2MW冷却系统(海立特).ppt

1、1,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,2MW冷却系统海立特,文档编号：TC-2000-ZK-BF-001 2014.12.03.,2,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,一. 冷却系统概念,二. 冷却系统元件,六. 系统安装调试,七. 冷却系统维护,八. 冷却故障诊断,2MW冷却系统海立特,三. 齿轮箱冷却系统,四. 发电机冷却系统,五. 变流器冷却系统,3,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,首先，我们应该了解什么是冷却? 设备为什么需 要冷却？冷却简而概之就是把热物体的温度降低而不 发生相应变化的过程。,冷却就是带走发电机、齿轮箱、变流器及各种箱

2、 体运行时所产生的热量,使这些关键部件维持在正常 的温度范围。不同的机电装备有不同冷却方式,但无 论何种方式冷却,都必须确保这些关键部件在各种运 行环境中不致于过热。,一. 冷却系统基本概念设备为什么需要冷却？,4,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,在机电装备业中,冷却系统是极其重要的一环节,它关乎被冷却机电装置 的安全运行及使用寿命,也是很容易被忽视的一环。由于主机装置的不同,冷 却系统有各种类型,冷却系统借助冷却剂的循环,将多余的热量从发热部件转 移到外部。,一. 冷却系统基本概念冷却系统的重要性,由于风力发电机组散热量来自机舱内各个组件，因此对机组采 用的冷却方案取决于机

3、组所选用的设备类型、散热量大小和组件 在机舱内部的位置等因素，冷却方案设计具有灵活性、多样性。 空冷方式：一般用于功率较小的发电机组。 水冷方式：一般用于发热量较大的发电系统。 组合冷却：空水相结合的冷却方式。,一. 冷却系统基本概念风电机组冷却方式,6,齿轮箱冷却系统（冷却结构最复杂油水热交换/空水热交换） 发电机冷却系统 （冷却功率最庞大70kW） 变频器冷却系统 （冷却元件最智能温控阀） 各种柜体的风冷 （结构最简便小风冷却风扇）,一. 冷却系统基本概念2MW机组需要冷却部分,7,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,齿轮箱冷却系统 一个油-水热交换器与一个空-水冷却器，一个

4、循环油泵，一个冷却水 泵，一个冷却风扇以及空气罩等附件为齿轮箱冷却。 发电机冷却系统 两个空-水冷却器和一个冷却水泵及其他一些附件为发电机冷却,通过 发电机冷却,通过发电机中螺旋弯管交换热量。 变流器冷却系统 一个空-水冷却器和一个冷却水泵及管路附件为变流器冷却,变频器冷 却系统放置于塔筒底部。,一. 冷却系统基本概念2MW机组需要冷却部分,8,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,水冷却系统运行时，冷却水泵通过马达为冷却系统提供循环动 力，通过空-水冷却器对循环水（防冻液）进行冷却。当水温低于设 定值时，冷却介质（防冻液）通过空-水冷却器时，空-水冷却器风 扇不运行。 当水温达到

5、或高于设定值时，冷却介质（防冻液）通过空-水冷 却器时，空-水冷却器风扇运行，使空-水冷却器中的冷却介质（防 冻液）温度降低，确保风力发电设备（发电机压力开关主要类别包括常开式和常闭式。 安装灵活，使用方便，无需特殊的安装固定;采用英制管螺纹快速接头或铜管焊接式安装结构。 插片式与导线式连接方式。 密封式不锈钢感应器安全可靠。 可根据用户选定的任意压力范围进行制造。,二. 冷却系统基本元件压力开关,安全阀又名泄压阀，一般安装于封闭系统的设备或管路上保护压力 系统的安全。当设备或管道内压力超过安全阀设定压力时，即自动开启 泄压，保证设备和管道内介质压力在设定压力之下，保护设备和管道， 防止发生意

