов в нормальных, ремонтных и послеаварийных режимах энергосистемы, исключающее самораскачивание или возникновение незатухающих колебаний в энергосистеме; - релейную форсировку возбуждения; - блокировку каналов стабилизации или системного стабилизатора при изменении частоты со скоростью 0,05 Гц/с и более; - устойчивую работу синхронных генераторов в режиме ограничения минимального возбуждения; - ограничение до двукратного значения тока ротора с выдержкой времени не более 0,2 с.

14 14 Рис. 1. Система тиристорная самовозбуждения : AVR – автоматический регулятор возбуждения; G – генератор; QS – контактор начального возбуждения; QE – автомат гашения поля; FV – тиристорный разрядник; UE – устройство начального возбуждения; ТЕ – выпрямительный трансформатор; TA, TV – измерительные трансформаторы тока и напряжения генератора Рис. 2. Система тиристорная независимая: AVR – автоматический регулятор возбуждения; AVR-GE – автоматический регулятор возбуждения вспомогательного генератора; G – генератор; GE – вспомогательный генератор; QS – контактор начального возбуждения; QE – автомат гашения поля; FV – тиристорный разрядник; UE –устройство начального возбуждения; ТЕ – выпрямительный трансформатор; TA-GE, TV-GE - измерительные трансформаторы тока и напряжения вспомогательного генератора; TA, TV - измерительные трансформаторы тока и напряжения генератора. Рис. 3. Система бесщеточная диодная: AVR – автоматический регулятор возбуждения; G – генератор; GE – возбудитель-генератор с вращающимся диодным выпрямителем; Pw C - статический управляемый полупроводниковый преобразователь; ТЕ – выпрямительный трансформатор; TA, TV – измерительные трансформаторы тока и напряжения генератора. Основные типы систем возбуждения производства ОАО «Силовые машины» Входят в комплект поставки: турбогенераторов, гидрогенераторов и дизель-генераторов или поставляются отдельно для генераторов, находящихся в эксплуатации на электростанциях

15 15 Системы возбуждения для асинхронизированных машин АГП – автомат гашения поля; АЗР – автомат закорачивания ротора; АСТГ – асинхронизированный турбогенератор; ДПР – датчик положения ротора; ШРВ-МА – шкаф регулирования возбуждения; СУЗ – секция управления и защит.

16 16 Референция систем возбуждения для асинхронизированных машин 1.ТЭЦ22 Мосэнерго Т3ФА-110, 1 шт. 2.ТЭЦ21 Т3ФА-160, 1 шт. 3.ТЭЦ27 Т3ФА-160, 2 шт. 4.Каширская ГРЭС Т3ФСУ- 320, 1 шт. 5.п/с Бескудниково АСК-100, 2 шт.

17 17 Пример щита возбуждения для управления одной обмоткой АСГ

18 18 Требования ГОСТ «Машины электрические вращающиеся. Турбогенераторы», обеспечивают повышенную эксплуатационную надежность турбогенераторов. Ряд параметров турбогенератора серии «Gigatop» компании «Alstom» не соответствует требованиям российской нормативной базы (в частности, требованиям ГОСТ ). Предлагаемое компаниями «Alstom» и ААЭМ снижение жесткости требований ГОСТ нецелесообразно, поскольку потребует переработки не только комплекса Государственных стандартов по электрическим машинам и системам возбуждения, но также Правил и норм эксплуатации электрооборудования на электростанциях и других отраслевых нормативных документов, что снизит запас надежности турбогенераторов и энергосистемы в целом. Изменение государственных стандартов под конкретного зарубежного поставщика, снижающее энергетическую безопасность страны и ставящее отечественных производителей в заведомо невыгодные условия, недопустимо. О НОРМАХ ИСПЫТАНИЙ ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ

19 19 Энергосберегающие электроприводы и системы

20 20 Направления работ ОАО Силовые машины по энергосберегающим системам переменного тока 1.Комплекты электрооборудования экскаваторов 2.Электрические трансмиссии самосвалов БелАз 3.Электроприводы рудоразмольных мельниц 4.Электроприводы вентиляторов проветривания шахт 5.Электроприводы питательных насосов атомных энергетических установок 6.Тяговые электроприводы для электропоездов метрополитена 7.Тяговые электроприводы троллейбусов 8.Гребные электроприводы для судов и кораблей 9.Электроприводы для насосов нефтеперекачивающих станций 10.ГАЭС с асинхронизированными генераторами-двигателями

21 21 Преимущества внедрения энергосберегающих электроприводов переменного тока 1.Повышение КПД систем 2.Снижение трудоемкости и стоимости обслуживания 3.Повышение надежности систем 4.Сокращение количества электрических машин (экскаваторы) 5.Решение проблем электромагнитной совместимости оборудования (активные преобразователи) 6.Широкие возможности регулирования (торможение до нулевой скорости в самосвалах, регулирование в полном диапазоне изменения скорости и т. д.)

