CN108023451B - 一种正压防爆型发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种正压防爆型发电机,包括发电机本体、正压吹扫管道、接线柜、中性点柜、励磁系统、正压吹扫装置,其特征在于:所述的发电机本体包括定子、转子和空空冷却器,采用端盖式轴承、整体端盖、钢板焊接机座的轻型箱式结构;所述的空空冷却器放置在发电机本体顶部,采用管道式强迫通风空空冷却系统;在发电机汽端,通过轻型箱式结构和空空冷却器形成发电机本体正压封闭空间,在发电机励端,通过励磁机支架和励磁机外罩形成励磁系统正压封闭空间;以上结构可以有效提高发电机的防爆性能,并且操作维护简单、安装接线方便、气密性好,能够实现发电机组在易燃易爆环境中的长时间安全运行。

Description

一种正压防爆型发电机
技术领域
本发明涉及发电机领域,特别是涉及正压防爆发电机。
背景技术
一般的发电机只能用于常规的安全场所,不能适用于存在易燃,易爆危险的场所如煤矿、化工厂、天然气开采场、天然气输送站、加油站、炼油厂、面粉/棉花/亚麻加工厂等,如要在以上场所实现独立的电能供给,必须使用防爆发电机。防爆发电机根据防爆原理一般分为隔爆型、增安型、正压型以及无火花型,正压型发电机通过在发电机内部形成足够大的气体正压力,阻止外部爆炸性物质进入发电机壳体内,目前国内尚未有统一的正压型电机系列产品。中国的实用新型专利ZL201420028302.5公开了一种用于防爆电机的正压通风控制装置,包括气体吹扫装置以及设置在增安电机顶部的泄压阀,可以使发电机与周围爆炸型气体混合物相隔离,但设备体积较大、系统复杂,安装维护不方便,防护等级较低,电机的密封性无法满足防爆要求。
发明内容
为了现有技术的不足,本发明提供一种正压防爆型发电机,防爆效果好,并且操作维护简单、安装接线方便、气密性好,能够实现发电机组在易燃易爆环境中的长时间安全运行。为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种正压防爆型发电机,包括发电机本体、正压吹扫管道、接线柜、励磁系统、正压吹扫装置,其特征在于:所述的发电机本体包括定子、转子和空空冷却器,采用端盖式轴承、整体端盖、钢板焊接机座的轻型箱式结构;所述的空空冷却器放置在发电机本体顶部,采用管道式强迫通风空空冷却系统;在发电机汽端,通过轻型箱式结构和空空冷却器形成发电机本体正压封闭空间,在发电机励端,通过励磁机支架和励磁机外罩形成励磁系统正压封闭空间。
进一步的,所述的正压吹扫管道包括发电机本体正压吹扫管道和励磁系统正压吹扫管道,所述的发电机正压吹扫管道在发电机内依据空间均匀布置,励磁系统正压吹扫管道布置在无刷励磁系统的导风管内。
进一步的,励磁系统正压吹扫管道中的气体,通过励磁机支撑底座的筋板焊接设置的风道进入励磁机系统内部进行热交换,然后由设置在励磁机外罩上和励磁机支架内的风道引入发电机本体内部。
优选的技术方案中,所述发电机的线柜和中性点柜中的吹扫管道分区独立设置。
优选的技术方案中,所述的励磁系统为三级无刷励磁系统,由交流主励磁机、永磁副励磁机、旋转整流盘三大部分组成,与转子同轴旋转。
优选的技术方案中,所述的发电机包括壁挂式顶轴油顶起装置。
优选的技术方案中,所述发电机设置有无线接地检测装置。
优选的技术方案中,所述的钢板焊接机座的两端设置有漏油检测装置。
优选的技术方案中,所述的励磁机支架和励磁机外罩采用可调节的平面密封结构。
优选的技术方案中,所述励磁系统的轴贯通部分采用碳密封结构,所述钢板焊接机座机座、空空冷却器等部件内外部均全部采用满焊。
本发明中的正压防爆型发电机,能够达到以下有益效果:
(1)将空空冷却器放置在发电机本体顶部,相比现有的正压发电机的冷却器下部放置和冷却小室的结构,实现了发电机的零米布置,安装维护方便,基建成本较低,能够达到IP55的防护等级,并且采用管道式强迫通风空空冷却系统,与空水冷相比不再依赖水源,拓展了无刷励磁同步发电机的适用环境,节约了用水的使用成本;
