定子冷卻水水箱補(bǔ)水控制系統(tǒng)的改進(jìn)

【摘要】定子冷卻水對(duì)發(fā)電機(jī)的正常工作有著重要的保護(hù)作用，定子冷卻水運(yùn)行系統(tǒng)是一個(gè)循環(huán)的過程，定子冷卻水水箱的補(bǔ)水控制系統(tǒng)對(duì)其正常運(yùn)行有著關(guān)鍵的作用。發(fā)電機(jī)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)故障有一部分原因是熱損耗引起的，而定子冷卻水可以帶走發(fā)電機(jī)定子線圈產(chǎn)生的熱量，其水箱補(bǔ)水控制系統(tǒng)可以有效的保證定子冷卻水在循環(huán)的過程中溫度正常，還可以降低冷卻水中雜質(zhì)的含量。本文以汽輪發(fā)電機(jī)定子冷卻水為例，介紹了定子冷卻水水箱補(bǔ)水控制系統(tǒng)的原理、檢測(cè)方法、水箱的特點(diǎn)以及其水箱補(bǔ)水系統(tǒng)改進(jìn)的措施。

【關(guān)鍵詞】定子冷卻水；水箱；補(bǔ)水控制系統(tǒng)；改進(jìn)

定子冷卻水系統(tǒng)可以有效的降低發(fā)電機(jī)的因熱量散發(fā)而發(fā)生故障的機(jī)率，以循環(huán)的方式避免發(fā)電機(jī)定子線圈過熱，在這其中定子冷卻水的水箱是這些工作的重要保障，水箱可以起到定子冷卻水循環(huán)補(bǔ)水供給作用，是定子冷卻水系統(tǒng)控制的基礎(chǔ)。本文以汽輪發(fā)電機(jī)為例，論述了其水箱補(bǔ)水控制系統(tǒng)需要改進(jìn)的問題與措施，想要找到相應(yīng)的改進(jìn)措施，首先要了控制系統(tǒng)工作的原理以及各項(xiàng)設(shè)備的特點(diǎn)，才能保證設(shè)備之間互相促進(jìn)，使定子冷卻水發(fā)揮更大的效用。

一、定子冷卻水水箱補(bǔ)水控制系統(tǒng)的內(nèi)容與原理

發(fā)電機(jī)定子冷卻水的工作是一個(gè)循環(huán)的過程，定子冷卻水水箱是一個(gè)封閉的容器，它是水循環(huán)的供給工具，是補(bǔ)水控制系統(tǒng)的實(shí)施對(duì)象，具有儲(chǔ)水的功能。發(fā)電機(jī)的定子線圈在運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生熱量，而且運(yùn)行時(shí)間越長熱量越多，如果不對(duì)其進(jìn)行有效的降溫措施，很容易出現(xiàn)故障或損耗。定子冷卻水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過程中，會(huì)考慮發(fā)電機(jī)的定子線圈進(jìn)入水箱后，水質(zhì)的純凈問題，水循環(huán)的過程中可能會(huì)產(chǎn)生一些雜質(zhì)，而發(fā)熱的定子線圈進(jìn)入水箱后，會(huì)產(chǎn)生微量的氫氣，這些氫氣會(huì)留在水箱內(nèi)，當(dāng)水箱內(nèi)的氣壓到達(dá)一定數(shù)量后，水箱補(bǔ)水控制系統(tǒng)的安全閥會(huì)自動(dòng)開啟，迅速的排出氣體，保證系統(tǒng)的有效運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)者在定子水箱內(nèi)安全了液位開關(guān)，可有有效的控制水箱內(nèi)定子冷卻水水位。水箱外有安裝液位觀察計(jì)，可以清晰的觀察到水量，當(dāng)水箱內(nèi)的定子水過量或者過少時(shí)，都會(huì)通過安全警告提示使用者，使其迅速的選擇應(yīng)對(duì)措施。

二、定子冷卻水水箱控制系統(tǒng)的檢測(cè)方法

定子冷卻水系統(tǒng)安全運(yùn)行需要有科學(xué)、合理的方法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。我國對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)的定子冷卻水系統(tǒng)檢測(cè)方法有著明確的要求，這些檢測(cè)方法必須有效的檢查出發(fā)電機(jī)水箱的水循環(huán)情況。根據(jù)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，比較有效的方法包括測(cè)水量法、測(cè)氣法、定子線圈熱量測(cè)量法、熱水流試驗(yàn)等等，這些方法大部分都需要專業(yè)的設(shè)備與儀器進(jìn)行測(cè)量，這樣可以有效的保證檢測(cè)結(jié)果的正確性。定子水的熱度可以通過測(cè)點(diǎn)的方式直接完成，比較簡便，使檢測(cè)人員比較常見的檢測(cè)方式，其可以快速的檢測(cè)出定子冷卻水系統(tǒng)的工作是否正常，而且可以有效的檢測(cè)出發(fā)電機(jī)內(nèi)部水流通情況。

發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的過程中，可以通過觀察線棒內(nèi)的水流情況判斷定子冷卻水水箱補(bǔ)水控制系統(tǒng)是否正常，比如，如果觀察到線棒內(nèi)的水流變小，則說明線棒內(nèi)有雜質(zhì)阻擋了水流的正常流通，這時(shí)也說明水箱內(nèi)的水質(zhì)出現(xiàn)問題，而且會(huì)降低冷卻水系統(tǒng)的功效發(fā)揮，冷卻水水箱補(bǔ)水控制系統(tǒng)必須進(jìn)行有效改進(jìn)，否則水流循環(huán)的過程就不能更好的帶走熱量，水流不通的線棒的溫度會(huì)逐漸過高，所以檢測(cè)出水的定子冷卻水溫度是一項(xiàng)有效的方法。

