发电机冷却系统

1、发电机冷却系统,我公司发电机采用水氢氢冷却方式：即发电机定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷，定子铁芯氢气表面式冷却。 定子冷却水系统： 氢气系统：,发电机定子冷却水系统,发电机定子冷却水系统的主要作用是：用以保证向线圈不间断的供水，使定子线圈得到冷却，使定子线圈温度保持在允许范围内。应监视进出水温、水压、流量和水的导电率等参数。系统还设有自动水温调节器，以调节定子线圈进水温度，使之保持基本稳定，另外，系统还设置了离子交换器，用以提高和保持冷却水的水质。,设备组成：,该系统的设备主要由定子冷却水箱、定子冷却水泵、定冷水冷却器、定子水滤网、离子交换器、导电度仪等及有关管道、流量控制开关、阀门组成。 定

2、子冷却水箱:是定子水冷系统中的一个储水容器。发电机出水管口伸入水箱内液面以下，可以消除发电机回水的汽化现象，回水中如含有微量氢气也可在水箱内释放，当箱内气体压力高于设计整定值时，安全阀自动排汽，水箱上装有水位控制开关和就地水位计，当水箱水位下降时，控制开关动作，自动向水箱内补水及对不正常水位发出报警。补水来自化学除盐水和凝结水。 流量控制开关:监视并反馈定冷水流量，维持定冷水流量在45t/h。,定子冷却水泵:定冷水系统中装有两台并联的离心泵，泵的出口装有逆止阀。正常运行时一台运行，一台备用。当泵出口压力低于整定值时或定冷水流量低于设定值时，联动备用泵，以维持系统正常运行，同时报警。 定冷水冷却

3、器:水冷系统中装有两台并联的水冷器，正常情况下一台运行，一台备用。 定子水滤网:定子水系统中装有两台并联的定冷水滤网，正常情况下一台运行，一台备用。定冷水滤网的滤芯用不锈钢网布制成，滤网筒体底部设有排污口，滤网的两端跨接着差压开关，当差压增大到比正常压差高0.021MPa时，发出报警信号，此时应及时将备用滤网投入运行，并清理被堵的滤网滤芯。,离子交换器：水冷系统的功能之一是保持进入定子绕组冷却水的导电率处于合适的低值，这是因为绝缘引水管须承受线圈对地的全电压，冷却水的低导电率是通过连续地从冷却水中引出一小部分冷却水管旁路流经一台混床式离子交换器来实现的。 定冷水箱是密闭的，在水箱液位以上的空间

4、充有具有一定压力的气体，水箱内压力维持在0.014MPa。 发电机正常运行时机内处于高氢压状态，此时少量氢气可能通过绝缘引入管渗入定冷水并在水箱内释放。为防止水箱内氢气浓度达到爆炸极限范围 ，水箱上装有安全阀，通过安全阀将水箱内气体排空，并且定期充入氮气，避免意外事故发生。 当水箱内压力达不到要求时，水系统仍可运行。但不推荐这种运行方式，因为在这种情况下，由于氧的作用，空心导线的腐蚀速度将大大增加。,水内冷绕组的导体既是导电回路又是通水回路，每个线棒分成若干组，每组内含有一根空心铜管和数根实心铜线，空心铜管内通过冷却水带走线棒产生的热量。到线棒出槽以后的末端，空心铜管与实心铜线分开，空心铜管与

5、其它空心铜管汇集成型后与专用水接头焊好由一根较粗的空心铜管与绝缘引水管连接到总的进（或出）汇流管。冷却水由一端进入线棒，冷却后由另一端流出，循环工作不断地带走定子线棒产生的热量。,运行原理：,该冷却水系统自成为一个独立的封闭循环系统。水泵从水箱中吸水后送入水冷器降温，然后经过过滤器除去机械杂质。经流量孔板后分两路进入发电机定子线棒中的空导线和引线定子出线套管，冷却水由励端进入，由汽端流出，出水流回至水箱中，如此循环。为了冲洗发电机内冷却管方便，还设有反冲洗管逆向流回至水箱。,定冷水系统的启停,1.系统启动前的检查 (1)检查有关热工仪表均投入，取样门开启； (2)检查内冷水补水水源正常，水质合