6、外。2MW冷却系统所选用设定值一般为3bar。安全阀特点： 准确且保持不变的安全压力，一旦超压泄压阀能充分打开及时泄压。 关闭速度可调，消除压力波动。 隔膜传动机构将操作滞后现象减小到最小。 它可安装在任何位置，可从管路上拆除就可进行维修和检查。,二. 冷却系统基本元件安全阀,热电阻PT100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。当PT100 在0时，它的阻值会随着温度的上升而成匀速增长的。产品中接线为二 线制或四线制。其工作特点： 压簧式感温元件，康振性能好； 毋须补偿导线，节省费用； 测量精确度高； 进口薄膜电阻元件，性能可靠稳定； 机械强度高，耐压性能好。,二. 冷却系统基本元件PT1

7、00,当冷却水流失压力减低时，膨胀罐内气体压力大于水的压力，此时气体膨胀将气囊内的水挤出补到系统。主要由罐体、气囊、进口、出口及补气口四部分组成。罐体一般为碳钢材质，外面是防锈烤漆层；气囊为EPDM环保橡胶；气囊与罐体之间的预充气体出厂时已充好，无需自己充气。上海电气2MW冷却系统蓄能器预充压力为1.5BAR。 使用注意事项： 1. 若膨胀罐是放在特殊场合，应告知供应商，以 便有相关的膜体对应使用。 2. 膨胀罐的工作介质一般为水或水和防冻液的混 合物（水的比例不得小于 50%）。 4. 测试膨胀罐气囊时建议直接用水压测试，严禁 使用锋利器件碰触气囊。,二. 冷却系统基本元件蓄能器,板翅式热交

8、换器通常由隔板、翅片、封条、导流片组成，在相邻两隔 板间放置翅片、导流片以及封条组成一夹层，称为通道；将这样的夹层根 据流体的不同方式叠置起来，钎焊成一整体便组成板束；板束是板翅式换 热器的核心，配以必要的封头、接管、支撑等就组成了板翅式热交换器。 一般地，翅片常见类型有： （1）平直形 （2）锯齿形 （3）波纹形 （4）多孔形 （5）百叶窗形,二. 冷却系统基本元件热交换器,（1）传热效率高； （2）结构紧凑，轻巧； （3）适应性强，适用气气、液气、液液、各种流体间的热交换。 （4）换热器的维护：当热交换器被堵塞，可根据堵塞的介质进行 物理或化学清洗；对水或冰堵可用加温方法处理。,19,上海

9、电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,换热器出口,换热器进口,电机3kW,风叶旋转方向,风向,二. 冷却系统基本元件热交换器,20,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,储能罐：预充氮气压力值为.5bar,作用相当是隔膜蓄能器。 热电阻：用于检测冷却水的温度，并根据此温度通过电气控制空水冷却 器电机的工作或停止。 压力表：量程为bar，用于实时测量泵出口的压力值。 压力继电器：当冷却水压力低于.bar时，压力继电器发出低压报警。 排气阀：当系统中存在气体时，排气阀会自动排空气体。 安全阀：当冷却水动作，将释放部分介质到接水瓶，以保证系统中的压力 低于压力超过设定值bar时，

10、安全阀bar。 充水球阀：系统正常工作时为常闭，当系统需加注冷却液时把球阀打开通 过外部补液动力单元向系统管路中补充冷却介质，测压接头用 于测量系统回水压力的大小，既泵的进口压力值，用于测量泵 的出口压力值。,二. 冷却系统基本元件常用备件,21,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,一. 冷却系统概念,二. 冷却系统元件,六. 系统安装调试,七. 冷却系统维护,八. 冷却故障诊断,2MW冷却系统海立特,三. 齿轮箱冷却系统,四. 发电机冷却系统,五. 变流器冷却系统,22,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,三. 齿轮箱冷却系统原理图,23,上海电气风能有限公司 工