(2)发电机内部分为发电机本体正压封闭空间和励磁系统正压封闭空间,相互独立,根据各自的特点布置正压吹扫管道、分配吹扫气体,避免出现吹扫不干净或者气流死区现象,在提高防护能力的同时,也可以提高正压气体的利用效率,接线柜和中性点柜采用了分区独立的正压防爆设计,提高了发电机整体的正压防爆性能;
(3)通过采用端盖式轴承、整体端盖、钢板焊接机座的轻型箱式结构,相比常规发电机的座式轴承、分体式玻璃钢端盖、圆筒式铸件机座发电机缩短了发电机的整体轴向长度,整体结构紧凑,减少了轴承部分的轴贯通的数量,提高了发电机气密性,同时也节约了成本;
(4)通过励磁机支架和励磁机外罩采用可调节的平面密封结构、励磁系统的轴贯通部分采用碳密封结构、并在发电机本体的钢板焊接机座机座/空空冷却器等部件内外部均采用满焊等手段,提高发电机机组整体的气密性,减小正压气体的泄漏量,有利于正压气体的保压。
附图说明
图1是本发明中一种正压防爆型发电机中主要设备的结构剖视图;
图2是本发明中一种正压防爆型发电机中主要设备的主视图;
图3是本发明中一种正压防爆型发电机中主要设备的后视图;
图4是本发明中一种正压防爆型发电机附带辅助设备的整体结构图。
具体实施方式
本发明涉及的一种正压防爆型发电机,适用于煤矿、化工厂、天然气开采场、天然气输送站、加油站、炼油厂、面粉/棉花/亚麻加工厂等易燃易爆场所,发电机所包括的主要部件如图1、图2、图3所示,所述发电机的主要设备包括发电机汽端轴承1、汽端端盖2、汽端漏油检测装置3、转子4、定子5、空空冷却器6、励端漏油检测装置7、励端轴承8、励端端盖9、励磁机支架10、励磁系统11、无线接地检测装置12、励磁机外罩13、正压吹扫管道14、正压吹扫装置15、顶轴油顶起装置16。
其中定子5、转子4和空空冷却器6组成发电机本体,所述的发电机本体采用端盖式轴承1和8、整体端盖2和9、钢板焊接机座组成的轻型箱式结构,本发明中发电机定子5装配完成后,将汽端和励端的漏油检测装置3和7分别安装到位,将装配完成的转子4插入定子5内,安装整体端盖2和9到定子两端。然后将端盖式轴承1和8分别安装在整体端盖2和9上面,再通过顶部空空冷却器6形成发电机本体正压封闭空间。在发电机励端包括励磁机支架10、励磁系统11、无线接地检测装置12、励磁机外罩13,通过励磁机支架10和励磁机外罩13形成励磁系统正压封闭空间。如图2所示,在发电机正常工作时,通过正压吹扫管道14、正压吹扫装置15对发电机本体正压封闭空间和励磁系统正压封闭空间进行正压气体吹扫。
以上结构中,空空冷却器6,放置在发电机本体顶部,采用管道式强迫通风空空冷却系统,实现了发电机的零米布置,安装维护方便,基建成本较低,并且摆脱了对冷却水源的依赖,提高了设备的适用范围,降低了使用成本。
本发明中的发电机本体正压封闭空间和励磁系统正压封闭空间相互独立,根据各自的特点布置正压吹扫管路、分配吹扫气体;所述的正压吹扫管道14包括发电机本体正压吹扫管道和励磁系统正压吹扫管道,所述的发电机正压吹扫管道在发电机内依据空间均匀布置,励磁系统正压吹扫管道布置在无刷励磁系统的导风管内,励磁系统正压吹扫管布置在励磁机导风管内,进行一道两用;励磁系统正压吹扫管道中的气体,通过励磁机支撑底座的筋板焊接设置的风道进入励磁机系统内部进行热交换,然后由设置在励磁机外罩上和励磁机支架内的风道引入发电机本体内部的发电机本体正压吹扫管道。
以上正压吹扫管道14根据发电机本体和励磁系统的特点,采用不同的布置方式,避免出现吹扫不干净或者气流死区现象,在提高防护能力的同时,也可以提高正压气体的利用效率。
如图4所示,为了保证发电机在运行过程中产生的热量及时带走、并方便接线,所述的正压防爆型发电机还配备有辅助设备:包括冷却通风系统出风道17、接线柜18、中性点柜19、冷却通风系统进风道20、冷却通风系统通风机21、冷却通风系统过滤器22。以上设备中,冷却气体通过过滤器22进行过滤后进入冷却通风系统通风机21进行加压,加压后的气体通过冷却通风系统进风道20进入发电机空空冷却器6与发电机内部气体通过冷却管进行热交换,然后通过冷却通风系统出风道17排入大气环境,形成了发电机外风路冷却系统,冷却系统采用消音材料进行低噪声设计,通风机包含过滤系统与发电机隔离放置也对现场降噪起来关键作用。