6、格； (3)确认A、B内冷水泵进、出口阀开启； (4)检查补水电磁阀及定子冷却水温度自动调节装置正常； (5)检查定子冷却水泵轴承油位正常，油质良好；盘动定子冷却水泵对轮应轻快、灵活； (6)测定子冷却水泵电机及定冷水加热器绝缘合格后，送上电源。,2、定冷水系统的启动 (1)启动定子冷却水泵，确认转向正确，检查电流、出口压力正常，逐渐增开定子冷却水泵出水门，直至全开，检查系统无泄漏，各轴承振动、声音及温度正常； (2)做定子冷却水泵联锁试验正常后，保持一台运行，另一台投入联动备用； (3)视定子冷却水温度投入定子冷却水电加热运行，当定子绕组进水温度高于机内氢温5左右，停止加热运行； (4)逐渐

7、开启流量孔板前手动门，对定子冷却水管及定子绕组进行充水排空气，排气门见水后关闭，并用定子冷却水泵再循环门调整，控制定子绕组进水压力低于机内氢压0.04MPa以上； (5)视定子冷却水温度开启运行冷却器冷却水出水门，并将定子冷却水温度自动调节装置投入自动，维持发电机定子进水温度为45；若定子冷却水温度自动调节装置不能投入自动，应进行手动调整，维持正常参数； (6)联系化学投运离子交换器； (7)投B或A定子冷却水泵“自动”。,3、定冷水系统的停运 (1)停机后若发电机需进行气体置换，机内氢压降低时相应调低定子绕组进水压力，当机内氢压降至0.2MPa以下，可解除联锁，停止定冷水泵； (2)停机后，

8、根据需要进行反冲洗时，应控制进水压力0.25MPa。,运行及维护,定子线圈冷却水系统充水时，应使水箱水位升高至最高位置，直至溢流管有水溢出为止，方可开启水泵，逐步提高压力至额定值。发电机定子线圈冷却水进出口管各有一个排气阀门，是为了防止线圈两端部汇流管内滞流空气而专设的，每次水泵开启后，打开排气阀排空气，待水不断流出并确定气体排完后，关闭这两个门。 定子冷却水系统调整好投入运行后，进水压力、流量一般固定不变的，但运行人员应经常监视，如果进水压力和流量发生变化时，应查明原因，及时消除故障。 水箱上部的取样门是供化验人员取样用的，如果怀疑定子线圈或端部引出线绝缘引出管密封出了问题，须停机处理。在机

9、组正常运行时，取样门是关闭的，取样时可先向水箱内补水，待水位升高后，再打开取样门取样。 定子水冷器在运行中应控制进口水温范围为453。各出水测温元件间温差不应超过8，最大连续输出功率下线圈出水温度不得大于80。 当滤网两端的压降比正常值大0.01MPa时，应将备用滤网投入运行，然后关闭压降大的滤网两端的阀门，拆出滤芯进行清理。 离子交换器在使用时，应调节内冷水的流量，使流经离子交换器的水量不超过5t/h，如果交换器出口处冷却水的导电率小于限定值，则可以适当减少流经离子交换器的流量。,运行方式：,1、定子绕组冷却水泵正常运行时一台运行一台备用； 2、发电机正常运行期间，应保持定子线圈冷却水的额定

10、流量45t/h，冷却水压力0.10.2MPa； 3、发电机定子线圈冷却水运行时，冷却水进水温度在453，出水温度小于80； 4、发电机水冷系统安装完毕或大修及水路阻塞以后，水路系统要按厂家要求进行正、反冲洗，冲洗合格，方允许投入运行。发电机定子线圈反冲洗，只允许发电机停止时进行； 5、严禁CO2进入定子冷却水内。发电机气体置换前应关闭定冷水箱排气门。,定子冷却系统供发电机定子绕组冷却，采用闭式独立水系统并采用集装式结构，冷却器冷却水进水设计温度为35。 定子线圈内的冷却水的进水温度为45、进水温度设有自动调节装置，冷却水温度波动范围3，出水温度不得大于80。 水质应透明纯净，无机械混杂物，在水