11、程服务部培训中心版权所有,齿轮箱冷却系统由1台SLF-20SH61.01 冷却水泵和1台空-水冷 却器组成。当水温低于设定值时，冷却介质（防冻液）通过空-水冷 却器，但空-水冷却器风机不运行。 当水温达到或高于设定值时，冷却介质（防冻液）通过空-水 冷却器，空-水冷却器风机运行，使冷却介质（防冻液）温度降低， 确保齿轮箱稳定运行。,三. 齿轮箱冷却系统运行原理,24,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,三. 齿轮箱冷却系统, 立式循环水泵（序号1），是整个冷却系统的 动力装置，由水泵和电机组成。 水泵出口设有蓄能器（序号2），预充压力 1.5bar 氮气，作用相当于隔膜式蓄能器，

12、正常 工作时通过蓄能器把液压转化成弹性势能储 存起来并维持泵出口压力的稳定。当循环系 统瞬间需要大流量或泵出口出现波动时，蓄 能器会释放所储存的能量来保证系统稳定。 水泵出口设置安全阀（序号3），当系统压力 超过3bar 的设定值，安全阀动作，以维持系统 压力的稳定。,25,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有, 水泵出口设有排气阀（序号4），当系统中存在气体时，排气阀会自动排空气体。 水泵出口设有PT100 热电阻（序号5），用于检测水泵出口冷却水温。 水泵出口设置压力开关（序号6），当系统压力低于0.6bar，压力开关动作会输出低压报警信号。 水泵出口设有压力表（序号7），可检

13、测水泵出口的压力值。 水泵出口设有充水球阀（序号8），系统正常工作时常闭，当系统需要加冷却介质时，把球阀打开，连接到外部动力设备向系统管路内加冷却介质。 测压接头（序号9），用于测量系统进出水压力值，近似为水泵进出口压力值。 安全阀排水管（序号10），当系统压力超过安全阀设定值4bar 时，安全阀（序号3）动作，冷却介质从排水管流出。 水泵连接管（序号11），用来连接泵的出口和装有排气阀的控制阀块，用于排空泵里面的空气，保护水泵。,三. 齿轮箱冷却系统,26,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,三. 齿轮箱冷却系统基本参数,四. 发电机冷却系统,三. 齿轮箱冷却系统,27,上海电

14、气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,一. 冷却系统概念,二. 冷却系统元件,六. 系统安装调试,七. 冷却系统维护,八. 冷却故障诊断,2MW冷却系统海立特,五. 变流器冷却系统,四. 发电机冷却系统原理图,28,29,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,四. 发电机冷却系统基本参数,30,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有, 水泵工作流量：0L/min （5米扬程时） 水泵电机：AC 3 相400/690V 50HzKW 2899 rpm 水泵进出口尺寸： G1 1/4” 2 个 压力开关：.bar 报警 蓄能器：预充氮气压力1.5bar，最高工作温度+7

15、0（若温度超过+70，会损坏蓄能器的隔膜）。 安全阀开启压力：3bar,四. 发电机冷却系统基本参数,31,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,四. 发电机冷却系统基本参数,四. 发电机冷却系统,三. 齿轮箱冷却系统,32,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,一. 冷却系统概念,二. 冷却系统元件,六. 系统安装调试,七. 冷却系统维护,八. 冷却故障诊断,2MW冷却系统海立特,五. 变流器冷却系统,33,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,SLF-75BK作为冷却系统中重要的补充设备，有利于在夏季冷却器热交换效果不佳时精确控制冷却水的温度，确保变流器

16、稳定工作。,五. 变流器冷却系统SLF-75BK分体冷水机组,34,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,五. 变流器冷却系统原理图,35,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,控制柜内变流器的IGBT模块和电抗器工作时会产生一定的热量，散热一般采用水冷方式。 SLF-20SH30为变流器冷却系统提供循环动力、加热以及压力、温度的保护与控制。,五. 变流器冷却系统SLF-20SH30水冷装置,36,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,当循环系统运行时，温控阀会通过检测冷却介质的温度自动转换冷却 介质的流向，控制冷却介质通过空-水冷却器或不通过空-水冷却器。