三、定子冷卻水水箱的特點(diǎn)

水箱是閉路循環(huán)水系統(tǒng)中的一個(gè)儲(chǔ)水容器，也是水泵的水源。定子線圈的出水首先進(jìn)入水箱，回水中如含有微量氫氣可在水箱內(nèi)釋放。當(dāng)水箱內(nèi)氣壓高于一定值時(shí)，可通過水箱上的安全閥自動(dòng)排氣。水箱裝有液位開關(guān)，用于自動(dòng)控制補(bǔ)水以保持箱內(nèi)正常的液位水平及對(duì)過高或過低的液位發(fā)出報(bào)警。水箱上還配有就地液位計(jì)，以方便現(xiàn)場運(yùn)行人員用目視直觀的方式來觀察水箱液位，補(bǔ)充水的質(zhì)量以離子交換器出口的電導(dǎo)率數(shù)值為準(zhǔn)。

四、定子冷卻水水箱補(bǔ)水控制系統(tǒng)的改進(jìn)措施

筆者以某廠汽輪發(fā)電機(jī)組的兩臺(tái)機(jī)器的定子冷卻水水箱補(bǔ)水控制系統(tǒng)運(yùn)行情況為例，其水箱在投產(chǎn)以來由于采用的電容感應(yīng)式的液位開關(guān)可靠性差，定子冷卻水箱補(bǔ)水時(shí)，常常通過手動(dòng)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水，造成運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全性差，直接威脅著機(jī)組的安全、可靠、長周期地運(yùn)行。鑒于此，經(jīng)過熱控技術(shù)人員的實(shí)地查看分析，決定在原有的磁翻板水位計(jì)上在加裝一套可靠性、改進(jìn)成本最低的捆綁遠(yuǎn)傳式液位計(jì)和一組磁耦合開關(guān)。

由于磁翻板水位計(jì)的翻片不會(huì)出現(xiàn)誤翻，也不會(huì)因?yàn)檎饎?dòng)等因素出現(xiàn)任意翻轉(zhuǎn)（單極磁性系統(tǒng)+帶磁性的引導(dǎo)條+磁耦合系統(tǒng)），磁翻板翻轉(zhuǎn)最大速度是2.3m/s，反應(yīng)靈敏迅速，因此磁性遠(yuǎn)傳是液位計(jì)它是通過磁浮子上下移動(dòng)，經(jīng)磁耦合作用使導(dǎo)管內(nèi)測(cè)量無件依次動(dòng)作，獲得電阻信號(hào)變化，轉(zhuǎn)換成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出，以便與數(shù)字顯示儀表或DCS聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳顯示，并可依設(shè)計(jì)要求或?qū)嶋H運(yùn)行工況設(shè)置高、低液位報(bào)警，提醒運(yùn)行人員加強(qiáng)對(duì)該液位變化的監(jiān)視或進(jìn)行就地檢查。一般情況下水箱正常水位為550mm，當(dāng)水位升到650mm液位計(jì)發(fā)出高液位報(bào)警信號(hào)，當(dāng)水位降到450mm液位計(jì)發(fā)出低液位報(bào)警信號(hào)，同時(shí)又可控制電磁閥自動(dòng)補(bǔ)排水。

磁耦合開關(guān)它是利用磁性浮子隨液位移動(dòng)，使安裝在液位計(jì)立管設(shè)定位置的簧片開關(guān)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)ON-OFF控制或報(bào)警。當(dāng)定子水箱內(nèi)的水位發(fā)生變化時(shí)，磁耦合開關(guān)的簧片狀態(tài)也隨之發(fā)生變化并轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的開關(guān)信號(hào)，從而發(fā)出高、低液位報(bào)警和控制補(bǔ)水電磁閥的開閉。當(dāng)“水箱液位低”報(bào)警發(fā)出時(shí)，如果水系統(tǒng)正處于運(yùn)行狀態(tài)的話，應(yīng)檢查水系統(tǒng)裝置及其連接管道有無泄漏，并檢查從發(fā)電機(jī)底部引出的浮子式液體檢漏器是否積水。當(dāng)液位降至正常液位的下限時(shí)，液位開關(guān)使電磁閥通電開啟，從而使來自于鍋爐的凝結(jié)水系統(tǒng)或除鹽水系統(tǒng)的補(bǔ)充水進(jìn)入定子水系統(tǒng)。當(dāng)水箱液位上升至正常液位的上限后，液位開關(guān)將使電磁閥斷電關(guān)閉，切斷補(bǔ)水之路。如此反復(fù)，使水箱內(nèi)的液位經(jīng)常處于正常運(yùn)行液位。

五、結(jié)語

定子冷卻水水箱常見的問題是，冷卻水水質(zhì)降低，管路中有雜質(zhì)等等，這些問題都阻礙了冷卻水系統(tǒng)功能的發(fā)揮，定子冷卻水的水箱是保證發(fā)動(dòng)機(jī)熱度達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)設(shè)備，其可以為系統(tǒng)的循環(huán)過程提供有力的保障，補(bǔ)水控制系統(tǒng)可以通過改進(jìn)調(diào)節(jié)閥等技術(shù)來保證水箱的水量以及水質(zhì)，而且系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要具備專業(yè)的技術(shù)能力，在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，不斷的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，保證系統(tǒng)的可靠性與安全性，而且通過改進(jìn)水箱的液位計(jì)，可以更加清晰的觀察到水箱水位，對(duì)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定的運(yùn)行提供幫助。

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