11、温为20时：电导率 0.51.5S/cm（定子线圈独立水系统） PH值 7.08.0 硬度 2微克当量/L（2gE/L） 含氨（NH3） 微量,定冷水系统的保护联锁,定子冷却水连锁保护定值表：,1、定冷泵A或B停： 如果运行中的定冷泵其两端差压由于某种原因下降到0.14MPa时，差压开关将发出“定冷泵停”的报警信号，同时启动另一台备用泵，如备用联动失败，30秒后发电机跳闸。所以无论是那台冷泵的差压开关报警，都必须进行检查，找出问题迅速处理。 2、滤网压降大： 此信号表明滤网两端的压差已增大到0.021MPa，此时应及时投入备用滤网并清理堵塞的滤网。 3、补充水进入： 当补充水流量在15L/mi

12、n时，流量开关闭合报警，此信号表明补充水正在进入定子水系统，当水位达到正常值时，应检查补水电磁阀是否关闭。 4、定子绕组进水温度高，出水温度高： 当进水温度达到50时，进水温度开关发出报警信号，此时，应检查定冷器的冷却水流量是否足够，当出水温度达到85时，出水温度开关将发出报警信号，此时运行人员必须立即查明原因，并采取正确的操作措施恢复正常。,5、水箱水位高或低： 水箱水位高和低的报警信号由安装在水箱顶部的位移式水位控制开关发出，该水位开关既可发出高、低水位报警信号，同时又可控制电磁阀补入补充水，当“水箱水位低”报警发出，应立即检查水箱水位，如果报警发出时水系统正处于运行状态的话，还应检查水系

13、统装置及其连接管道有无泄漏。当“水箱水位高”报警时，应立即检查补水电磁阀是否很好的关闭或补充水旁路在运行时意外地开阀进水。 6、水箱压力高： 在正常运行期间，水箱内充有一定压力气体，压力维持在0.014MPa。 为防止定子绕组水路漏氢进入水箱，引起水箱内压力过高，水箱上还装有开启值为0.035MPa的安全阀，若水箱压力上升至0.042MPa时压力开关将发出“水箱压力高”报警信号，造成水箱气压高的原因： 1）主机方面定子线圈水路，引水管和水接头等有泄漏。 2）辅机方面供氢系统减压装置故障。 3）大量补水造成气体容积缩小。,7、定子绕组水流量低，定子绕组水流量低低： 定子绕组水流量低或低-低信号报

14、警表明通过定子绕组的水流量低于正常流量或流量过低已危急发电机。 此时应检查定冷水箱水位是否过低，检查定冷水泵是否运行正常、滤网是否堵塞，同时检查再循环门、离子交换器旁路门是否开度过大。当发电机断水或冷却水量小于35t/h，30s后发电机解列停机。 8、定子绕组两端压降大： “定子绕组两端水压降大”信号报警表明定子绕组两端的水压降比正常值高0.035MPa，该信号由跨接在从发电机总进、出水管上引出信号管上的差压开关发出。 如果定子绕组进水被较大的外来杂质部分堵塞就会发出“定子绕组两端压降大”报警，同样若从总出水管引出信号管通大气或两台冷水泵同时运行而导致水量过大时，也会报警。发电机内定冷水泄露也

15、会造成定子绕组两端压降大。 9、发电机氢水压差低： 此信号由一个差压开关报警，它跨接于励端总进水管与发电机机座内部（氢压），当氢压降到只比进水压力高出0.035MPa时，此信号就报警。,氢气系统,发电机氢冷系统的功能是用于冷却发电机的定子铁芯和转子，并采用二氧化碳作为置换介质。发电机氢冷系统采用闭式氢气循环系统，热氢通过发电机的氢气冷却器由冷却水冷却。运行经验表明，发电机通风损耗的大小取决于冷却介质的质量，质量越轻，损耗越小，氢气在气体中密度最小，有利于降低损耗；另外氢气的传热系数是空气的5倍，换热能力好；氢气的绝缘性能好，控制技术相对较为成熟。但是最大的缺点是一旦于空气混合后在一定比例内（4

16、%74%）具有强烈的爆炸特性，所以发电机外壳都设计成防爆型，气体置换采用CO2作为中间介质。,我公司发电机设计机内压力为0.25MPa，机组在正常运行中，氢气会通过密封油系统及其它不严密部分泄漏出去，为维持气体压力在规定值，就要不断的进行补充，补充氢气来自储氢站 。当发现补氢量异常增大时，应当对系统进行检漏。在正常运行中，也应当利用氢气检漏仪在发电机氢气等有关区域进行检漏。在汽机零米设由就地氢气控制盘，可以实时监视氢气压力、温度、纯度。当纯度低于95%时要进行排氢再补充操作，直至纯度合格。 氢气冷却器共设四组，采用绕片式结构，两侧氢气冷却器冷却水流量分别由两个阀门分路控制，氢气冷却器进出水管路