17、在风 机运行时，变流器IGBT工作发热，散热功率为KW。变流器冷却系统 就是通过冷却水循环，将热量换入水中，经过冷却器时，通过冷却器散热 翅片及冷却风扇将热量排到大气中。,五. 变流器冷却系统工作原理,37,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有, 立式循环水泵（序号1），是整个冷却系统的动力装置，由水泵和电机组成。 水泵出口设有蓄能器（序号2），预充压力1.5bar 氮气，相当于隔膜式蓄能器，正常工作时，通过蓄能器把液压转化成弹性势能储存起来，维持泵出口压力稳定。当循环系统瞬间需要大流量或泵出口出现波动时，膨胀罐会释放所储存的能量来保证系统的稳定。 水泵出口设置安全阀（序号3），当

18、系统压力超过3bar 的设定值，安全阀动作，以维持系统压力的稳定。 水泵出口设有排气阀（序号4），当系统中存在气体时，放气阀会自动排空气体。 水泵出口设有PT100 热电阻（序号5），用于检测水泵出口的冷却水温度。 水泵出口设置压力开关（序号6），当系统压力低于1bar，压力开关动作会输出低压报警信号。 水泵出口设有压力表（序号7），可检测水泵出口的压力值。 水泵出口设有充水球阀（序号8），系统正常工作时常闭，当系统需要加注冷却介质时把球阀打开，连接到外部动力设备向系统管路内添加冷却介质。,五. 变流器冷却系统元件简介,38,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有, 测压接头（序号9

19、），用于测量系统进出水压力，即水泵进出口压力。 安全阀排水管（序号10），当系统压力超过安全阀设定值4bar 时，安全阀（序号3）动作，冷却介质从排水管流出。 水泵连接管（序号11），用来连接泵的出口和装有排气阀的控制阀块，用于排空泵里面的空气，保护水泵。 电加热器（序号13），输入功率3kW。 温控阀（序号14）。 当水温低于25时，冷却介质不通过空-水冷却器。 当水温高于25时温控阀（序号14）的阀芯开始动作，空-水冷却器也开始工作，一部分冷却介质通过空-水冷却器，随着温度的逐渐升高阀芯的开启度逐渐增大，通过空-水冷却器的介质流量也相应增大。 当水温达到30时，冷却介质完全通过空-水冷却器

20、，经空-水冷却器冷却后回到循环系统中，确保变流器的稳定运行。,五. 变流器冷却系统运行原理,39,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,五. 变流器冷却系统基本元件,40,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,五. 变流器冷却系统基本参数,41,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,膨胀罐 容积24L 预充压力1.5bar,集水瓶（容积5L）,水泵出口阀块,水泵,电加热管 4.5kW,接变流器入口,接变流器出口,PT100 四线制,水泵进口阀块,接冷却器入口,测压接头,温控阀组件 4045,五. 变流器冷却系统冷却泵结构,42,上海电气风能有限公司 工程服务

21、部培训中心版权所有,安全阀3bar,蓄能器阀块,压力表,测压接头,吊装点,补水球阀,排气阀,压力开关0.6bar,五. 变流器冷却系统冷却泵结构,五. 变流器冷却系统,四. 发电机冷却系统,三. 齿轮箱冷却系统,43,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,一. 冷却系统概念,二. 冷却系统元件,六. 系统安装调试,七. 冷却系统维护,八. 冷却故障诊断,2MW冷却系统海立特,1.拆卸接线端子板盖并断开电源电缆。然后断开接地电缆。松开螺 母电缆夹，滑出电源电缆。 2.用一个螺丝起子或者长鼻钳，拆下联轴器盖板，在联结的上侧施 加一个轻微的压力。 3.拧松联结的4颗螺钉再从垫圈上移走。

22、4.如果它没有从泵轴自由落下，则移开泵轴/锁销联结。 5.拧松4颗螺钉紧固凸缘的电机联结来移开电机。 6.把电机90垂直移走。,六. 系统安装调试冷却水泵,将件8放入件1法兰槽中，再将件1放入水泵进口（按水泵箭头指示），用件5、6、7将水泵进口阀块拧紧在水泵上，扭力49Nm；注意四个螺钉均匀拧紧；（工具15、16号扳手）。 2. 将件8放入件2法兰槽中，再将件2放入水泵出口，用件3、4、7将水泵出口阀块拧紧在水泵上，扭力49Nm；注意四个螺钉均匀拧紧；（工具10号内六角扳手）。 3. 各螺钉上做红色（已紧固）标记；（工具：红色油漆笔 ）。,六. 系统安装调试冷却水泵,六. 系统安装调试冷却水泵

