水輪發(fā)電機(jī)空冷器熱風(fēng)溫度偏高在實(shí)際應(yīng)用中的解決

【摘要】發(fā)電機(jī)運(yùn)行中，由于有電流和磁場(chǎng)的存在，必定會(huì)產(chǎn)生鐵損和銅損，這種損耗以熱的形式傳給繞組和鐵芯，如不把熱量散發(fā)出去，輕則使繞組溫度升高，電阻增大，降低發(fā)電機(jī)的效率，重則會(huì)使發(fā)電機(jī)的繞組和鐵芯絕緣燒毀引起發(fā)電機(jī)著火，所以必需保證空冷器的正常運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】空冷器；熱風(fēng)；溫度；解決

一、緒論

發(fā)電機(jī)運(yùn)行中，由于有電流和磁場(chǎng)的存在，必定會(huì)產(chǎn)生鐵損和銅損，這種損耗以熱的形式傳給繞組和鐵芯，如不把熱量散發(fā)出去，輕則使繞組溫度升高，電阻增大，降低發(fā)電機(jī)的效率，重則會(huì)使發(fā)電機(jī)的繞組和鐵芯絕緣燒毀引起發(fā)電機(jī)著火，所以必須裝設(shè)空氣冷卻器，使發(fā)電機(jī)內(nèi)的熱風(fēng)經(jīng)冷卻器變成冷風(fēng)，其熱量由冷卻水帶走，從而降低發(fā)電機(jī)內(nèi)部溫度，保證發(fā)電機(jī)在額定溫度下運(yùn)行。

二、概況

魚塘電站空冷器為密閉雙路徑向自循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)。循環(huán)風(fēng)路由上擋風(fēng)板、下蓋板和基坑組成。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心風(fēng)壓為循環(huán)通風(fēng)的壓力源。發(fā)電機(jī)設(shè)有6個(gè)穿片式空冷器，每個(gè)冷卻器由6排冷卻管組成，熱風(fēng)吹拂散熱匝，熱量由管中的冷卻水帶走，冷卻后風(fēng)溫不超過40℃，冷卻器容量能滿足發(fā)電機(jī)以110%額定出力連續(xù)運(yùn)行的冷卻要求?？绽淦骶贾迷诙ㄗ訖C(jī)座外壁上。它們并聯(lián)在兩個(gè)環(huán)形供水管上，當(dāng)一臺(tái)冷卻器退出運(yùn)行時(shí)，不影響發(fā)電機(jī)按額定數(shù)值運(yùn)行并且各部分的溫升不超過規(guī)定。最高水壓為0.6MPa。

選用的穿片式空氣冷卻器為新型高效式冷卻器，其結(jié)構(gòu)不但堅(jiān)固耐用，而且冷卻效率高，該型空冷器在同等條件下運(yùn)行比老式的繞簧式空冷器的散熱效率高30%以上。同時(shí)新型的空冷器風(fēng)阻小、抗振性強(qiáng)、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)。冷卻器工作水壓為 0.2MPa～0.3MPa。

三、運(yùn)行情況

于2005年10月投入運(yùn)行。投入運(yùn)行以后，各點(diǎn)的溫度最高點(diǎn)49℃，隨著運(yùn)行年限的增大，空冷器各點(diǎn)的溫度偏高，最高溫度達(dá)68℃。超過正常值。

四、原因分析

引起空冷器熱風(fēng)溫度偏高的原因有：

1. 空冷器內(nèi)部管道的水垢過多使用過水能力較差。

2. 空冷器散熱片上的灰塵過多，不能及時(shí)散熱。

3. 冷卻水水質(zhì)和水量不滿足要求。

4. 空冷器銅管外部散熱片層間結(jié)露，此現(xiàn)象嚴(yán)重影響了發(fā)電機(jī)冷熱風(fēng)循環(huán)交換。水輪發(fā)電機(jī)的空冷器是裝設(shè)在發(fā)電機(jī)風(fēng)洞內(nèi)部的，主要作用于發(fā)電機(jī)定子繞組和鐵芯部分的冷卻，如果空冷器結(jié)露，會(huì)使得發(fā)電機(jī)的內(nèi)部環(huán)境濕度增加，結(jié)露的發(fā)生不僅會(huì)造成金屬部件的銹蝕，特別是發(fā)電機(jī)內(nèi)部的結(jié)露水在循環(huán)風(fēng)流的挾帶下進(jìn)入風(fēng)道內(nèi)，會(huì)降低電氣設(shè)備的絕緣水平，加速發(fā)電機(jī)電氣元件的老化。