17、应对称布置。本系统在发电机的四角上布置了四组冷却器，停运一组冷却器，机组最高可带80%额定负荷。冷却介质为循环水，回水母管上设一调门，通过水量的调节可控制合适的冷氢气温度在3546。,系统运行及重点操作基本规定,1、 气体置换应在发电机静止或盘车期间进行，紧急情况下可在转速低于1000r/min时进行； 2、 发电机进行气体置换以前,气密试验必须合格，密封油系统运行必须正常； 3、 当密封油直流油泵启动时，如果短时间内不能恢复密封油交流油泵运行，应降低机内氢压至0.014MPa； 4、 在氢压不能维持时，允许降低氢压运行，允许的负荷应满足发电机容量曲线； 5、 机内充有CO2时，机组转速不允许

18、超过1000r/min； 6、 用CO2置换氢气或空气时，应从发电机顶部取样检测CO2纯度；用氢气或空气置换CO2时，应从发电机底部取样检测氢气或空气纯度。,发电机的气体置换：,发电机内空气和氢气不允许直接置换，以免形成具有爆炸浓度的混合气体。通常应采用CO2气体作为中间介质实现机内空气和氢气的置换。本氢气控制系统设置专用管路、CO2控制排、 CO2加热器、置换控制阀和气体置换盘用以实现机内气体间接置换。发电机内氢气不可避免地会混合在密封油中，并随着密封油回油被带出发电机，有时还可能出现其它泄漏点。因此机内氢压总是呈下降趋势，氢压下降可能引起机内温度上升，故机内氢压必须保持在规定范围之内，本控

19、制系统在氢气的控制排中设置有一路电磁阀自动补氢装置、一路连续补氢和一路旁路补氢。在发电机底部不同位置安装有4个油水探测报警器。氢气中的含水量过高对发电机将造成多方面的影响，通常均在机外设置专用的氢气干燥器，它的进氢管路接至转子风扇的高压侧，它的回氢管路接至风扇的低压侧，从而使机内部分氢气不断的流进干燥器得到干燥，另外还设有一路补氢干燥器。,气体置换的条件 ： 1.充氢前应先将发电机内的空气转换为CO2 。空气置换为CO2应在发电机气密性试验及发电机绝缘合格后进行。 2.气体置换原则上在转子静止状态下进行，也可在盘车状态下进行。 3.汽轮机润滑油、密封油系统投运正常。 4.置换过程中应注意油氢差

20、压阀跟踪调节正常。 5.氢气置换二氧化碳前将压缩空气进行隔离。 6.二氧化碳置换前应先投入二氧化碳浓度仪。,发电机充氢：,1 ) 用二氧化碳置换空气： A.置换前应将氢气在线湿度仪、纯度仪停运并关闭其取样门。确认CO2钢瓶连接好，用CO2置换空气，检查CO2排气门、补氢门在关闭位置， CO2瓶出口总门、 CO2进气门、排氢门在开启位置。 B.缓慢开启二氧化碳瓶阀门，控制CO2流量避免过冷，向发电机内充二氧化碳；同时稍开发电机排气总门，维持发电机内风压在0.010.03MPa之间。 C.发电机内二氧化碳浓度达到85%以上氧气小于2%以下时，用CO2进行发电机各死角排污，5分钟后关闭。 D 当发电

21、机内二氧化碳浓度达到85%以上时，可停止充二氧化碳。 E.首先关闭二氧化碳瓶阀门，然后关闭发电机排气总门、 CO2瓶出口总门、 CO2进气门、排氢门， 开启CO2排气门、补氢门。,2)用氢气置换二氧化碳： A 确认补氢总门后堵板已拆除，用H2置换二氧化碳,检查排氢门、 CO2进气门在关闭位置，补氢门、二氧化碳排气门 、 H2瓶出口总门在开启位置。 B 缓慢开启氢气瓶阀门，控制H2流量不超过100m3/h，防止出现危险，向发电机内充氢气，开启氢气旁路门，通过调整旁路门调节发电机内部压力，同时稍开发电机排气总门，维持机内氢压在0.010.03MPa。 C 发电机内氢气纯度达到95%以上时，进行发电