23、结构,动环密封材料：碳化硅 静环密封材料：碳化硅,乙二醇溶液在低温时会析出晶粒，会加速机械密封的磨损，影响寿命。LOWARA采用国际知名品牌、高质量的标准机械密封，实现了对泵送介质的零泄漏密封；针对乙二醇的特性，应用硬对硬的密封面配合，延长了机械密封的寿命，保证水泵长期稳定的运行。根据长期使用经验影响机封损坏的原因主要为系统未完全排气引发的磨损。,六. 系统安装调试机械密封更换,1.拧松4颗凸缘防松螺母取下垫圈。 2.保持外壳紧固，向上移走适配器。 3.移走密封板时务必小心谨慎以免损坏垫圈； 如果过紧可用橡胶榔头轻敲松动下。 4.从底座移走机封的静环。 5. 移走逆电流器。 6.从轴上移走机封

24、的动环，从而更换新的机封。注：机封更换完后反之安装即可。,六. 系统安装调试机械密封更换,1. 冷却水泵：必须竖直安装并可靠固定。 2. 管路连接： 循环系统模块进水口：G1 1/4” 循环系统模块出水口：G1 1/4” 循坏系统补水/排水口：DN13 3. 软管和管路布置： 管路布置应整洁、美观、连接可靠，胶管弯曲自然顺畅。使用与冷却介质相容的胶管、接头等管路附件，防止污染物进入冷却循环系统。不使用尼龙带和粘胶剂，优先使用带软密封的接头。,六. 系统安装调试注意事项,50,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,确认水泵和冷却器电机转向，点动水泵和冷却器电机，确认电机转向与设备转向

25、标识一致。,检查水泵电机尾部风叶转向，应该与此处箭头方向一致。,风向,风叶,风叶旋转方向,六. 系统安装调试运行前检查与操作,51,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,水泵运行时，可用9mm扳手逆时针旋松排气口螺栓，以快速排清积聚在水泵机封附近的空气，防止水泵机封因缺水而烧毁。,排气口,六. 系统安装调试运行前检查与操作,冷却系统开机调试前，请检查并确认设备安装已完成，管路连接正确，电气接线及供电正确。之后，使用充液泵（用户自备，建议扬程大于30米），通过补水球阀对冷却系统进行预充液，然后，进行手动排气。 充液时观察压力表，当表压为3bar时停止，及时关闭补水球阀。在充液过程中，

26、自动排气阀会间歇性排气。预充液结束后，应仔细检查冷却系统是否存在泄漏。,排气阀,压力表,补水球阀,六. 系统安装调试运行前检查与操作,53,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有,冷却系统开机调试前，请检查并确认设备安装已完成，管路连接正确电气接线及供电正。 系统预充液：使用充液泵（用户自备，建议扬程大于30 米）从加液连接管对系统进行预充液，预充压力3bar，充液过程中进行系统排气。检查系统是否泄漏。 确认电机转向：点动水泵电机和空-水冷却器风机电机，确认电机转向正确。 启动水泵，观察水循环系统压力，工作压力应4bar，启动初期进行系统排气。系统排气后预充介质压力有可能降低，冷却系统工作循环一段时间后应停泵观察预充介质压力，若预充介质压力低于3bar 应补液。建议每个月检查一次系统压力，以便及时补液。 根据电气控制要求确认压力开关、温度传感器PT100 的工作正确性。,六. 系统安装调试运行前检查与操作,54,上海电气风能有限公司 工程服务部培训中心版权所有, 系统必须预充冷却介质（冷冻液），并排气。 可通过短暂开启水泵在设备最高点排气。 系统中的自动排气阀只适合在系统运