CN102751817A

CN102751817A - 一种空冷发电机的补充冷却装置及方法

Info

Publication number: CN102751817A
Application number: CN2012101996133A
Authority: CN
Inventors: 陈震
Original assignee: Individual
Current assignee: Dynagreen Environmental Protection Group Co Ltd
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明公开了一种高温天气时保证空冷发电机能满负荷发电空冷发电机的补充冷却装置和方法。本发明的装置包括空冷发电机，冷气制造设备、冷气风道、送风机、发电机进风温湿度表，冷气制造设备安装于空冷发电机风室的外部，冷气风道的一端与冷气制造设备的出风口相连通，另一端与补风口相连通，送风机安装在冷气风道内紧靠补风口处，发电机进风温湿度表安装于发电机的进风风道上靠近转子处，检修孔上装有能开闭的热空气排放门。采用这样的装置可以使冷气制造设备产生的冷气通过冷气风道由送风机送入补风口进入发电机进风风道，进而降低进风温度，使发电机定子线圈充分散热，保证发电机可以在高温天气也能满负荷运行。

Description

一种空冷发电机的补充冷却装置及方法

技术领域

本发明属于空冷发电机技术领域，具体涉及一种空冷发电机在高温天气时补充冷却装置及方法。

背景技术

发电机在发电过程中，发电机定子线圈放热会使发电机内部温度升高。为了保证发电机的安全运行，目前通常采用空气冷却等方式使定子线圈温度不超过额定温度。

发电机空气冷却即空冷指的是为了降低发电机温度，把冷空气送入发电机内部，冷空气吸收了发电机产生的热量而变成热空气，热空气再经过空气冷却器中的循环冷却水换热又变成冷空气，从而循环利用。

空冷发电机通常采用的是一种密闭强制循环空气冷却系统，详见图1。这种密闭强制循环空气冷却系统在高温天气环境下，往往冷却效果变差，其原因是：随着高温天气环境温度升高，循环冷却水温度也升高，使得经过空气冷却器冷却后的的冷空气温度变高，即发电机的进风温度升高，从而导致整个密闭强制循环空气冷却系统的冷却效果变差，进一步导致发电机的定子线圈超温，进而给发电机的运行安全带来威胁。这种情况下一般采用降低发电机负荷的方式来控制定子线圈保持正常工作温度，但是这样做的结果是直接导致发电量的减少，降低了发电厂的经济效益。

发明内容

为了在高温天气也能使发电机满负荷发电，同时还要保证定子线圈不超温，在空冷发电机原有的密闭强制循环空气冷却系统的基础上，本发明提供了一种在高温天气时空冷发电机补充冷却方法及装置。

对于本发明所提供的装置来说，所采用的技术方案为：一种空冷发电机的补充冷却装置，包括：空冷发电机，所述的空冷发电机包括发电机机壳和风室，机壳内设有定子线圈、转子，风室内设有空气冷却器、进风风道、出风风道，风室外壳与出风风道相对应处开有检修孔，风室外壳上与空气冷却器下方相对应处开有补风口，进风风道位于两侧转子的下方，进风风道与补风口相连通，所述的补充冷却装置还包括冷气制造设备、冷气风道、送风机、发电机进风温湿度表，冷气制造设备安装于空冷发电机的外部，所述冷气风道的一端与冷气制造设备的出风口相连通，另一端与补风口相连通，所述的送风机安装在冷气风道内紧靠补风口处，冷气制造设备产生的冷气通过冷气风道由送风机送入补风口；所述的发电机进风温湿度表安装于发电机的进风风道上靠近转子处；所述的检修孔装有能开闭的热空气排放门。

作为一种优选，所述冷气制造设备为一空调机。这样比较容易采购，适宜推广。

作为一种优选，在所述空调机的进风口处设置有过滤式进风箱。这样可以保证产生洁净冷气，从而保护设备。

作为一种优选，所述发电机进风温湿度表为两块，分别安装在发电机两侧不同的进风风道内，以便更好的控制进风温度和湿度。

对于本发明所提供的方法来说，所采用的技术方案为：一种采用上述空冷发电机的补充冷却装置的补充冷却方法，包括以下步骤：a、发电机的定子线圈温度达到设定的最高限值需降低负荷运行且发电机进风温湿度表显示进风温度高于露点温度、相对湿度高于发电机设定的要求时，打开冷气制造设备及送风机，冷气制造设备产生的冷气进入冷气风道并由送风机通过补风口通入发电机的进风风道内，同时打开热气排放门；b、当发电机进风温湿度表显示发电机进风温度低于露点温度或相对湿度高于发电机设定的要求时，关闭冷气制造设备和送风机，并关闭热气排放门。