22、机死角排污，5分钟后关闭。 D 当发电机内氢气纯度达到96%以上时，停止充氢，关闭氢气瓶阀门或氢气控制站来氢气门，关闭发电机排气总门、二氧化碳排气门。 E 将发电机内氢压逐渐提高到0.25MPa。 (氢气置换二氧化碳后先静止5分钟进行气体分层，然后排掉机内的二氧化碳。充氢过程中投入补氢干燥器，对氢气进行干燥去除其中的水分。),发电机排氢:,发电机停用后，如发电机及辅助系统有检查工作，必须在停机后排H2，用CO2置换H2，然后用空气置换掉CO2，方可进行动火和维修工作。如汽轮发电机停用后，无动火工作并且发电机及辅助系统没有任何检修工作，则发电机可不必排氢，但停机后应维持H2压、H2纯度正常。 1

23、)用二氧化碳置换氢气： A 稍开排氢门，降低发电机氢压至0.010.03Mpa。 B 确认CO2钢瓶连接好，用CO2置换H2 ，检查CO2排气门、补氢门在关闭位置， CO2瓶出口总门、 CO2进气门在开启位置。 C 缓慢开启二氧化碳瓶阀门，控制CO2流量避免过冷，向发电机内充二氧化碳，同时用排氢门维持发电机内风压在0.010.03MPa。 D 发电机内二氧化碳浓度达到85%以上时，用CO2进行发电机各死角排污，5分钟后关闭。 E 当发电机内二氧化碳浓度达到85%以上时，可停止充二氧化碳。 F 首先关闭二氧化碳瓶阀门，然后关闭发电机排气总门、 CO2瓶出口总门、 CO2进气门、排氢门。,2)用压

24、缩空气置换二氧化碳: A 将补氢系统隔绝，空气干燥器投入，方法同用氢气置换二氧化碳。 B 化验结果发电机内二氧化碳含量小于5%时置换结束。 在整个气体置换过程中要注意油氢压差维持在0.056MPa,还要注意对油水探测器进行放水。,氢气系统的运行与维护,1、机组运行中应维持额定氢压0.25MPa，最高0.35MPa，氢压至少高于定子冷却水压0.04 MPa。 2、氢气纯度96%，机内氢气纯度降低时应通过补排氢提高纯度，并检查真空油箱运行是否正常。每次补氢气量应氢气总量的10。 3、检查氢气露点温度在-14-2.5范围内，绝对湿度4g/m3，冷凝式干燥器运行正常。定期排放。 4、定期检查发电机油水

25、探测器中液位，若有油、水应及时放尽，并查找原因。 5、调整氢冷器冷却水量维持冷氢温度35-46且低于定子冷却水温25，热氢温度65。 6、发电机正常运行中的补氢操作按规定进行，任何时候供氢管道及气体控制站充氢汇流母管氢压均不得大于0.8 MPa，氢气系统的操作必须使用铜制工具。(注：氢气系统中设置有4个油水探测器,监视机壳内出现油水情况,当有油或水流入油水探测器内且超过一定容积时,就使探测器中的浮球上升,接通电气回路报警）,氢气系统的异常及事故处理,1、氢气压力低： 当机内氢气压力低于0.2MPa时“氢气压力低”信号报警，此时运行人员应检查氢气压力表指示，确定报警性质并迅速进行处理。 (1)检

26、查供氢压力，如供氢压力低，有“供氢压力低”报警信号发出，应检查供氢系统，尽快恢复供氢压力； (2)检查补氢电磁阀、连续补氢阀和补氢旁路门是否开启，如电磁阀故障，可手动打开补氢旁路门，待压力恢复到0.31MPa后关闭。 (3)检查阀门状态是否正确； (4)检查密封油压是否正常； (5)因发电机负荷突然大幅度降低引起氢压降低时关小冷却水进水门，降低氢气温度； (6)检查系统有无泄漏，加以消除； (7)检查氢气冷却器是否泄漏，开启放空气门 定冷水箱压力是否上升； (8)氢压难以维持时允许降低氢压运行，应按发电机出力曲线相应降低负荷； (9)如漏氢无法消除，漏氢量有增大趋势，无法维持运行时，应尽快停机处理。 （危害：氢气系统压力低会使氢气系统冷却效果降低，造成发电机转子过热，严重时会造成设备损坏；如氢气泄漏可能引起爆炸。