22 22 Электроприводы буровых станков СБШ-250 (2000 г.) Преобразователь частоты ПЧШП-120 Двигатель вращателя АДВ-90

23 23 Тяговый привод поездов метрополитена (2002 г.) Инверторы 2х375 кВт ТАД41 4х170 кВт 530 В Входной фильтр

24 24 Электрооборудование экскаваторов 1.ЭШ (Уралмаш) 2.ЭШ (Уралмаш) 3.ЭШ11.75 (Уралмаш) 4.ЭКГ-10 (Ижора-Картэкс) 5.ЭКГ-12 (Ижора-Картэкс) 6.ЭКГ-15 (Ижора-Картэкс) и другие. Экскаваторы ЭКГ-18 (1,6 МВт), ЭКГ-32 (2 МВт) на переменном токе с активными выпрямителями

25 25 Активные выпрямители (АВ) экскаваторов Возможности АВ 1.Стабилизация выпрямленного напряжения при изменении напряжений сети в широких пределах 2.Формирование синусоидальных токов сети 3.Работа с заданным коэффициентом мощности сети 4.Рекуперация энергии

26 26 Активный выпрямитель и инверторы ЭКГ-18 Трансформатор 1600 кВА 6000 В / 600 В 50 Гц Дроссели

27 27 Активный выпрямитель и инверторы ЭКГ-18

28 28 Трансмиссии переменного тока самосвалов БелАз 1.Двигатели постоянного тока заменены асинхронными двигателями – повышена надежность, снижена трудоемкость обслуживания 2.Исключены контакторы в силовых цепях – повышена надежность, снижена трудоемкость обслуживания 3.Электрическое торможение до нулевой скорости (в трансмиссии постоянного тока дотормаживание механическими тормозами и их износ) 4.Груженый самосвал удерживается на уклоне электроприводом без механических тормозов (тормоза не изнашиваются) 5.Плавный выбор зазоров в редукторах – увеличен их срок службы 6.Использован электрический дифференциал за счет независимого управления двигателями и колесами 7.Применен круиз-контроль (задание скорости и движение без водителя) с векторным управлением

29 29 Электрические трансмиссии самосвалов БелАз Самосвал грузоподъемностью 240 тонн

30 30 Электрические трансмиссии самосвалов БелАз Самосвал грузоподъемностью 240 тонн

31 31 Электрические трансмиссии самосвалов БелАз 1.Самосвалы 136 т – опытный образец 4 года в эксплуатации на руднике Ковдор (Кандалакша), партия из 6 самосвалов эксплуатируется на рудникеЧерниговец (Кемерово), организовано серийное производство 2.Самосвалы 240 т – опытный образец 1,2 года в эксплуатации на рудникеЧерниговец (Кемерово). 3.Самосвалы 90 т, 360 т, 450 т – проектируются.

32 32 Основные параметры электрических трансмиссий Грузоподъемность самосвала БелАз136 т240 т Тип двигателяТАД-5ТАД-7 Мощность в режиме тяги, кВт2 x 5002 x 700 Мощность в режиме торможения, кВт2 x 6002 x 1200 Номинальный ток АД (в режиме тяги), А Частота вращения АД номинальная, мин -1 максимальная, мин Максимальная частота тока АД номинальная, Гц максимальная, Гц ,5 147,4 Кратность максимального момента АД более5 Коэффициент мощности АД в номинальном режиме0,84 КПД АД, %93 Выпрямленное напряжение, В950 Расход охлаждающего воздуха на шкаф, м³/с2,51,2 Перегрев силовой электроники, ºС3517

33 33 Электроприводы рудоразмольных мельниц (4 МВт, 6 кВ)

34 34 Преобразователь частоты для привода мельниц (4 МВт, 6 кВ)

35 35 Электропривод вентилятора главного проветривания рудника Северный Глубокий

36 36 Вентиляторы ВЦД-42,5 проветривания рудника Северный Глубокий и синхронные двигатели

37 37 Преобразователь частоты привода вентилятора рудника Северный Глубокий

38 38 Электроприводы насосов плавучего атомного энергоблока Электропривод предназначен для работы с питательным насосом паротурбинной установки (ПТУ) атомной теплоэлектростанции малой мощности (АТЭС ММ). ОборудованиеГабариты, ммМасса, кг Трансформатор2030х2150х Преобразователь2180х2210х Двигатель1760х1035х

39 39 Энергоблоки ГАЭС с синхронными и асинхронизированными генераторами-двигателями

40 40 Тяговые электродвигатели

41 41 Тяговые двигатели постоянного тока электроподвижного состава Тяговые электродвигатели

42 42 Тяговые электродвигатели переменного тока Тяговые электродвигатели Электродвигатели переменного тока для частотно-регулируемого привода бурового стана СБШ-250

43 43 Заключение 1.ОАО «Силовые машины» предлагают комплектное генераторное оборудование для всех типов энергоблоков мощностью до 1500 МВт. 2.ОАО «Силовые машины» модернизирует собственное производство со строительством нового завода, что обеспечивает возможность расширения номенклатуры оборудования собственного производства. 3.ОАО «Силовые машины» предполагает дальнейшее усовершенствование турбоустановок посредством НИОКР в сотрудничестве с ведущими отраслевыми российскими институтами: ВНИИАМ, МЭИ, ВТИ, СПб ГТУ, ЦКТИ, ЦНИИ КМ «Прометей», ЦНИИТМАШ и др. 4.ОАО «Силовые машины» предлагает оборудование российского производителя, с обеспечением последующего инжиниринга и модернизации с целью дальнейшего повышения мощности, надежности и экономичности. 5.ОАО «Силовые машины» считают необходимым сертификацию испытательных стендов и выпускаемого оборудования для нужд энергетики РФ. 6.Использовать научно-технический потенциал высших учебных заведений (Политехнический университет, ЛЭТИ, Горный Университет, Военмех и др.). 7.При заключении договоров необходимо строго следовать НТД и ГОСТ РФ. 8.Русификация импортных проектов. 9.Немного о товарах народного потребления.