露点温度是指空气中的水蒸汽达到饱和即相对湿度为100%时的气温，当温度降低至相应的露点温度即析出液态水而结露。如果发电机内部定子线圈上产生结露现象，将造成发电机绝缘降低，从而影响发电机的安全使用。在使用该补充冷却装置给空冷发电机降温时，要求发电机的进风温度高于露点温度。

露点温度的计算方法：根据工程热力学原理，由发电机温湿度表显示的进风温度，查询1bar时的饱和空气状态参数表得出饱和压力Ps，再根据发电机温湿度表显示的空气相对湿度φ，算出湿空气的水汽分压力Pv=φPs，再根据Pv查1bar时的饱和空气状态参数表得出饱和温度，此时的饱和温度即为湿空气的露点温度。

在空冷发电机上采用本发明的补充冷却方法及装置后，在高温天气时，发电机定子线圈冷却效果良好，发电负荷可以达到额定负荷，超负荷能力也得到提高，能够实现在高温天气时发电厂安全生产和经济效益双丰收。

以浙江省海宁市垃圾焚烧发电厂空冷发电机改造为例：海宁市垃圾焚烧发电厂使用的空冷发电机型号为QF2W-7.5-2A，额定功率为7500KW，在每年高温天气尤其是7、8、9三个月，由于天气气温升高，使得循环冷却水温度升高，进而发电机的进风温度超过了40℃，最高时达到46℃，使发电机的安全运行受到威胁，发电机负荷也只能降到7200KW左右方能保证定子线圈不超温，比额定负荷少发电300KW左右，三个月共少发电约300x24x30x3=64.8（万千瓦时），发电经济损失64.8x0.66=43（万元)，同时垃圾处理费减少64.8/302x75=16（万元)，合计减少经济收入43+16=59（万元)。2011年海宁垃圾焚烧发电厂空冷发电机按照图2进行了技术改造，对此空冷发电机补充冷却方法及装置进行了试验，取得了成功。每年可挽回经济损失约60万元左右，而用于技术改造的成本却很低，仅包括柜式空调机一台、轴流送风机一台、温湿度表两块、过滤式进风箱一个、冷气风道一根、电缆若干，仅需一万多元，成本低廉，结构简单，具有很好的推广价值。

附图说明

图1为空冷发电机密闭强制循环空气冷却系统图。

图中：1-发电机机壳、2-发电机风室、3-发电机进风风道、4-发电机出风风道、5-发电机定子线圈、6-发电机转子、7-发电机冷却引风风轮、8-检修孔、9-补风口、10-发电机空气冷却器。

图2为空冷发电机补充冷却装置示意图。

图中：11-冷气制造设备、12-送风机、13-过滤式进风箱、14-冷气风道、15-发电机进风温湿度表、16-热空气排放门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作详细说明。

图2为空冷发电机补充冷却装置示意图。如图2所示，空冷发电机补充冷却装置包括一台空冷发电机，所述的空冷发电机包括发电机机壳1和风室2，机壳1内设有定子线圈5、转子6，风室2内设有空气冷却器10、进风风道3、出风风道4，出风风道4位于定子线圈5的下方、空气冷却器10的上方，风室2外壳与出风风道4相对应处开有检修孔8，风室2外壳上与空气冷却器10下方相对应处开有补风口9，进风风道3为两个，分别位于两侧转子6的下方。所述的补充冷却装置还包括冷气制造设备11、冷气风道14、送风机12、发电机进风温湿度表15，冷气制造设备11安装于空冷发电机的外部，所述冷气风道14的一端与柜式空调机的出风口密封连通，另一端与补风口9密封连通，送风机12安装在冷气风道14上紧靠补风口9处，发电机进风温湿度表15安装于发电机的进风风道3上靠近转子6处，便于精确控制进风温度和湿度；检修孔8换装能开闭的热空气排放门16。当空冷发电机补充冷却装置使用时，冷气制造设备11产生的冷气通过冷气风道14由送风机12送入补风口9，补充的冷气与空气冷却器10下方风室中原有的冷空气混合，由进风风道3送入到发电机定子线圈5处，与定子线圈5经过热量交换后变为热空气进入出风风道4，其中部分由检修孔8排出，其余部分流动到空气冷却器10处，经过与空气冷却器10中的冷却水交换热量变为冷空气，进入空气冷却器下方风室，如此循环。