此外,本发明中的接线柜18和中性点柜19采用了分区独立的正压防爆设计,与发电机本体正压封闭空间和励磁系统正压封闭空间互不影响,提高了发电机整体的正压防爆性能。
如图3所示,本发明采用的顶轴油顶起装置16采用壁挂式顶轴油顶起装置,节省了安装空间和布管空间,使发电机结构更紧凑,有利于防爆性能的提高。
本发明中的正压防爆发电机的励磁系统11采用三级无刷励磁系统,无刷励磁系统由交流主励磁机、永磁副励磁机、旋转整流盘三大部分组成,与发电机转子4同轴旋转,永磁副励磁机的使用提高了机组运行的可靠性。
本发明中的无线接地检测装置12用来检测转子轴接地报警,机座两端内部的漏油检测装置3和7用来检测轴承漏油报警,均能够有效保证机组运行安全可靠。
为了保证发电机设备的正压气密性,本发明系统性地采用了以下结构:发电机本体采用端盖式轴承、整体端盖、钢板焊接机座的轻型箱式结构,相比常规发电机的座式轴承、分体式玻璃钢端盖、圆筒式铸件机座发电机缩短了发电机的整体轴向长度,发电机整体结构紧凑,减少了轴承部分的轴贯通的数量,提高了发电机气密性,同时也节约了成本;并且,钢板焊接机座机座、空空冷却器6等部件内外部均全部采用满焊,从焊接质量上保证气密效果;此外,本发明中励磁机支架10和励磁机外罩13采用可调节平面密封结构,无须在密封垫上打孔,且能精确调节密封垫压缩量,实现密封可靠,并能满足发电机部件间配合精度要求;进一步的,励磁系统11的轴贯通部分采用碳密封结构,能够进一步提高轴贯通部分的气密性;以上这些密封结构均能够有效提高发电机整体的气密性,减小正压气体的泄漏量,有利于正压气体的保压,有效的提高了发电机的防爆性能。
本发明通过上述结构的采用,提供了一种防爆效果好、操作维护简单、安装接线方便、气密性好,能够实现发电机组在易燃易爆环境中的长时间安全运行的正压防爆发电机,能够适用于各种危险环境,满足几百千瓦到几万千瓦发电机组的防爆要求,成本低、经济性好,适于大范围推广应用。
虽然已按照具体实施例来描述本发明,但是根据本文的教导,本领域技术人员对本发明做出其他方式修改也是显而易见的。本发明的保护范围以权利要求书的范围为限,但其他与本发明权利要求无实质性区别的技术方案,也应该本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种正压防爆型发电机,包括发电机本体、正压吹扫管道、接线柜、中性点柜、励磁系统、正压吹扫装置,其特征在于:所述的发电机本体包括定子、转子和空空冷却器,采用端盖式轴承、整体端盖、钢板焊接机座的轻型箱式结构;所述的空空冷却器放置在发电机本体顶部,采用管道式强迫通风空空冷却系统;在发电机汽端,通过轻型箱式结构和空空冷却器形成发电机本体正压封闭空间,在发电机励端,通过励磁机支架和励磁机外罩形成励磁系统正压封闭空间;
所述的正压防爆型发电机还配备有辅助设备:包括冷却通风系统出风道、接线柜、中性点柜、冷却通风系统进风道、冷却通风系统通风机、冷却通风系统过滤器;
所述的正压吹扫管道包括发电机本体正压吹扫管道和励磁系统正压吹扫管道,所述的发电机正压吹扫管道在发电机内依据空间均匀布置,励磁系统正压吹扫管道布置在无刷励磁系统的导风管内;
励磁系统正压吹扫管道中的气体,通过励磁机支撑底座的筋板焊接设置的风道进入励磁机系统内部进行热交换,然后由设置在励磁机外罩上和励磁机支架内的风道引入发电机本体内部;
所述发电机的接线柜和中性点柜中的吹扫管道分区独立设置;
所述励磁系统的轴贯通部分采用碳密封结构,所述钢板焊接机座、空空冷却器部件内外均采用满焊。
2.如权利要求1所述的发电机,其特征在于:所述的励磁系统为三级无刷励磁系统,由交流主励磁机、永磁副励磁机、旋转整流盘三大部分组成,与转子同轴旋转。
3.如权利要求1所述的发电机,其特征在于:所述的发电机包括壁挂式顶轴油顶起装置。
4.如权利要求1所述的发电机,其特征在于:所述发电机设置有无线接地检测装置。
5.如权利要求1所述的发电机,其特征在于:所述的钢板焊接机座的两端设置有漏油检测装置。
6.如权利要求1所述的发电机,其特征在于:所述的励磁机支架和励磁机外罩采用可调节的平面密封结构。
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