結(jié)露原因分析：

溫度的影響，魚塘電站空冷器是密閉雙路徑向自循環(huán)， 空冷器冷卻水采用壓力鋼管水直供，水溫較低，冷卻水進(jìn)水管溫度僅為 35 ℃。而發(fā)電機(jī)風(fēng)洞內(nèi)溫度幾乎高達(dá) 70℃，溫差較大。

5. 濕度的影響。電站連續(xù)幾天降雨，當(dāng)下雨或大壩泄洪時(shí)，由機(jī)風(fēng)機(jī)的作用，廠房外部較大濕度的空氣就會(huì)被吸入到廠房?jī)?nèi)部，導(dǎo)致廠房空氣濕度較大，給發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行帶來極大的隱患。

6. 空冷器冷卻管結(jié)構(gòu)形式的影響。

魚塘電站發(fā)電機(jī)空冷器冷卻管結(jié)構(gòu)形式均采用密閉雙路徑向自循環(huán)，這種結(jié)構(gòu)方式冷卻效果不佳，導(dǎo)致定子溫度過高。銅管外部散熱片是水平布置，且間距只有約150 mm，一旦有結(jié)露存在，凝結(jié)水就會(huì)慢慢附在散熱片表面，越積越多，最后導(dǎo)致空氣無法流通，發(fā)電機(jī)熱風(fēng)溫度就會(huì)慢慢升高。

7. 由于是發(fā)電機(jī)采用密閉循環(huán)，發(fā)電機(jī)冷、熱風(fēng)口均處于關(guān)閉狀態(tài)，發(fā)電機(jī)空冷器附近的水蒸氣無法排除，大量集聚在散熱片表面。

五、處理措施

1. 在上游入庫(kù)流量不大，環(huán)境溫度較高時(shí)，適當(dāng)降低機(jī)組有功。

2. 調(diào)節(jié)空冷器進(jìn)水閥，使水壓在0.15MPa～0.25MPa之間運(yùn)行。

3. 機(jī)組空冷器在檢修時(shí)用清洗液噴洗后再用低壓氣吹掃，在散熱片表面流有少量清洗液，（而清洗液屬于油性溶液，附在散熱片表面的水就更容易流出），清洗空冷器散熱片積灰用低壓氣吹掃之清掃干凈，未用帶電清洗液清洗；將空冷器散熱片表面有綠色的銅銹清洗。

4. 加裝臨時(shí)風(fēng)機(jī)向水車室和發(fā)電機(jī)內(nèi)送風(fēng)，以便加快發(fā)電機(jī)內(nèi)部通風(fēng)循環(huán)速度。設(shè)法降低廠房?jī)?nèi)溫度，如啟動(dòng)廠房頂部排風(fēng)機(jī)、打開上下風(fēng)洞門。

六、預(yù)防和處理措施

1. 加強(qiáng)空冷系統(tǒng)的密封，減小水蒸氣的進(jìn)入。在汛期、雨季、水庫(kù)泄洪時(shí)，應(yīng)及時(shí)關(guān)閉下機(jī)架進(jìn)人門，阻止大氣中的水蒸氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)空冷系統(tǒng)。

2. 適當(dāng)減小發(fā)電機(jī)空冷器的進(jìn)水量。通過減小空冷器的進(jìn)水量，降低空冷器的冷卻效果，提高空冷器銅管表面溫度，減小空冷器銅管表面與發(fā)電機(jī)熱風(fēng)溫差，就能有效防止發(fā)電機(jī)空冷器銅管結(jié)露。

3. 對(duì)發(fā)電機(jī)空冷器進(jìn)行改造。將原有的疊片式空冷器改造為新型的針刺式空冷器。針刺式空冷器散熱效果好，傳熱性能優(yōu)于疊片式，即便雨季時(shí)冷卻器銅管表面有結(jié)露，結(jié)露水也無法附著在銅管表面，并不影響發(fā)電機(jī)冷熱風(fēng)循環(huán)交換，從而保證了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行

4. 清潔與散熱片上的灰塵。

5. 運(yùn)行時(shí)使用潔凈的冷卻水。

七、在實(shí)際應(yīng)用中的推廣

1. 應(yīng)定期檢查冷卻器是否有漏水現(xiàn)象，還應(yīng)定期對(duì)水管內(nèi)的積垢進(jìn)行清除，清除后，應(yīng)試水壓0.9MPa 5～10分鐘。

2. 在水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)空冷器熱風(fēng)溫度的運(yùn)行監(jiān)視，并將其水壓控制在0.16～0.20MPa正常范圍值運(yùn)行（根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行）。

3. 選用性能較好的設(shè)備，并嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)、安裝。

4. 空冷器使用的冷卻水質(zhì)、水溫必須合格。