作为本发明的另一种实施方式，所述的冷气制造设备可以为一柜式空调机。这样比较容易采购，适宜推广。

作为本发明的另一种实施方式，在所述空调机的进风口处装一个过滤式进风箱13，过滤式进风箱13内设有多张滤网，这样可以保证产生洁净冷气，从而保护设备。

作为本发明的另一种实施方式，发电机进风温湿度表15为两个，分别安装于发电机的两侧进风风道3上靠近转子6处，便于精确控制进风温度和湿度。

本发明空冷发电机的补充冷却方法，采用上述空冷发电机的补充冷却装置，其包括以下步骤：a、发电机的定子线圈5温度达到设定的最高限值需降低负荷运行且发电机进风温湿度表15显示进风温度高于露点温度、相对湿度高于发电机设定的要求时，打开冷气制造设备11及送风机12，冷气制造设备11产生的冷气进入冷气风道14并由送风机12通过补风口9通入发电机的进风风道3内，同时打开热气排放门16，以保持压力平衡；b、当发电机进风温湿度表15显示发电机进风温度低于露点温度或相对湿度高于发电机设定的要求时，关闭冷气制造设备11和送风机12，并关闭热气排放门16。

本领域的普通技术人员应该认识到，上述只是对本发明优选实施例的解释说明，而并非对本发明的限定，凡是在本发明的实质范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种空冷发电机的补充冷却装置，包括：空冷发电机，所述的空冷发电机包括发电机机壳（1）和风室（2），机壳（1）内设有定子线圈（5）、转子（6），风室（2）内设有空气冷却器（10）、进风风道（3）、出风风道（4），风室（2）外壳与出风风道（4）相对应处开有检修孔（8），风室（2）外壳上与空气冷却器（10）下方相对应处开有补风口（9），进风风道（3）位于两侧转子（6）的下方，进风风道（3）与补风口（9）相连通，其特征在于：所述的补充冷却装置还包括冷气制造设备（11）、冷气风道（14）、送风机（12）、发电机进风温湿度表（15），冷气制造设备（11）安装于空冷发电机的外部，所述冷气风道（14）的一端与冷气制造设备（11）的出风口相连通，另一端与补风口（9）相连通，所述的送风机（12）安装在冷气风道（14）内紧靠补风口（9）处，冷气制造设备（11）产生的冷气通过冷气风道（14）由送风机（12）送入补风口（9）；所述的发电机进风温湿度表（15）安装于发电机的进风风道（3）上靠近转子（6）处；所述的检修孔（8）装有能开闭的热空气排放门（16）。

2.根据权利要求1所述的空冷发电机的补充冷却装置，其特征在于：所述的冷气制造设备为一空调机。

3.根据权利要求2所述的空冷发电机的补充冷却装置，其特征在于：所述空调机的进风口处设有过滤式进风箱（13）。

4.根据权利要求1至3任一项所述的空冷发电机的补充冷却装置，其特征在于：所述发电机进风温湿度表（15）为两块，分别安装在不同的进风风道（3）上。

5.一种空冷发电机的补充冷却方法，其特征是采用权利要求1至4所述空冷发电机的补充冷却装置，包括以下步骤：a、当发电机的定子线圈（5）温度达到设定的最高限值需降低负荷运行且发电机进风温湿度表（15）显示进风温度高于露点温度、相对湿度高于发电机设定的要求时，打开冷气制造设备（11）及送风机（12），冷气制造设备（11）产生的冷气进入冷气风道（14）并由送风机（12）通过补风口（9）通入发电机的进风风道（3）内，同时打开热气排放门（16）；b、当发电机进风温湿度表（15）显示发电机进风温度低于露点温度或相对湿度高于发电机设定的要求时，关闭冷气制造设备（11）和送风机（12），并关闭热气排放门（16）。