空調(diào)器在發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)中的應(yīng)用

賀云華

（海寧綠色動(dòng)力再生能源有限公司，浙江嘉興314400）

空調(diào)器在發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)中的應(yīng)用

賀云華

（海寧綠色動(dòng)力再生能源有限公司，浙江嘉興314400）

垃圾焚燒發(fā)電廠作為利國(guó)利民的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，上網(wǎng)發(fā)電量和垃圾焚燒量是企業(yè)利潤(rùn)的主要來源，是企業(yè)一直追求的目標(biāo)。針對(duì)垃圾焚燒發(fā)電廠夏季高溫天氣引起發(fā)電機(jī)定子線圈溫度升高，且受發(fā)電機(jī)絕緣等級(jí)的限制，造成發(fā)電機(jī)有功出力下降的問題，提出了通過對(duì)發(fā)電機(jī)空氣冷卻系統(tǒng)加裝空調(diào)器，來加強(qiáng)對(duì)發(fā)電機(jī)定子線圈溫度的控制，提高發(fā)電機(jī)有功出力的方案。該方案不失為垃圾焚燒發(fā)電廠提高上網(wǎng)發(fā)電量和垃圾焚燒量，創(chuàng)造企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的一種良好手段。

發(fā)電機(jī)；空調(diào)器；上網(wǎng)發(fā)電量；垃圾焚燒量

目前，城市發(fā)展日新月異，生活垃圾推陳出新，垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)正呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。日上網(wǎng)發(fā)電量和日垃圾焚燒量是考核一家垃圾焚燒發(fā)電廠利潤(rùn)的主要指標(biāo)。但是，夏季高溫天氣會(huì)帶來發(fā)電機(jī)定子線圈溫度升高，從而影響發(fā)電機(jī)有功出力，造成日上網(wǎng)發(fā)電量和日垃圾焚燒量出現(xiàn)不同程度的下降，嚴(yán)重影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的原理與缺陷

1.1 發(fā)電機(jī)采用空氣冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行原理

海寧綠色動(dòng)力再生能源有限公司是承擔(dān)全市垃圾處理的發(fā)電企業(yè)，擁有2臺(tái)垃圾焚燒爐和1臺(tái)發(fā)電機(jī)組。發(fā)電機(jī)額定功率為7 500 kW，采用密閉循環(huán)雙路式通風(fēng)系統(tǒng)。該發(fā)電機(jī)空氣冷卻系統(tǒng)主要由風(fēng)室、風(fēng)扇、空氣冷卻器等組成。發(fā)電機(jī)風(fēng)室裝有4臺(tái)換熱容量為300 kW的空氣冷卻器，用于風(fēng)室中熱空氣與冷卻水的熱交換。外部空氣經(jīng)過風(fēng)室進(jìn)風(fēng)口后，隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)在風(fēng)室內(nèi)部產(chǎn)生離心力，使空氣產(chǎn)生壓差，空氣經(jīng)過空氣冷卻器后從下至上，經(jīng)兩邊下降，形成一個(gè)空氣對(duì)流的循環(huán)系統(tǒng)。通過空氣的對(duì)流和循環(huán)水在空氣冷卻器管道中的流動(dòng)，對(duì)發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)冷卻。

1.2 空氣冷卻系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行中存在的問題

由于該垃圾焚燒發(fā)電廠處于亞熱帶地區(qū)，每年入夏以后，隨著環(huán)境溫度的升高，發(fā)電機(jī)定子線圈的溫度也水漲船高，在發(fā)電負(fù)荷達(dá)到7 300 kW時(shí)，定子線圈的溫度達(dá)到107.5℃，直逼108℃的最高警戒線。如果運(yùn)行人員不慎將發(fā)電負(fù)荷帶得過高，定子線圈溫度在108℃以上穩(wěn)定運(yùn)行后，雖然可以通過降負(fù)荷的方法降低定子線圈的溫度，但是會(huì)造成發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣下降，甚至?xí)l(fā)生定子繞組燒毀的事故，嚴(yán)重危及發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。

在高溫季節(jié)，發(fā)電廠2大考核指標(biāo)日上網(wǎng)發(fā)電量和日垃圾焚燒量分別比冬天低溫時(shí)降低10 000 kW·h和50 t左右，每天減少上網(wǎng)發(fā)電量和垃圾焚燒量利潤(rùn)10 000元左右。如果按夏天高溫天氣4個(gè)月計(jì)算，總計(jì)損失毛利潤(rùn)約1 000 000元。由于受發(fā)電機(jī)定子線圈溫度的限制，在影響發(fā)電機(jī)有功出力的同時(shí)，也造成了鍋爐蒸汽損耗率上升，陡然增加了生產(chǎn)成本。

2 對(duì)發(fā)電機(jī)空氣冷卻器采取的降溫措施

針對(duì)上述情況，技術(shù)部門群策群力，想方設(shè)法通過降低發(fā)電機(jī)定子線圈溫度，來提高發(fā)電機(jī)有功出力，從而帶動(dòng)垃圾焚燒量的增長(zhǎng)。

2.1 采用排風(fēng)扇自然冷卻

到了初夏，天氣溫度達(dá)到30℃時(shí)，在發(fā)電機(jī)空氣冷卻器管道進(jìn)口處和發(fā)電機(jī)風(fēng)室進(jìn)風(fēng)口2個(gè)地方安裝大功率的排風(fēng)扇，采用自然冷卻的方法，降低發(fā)電機(jī)風(fēng)室內(nèi)的空氣溫度，從而降低定子線圈一部分熱量。這種在不改變發(fā)電機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)的前提下，增加外圍排風(fēng)扇的辦法，起初效果明顯，但是隨著氣溫的不斷上升，發(fā)電機(jī)有功出力達(dá)到7 400 kW時(shí)，定子線圈溫度仍然一騎絕塵直沖108℃警戒線。

2.2 循環(huán)水管道加裝自來水冷卻裝置

發(fā)電廠循環(huán)水是用來冷卻汽輪機(jī)凝汽器、發(fā)電機(jī)空氣冷卻器的工業(yè)水，冷卻后的工業(yè)水通過冷卻塔降溫后通過循環(huán)水泵再打回需要冷卻的設(shè)備。經(jīng)過技術(shù)勘察，市政自來水管網(wǎng)壓力大于循環(huán)水管道壓力。在相同環(huán)境溫度下，自來水比循環(huán)水溫度低10℃左右，很明顯，自來水的冷卻效果比循環(huán)水好。經(jīng)過技術(shù)改造，在通往空氣冷卻器的循環(huán)水管道上加裝了自來水補(bǔ)水裝置，但是由于技術(shù)限制，進(jìn)入空氣冷卻器的循環(huán)水溫度只降低了3℃左右，效果也不是很明顯。

2.3 采用空調(diào)器在冷卻器系統(tǒng)上加強(qiáng)冷卻

鑒于上述情況，技術(shù)部門專門進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)，采取更加安全、有效的手段來降低發(fā)電機(jī)風(fēng)室內(nèi)的溫度，進(jìn)而降低發(fā)電機(jī)定子線圈的溫度。經(jīng)研究決定，在保證發(fā)電機(jī)空氣冷卻器正常運(yùn)行的前提下，采取在發(fā)電機(jī)風(fēng)室外加裝一臺(tái)8匹的三相空調(diào)器，來降低發(fā)電機(jī)風(fēng)室內(nèi)風(fēng)溫的技改措施。

技術(shù)部門對(duì)空調(diào)器進(jìn)行了改裝，空調(diào)器出風(fēng)口通過管道接至發(fā)電機(jī)風(fēng)室進(jìn)風(fēng)口，為加大送風(fēng)力度，在管道上加裝一個(gè)軸流風(fēng)機(jī)，保證空調(diào)器送出的冷風(fēng)能被完全送入發(fā)電機(jī)風(fēng)室。空調(diào)器平時(shí)運(yùn)行在制冷狀態(tài)下，溫度設(shè)定為17℃，調(diào)至最大風(fēng)量運(yùn)行，同時(shí)開啟發(fā)電機(jī)風(fēng)室出風(fēng)口擋板和軸流風(fēng)機(jī)。將空調(diào)器運(yùn)行的電流、電壓等參數(shù)上傳到中控室DCS操作員站，便于運(yùn)行人員后臺(tái)監(jiān)控。

空調(diào)器投入運(yùn)行條件：入夏氣溫上升后，定子線圈溫度接近108℃，發(fā)電機(jī)有功負(fù)荷達(dá)不到額定出力7 500 kW時(shí)，空調(diào)器投入運(yùn)行。平時(shí)加強(qiáng)巡視，通過發(fā)電機(jī)窺視孔觀察定子線圈有無積露現(xiàn)象，并在風(fēng)室進(jìn)風(fēng)口處安裝溫濕度表，定時(shí)記錄數(shù)據(jù)。

空調(diào)器停止運(yùn)行條件：入秋氣溫降低后，當(dāng)運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)兩端進(jìn)風(fēng)口中任一端進(jìn)風(fēng)溫度降至34℃，或者相對(duì)濕度達(dá)到60%時(shí)，及時(shí)停止空調(diào)器運(yùn)行，并關(guān)閉發(fā)電機(jī)風(fēng)室出風(fēng)口擋板。

自空調(diào)器投運(yùn)以來，在夏天最高溫度達(dá)到40℃時(shí)，發(fā)電負(fù)荷能穩(wěn)定在8 000 kW左右，而定子線圈溫度一般能保持在108℃以下。這就保持了與冬天低溫時(shí)同樣的發(fā)電量和垃圾焚燒量，投運(yùn)的空調(diào)器和附屬設(shè)施總計(jì)在10 000元左右，一天即可收回成本，而空調(diào)器的正常使用年限在10年左右，大大提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)電機(jī)設(shè)備的安全性。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文分析了垃圾焚燒發(fā)電廠受發(fā)電機(jī)絕緣和天氣溫度的制約，影響上網(wǎng)發(fā)電量和垃圾焚燒量的問題，采用空調(diào)器在發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)上加強(qiáng)空氣冷卻，促進(jìn)空氣對(duì)流，由此降低發(fā)電機(jī)定子線圈溫度，提高上網(wǎng)發(fā)電量和垃圾焚燒量的方案，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和設(shè)備安全性得到了雙提升。作為創(chuàng)造企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的一種良好手段，該方案具有投資低、安全實(shí)用的特點(diǎn)，特別適合小容量發(fā)電企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行。

［1］姚春球.發(fā)電廠電氣部分［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2010.

［2］潭興強(qiáng)，張進(jìn)，楊余彪.電氣運(yùn)行與事故處理［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

［3］白良成.生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

［4］朱立.空氣調(diào)節(jié)技術(shù)［M］.北京：高等教育出版社，2008.

〔編輯：劉曉芳〕

TM311

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.18.145

2095－6835（2017）18－0145－02

賀云華（1976—），男，主要從事電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行維護(hù)工作。