水輪發(fā)電機空冷器熱風溫度偏高解決對策

【摘要】水輪發(fā)電機運行中產(chǎn)生的熱量在不散熱的情況下，可導致發(fā)電機溫度升高甚至起火。安裝空冷器是有效的散熱方法，但在空冷器運行的過程中，會出現(xiàn)熱風溫度偏高的問題，造成散熱不佳。因此，需要對空冷器采用相應的對策，來降低熱風溫度，保證散熱效果。

【關鍵詞】水輪發(fā)電機；空冷器；熱風溫度；偏高；對策

水輪發(fā)電機在運行時會產(chǎn)生鐵損和鋼損，并產(chǎn)生熱能導致水輪發(fā)電機溫度上升。水輪發(fā)電機在溫度上升后可造成電阻增加，影響發(fā)電機的效率。當發(fā)電機的溫度過高時，還有可能會引起起火，引發(fā)事故。因此，為了能夠有效散熱，通常會安裝空冷器，空冷器可降低發(fā)電機內(nèi)的溫度，并用冷卻水來帶走發(fā)電機中的熱量，從而維持發(fā)電機的溫度在正常范圍內(nèi)，保證發(fā)電機的正常運行。但空冷器在運行中，會出現(xiàn)溫度偏高的問題，造成發(fā)電機散熱不佳。因此，必須采用相應的解決對策來降低空冷器的熱風溫度，保證散熱的效果，防止發(fā)電機溫度過高。

1、空冷器構(gòu)造和散熱

某發(fā)電廠采用SF33-32/6200水輪發(fā)電機，散熱使用采用密閉雙路徑向自循環(huán)通風系統(tǒng)。每個發(fā)電機配有6臺空冷器，每臺空冷器中設有6排冷卻管。所有空冷器均并聯(lián)在環(huán)形供水管上。密閉雙路徑向自循環(huán)系統(tǒng)由基坑、下蓋板和擋風板構(gòu)成循環(huán)風路，運行的動力由轉(zhuǎn)子磁軛和磁極風扇效應產(chǎn)生的壓力源提供。發(fā)電機運行時產(chǎn)生的熱量經(jīng)過密閉雙路徑向自循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)冷卻后，由冷卻水帶走。正常情況下，密閉雙路徑向自循環(huán)系統(tǒng)在冷卻后熱風溫度低于40℃，冷卻器工作時正常的水壓力范圍是0.2MPa-0.3MPa。水輪發(fā)電機在運行一段就時間后，空冷器出現(xiàn)熱風溫度偏高的現(xiàn)象，超過預先設定的報警溫度值。

2、空冷器熱風溫度偏高常見原因分析

2.1 散熱片層間結(jié)露

散熱片層間結(jié)露是疊片式空冷器中比較常見的問題，其可導致空冷器熱風溫度升高。散熱片層間結(jié)露的原因有以下幾點：⑴溫度：冷器在降溫的過程中，相對濕度會增加，正常情況下發(fā)電機風動溫度大約在70℃左右，而空冷器中的冷卻水水管溫度是35℃左右，兩者存在較大的溫差，水汽主要聚集在水管表面，導致結(jié)露。⑵濕度：廠房外受天氣的影響而濕度上升時，濕度高的空氣可經(jīng)過風機的作用進入廠房內(nèi)，造成廠房內(nèi)濕度上升，當空冷器散熱片上的溫度點到達露點溫度就結(jié)露。⑶空冷器結(jié)構(gòu)：空冷器結(jié)構(gòu)中的散熱片間距為15cm，當散熱平上結(jié)露時，會慢慢越積越多，形成大面積的結(jié)露。⑷密閉循環(huán)：由于發(fā)電機采用密閉雙路徑向自循環(huán)系統(tǒng)，發(fā)電機中的熱風口、冷風口都是密閉的狀態(tài)，循環(huán)系統(tǒng)外部的水蒸氣也無法及時排除，在散熱片表面達到露點溫度時便形成結(jié)露，附在散熱片的表面。散熱片結(jié)露可引起金屬部件銹蝕，而且結(jié)露在循環(huán)風流狀況下進入風道內(nèi)，引起水輪發(fā)電機元件加速老化。

2.2 水壓、水溫達不到要求

空冷器在運行時需要維持在其工作水壓要求的范圍內(nèi)。如果存在冷卻水供應不足，導致水壓不足的情況，將會導致散熱效果降低，進而引起熱風溫度升高。空冷器需要使用低溫度的水來吸走熱量，達到降溫的效果。如果水溫較高，可導致吸收的熱量減少，無法將熱量及時帶走，造成熱風溫度升高。

2.3 空冷器過水能力差

空冷器主要通過冷卻水將熱量帶走，需要具備良好的過水能力。新設備通常過水能力都符合要求，但長期應用后內(nèi)部管道難免會出現(xiàn)水垢，隨著水垢增加，管道狹窄，導致管道過水能力降低，進而引起空冷器冷卻效率降低，熱風溫度升高。

2.4 空冷器熱片上積塵過多

散熱片是空冷器中重要的導熱構(gòu)件。空冷器在長期運行中，散熱片表面積塵過多，影響到導熱的效果，進而引起熱風溫度上升。

2.5 水質(zhì)較差

冷卻水需要經(jīng)過濾水器濾過，將水中的泥沙、漂浮物等雜質(zhì)濾出，提高水質(zhì)，保證散熱的效果。如果水質(zhì)沒有達到要求，水中含有過多的雜質(zhì)，其進入空冷器后，可導致管道堵塞，并造成水流不通暢，散熱效果降低，進而造成熱風溫度升高。

3、解決空冷器熱風溫度偏高的對策

3.1 加強維護濾水器和空冷器

定期將濾水器中的泥沙、漂浮物等雜質(zhì)清洗，提高濾水器的精度，保證冷卻水質(zhì)達到要求。定期將空冷器中水管內(nèi)部的水垢清洗干凈，保證水管內(nèi)水流的效果。在清洗水垢后，要試水壓5-10min，檢查有無漏水情況。檢修空冷器后，使用油性清洗液噴洗表面，并使用低壓氣吹掃，清除表面灰塵，并留有少量油性清洗液，減少表面的摩擦，從而促使結(jié)露更易流出。使用低壓氣將散熱片上的灰塵清除干凈，保證換熱效果。如果散熱片表面有銹蝕的情況，則將銹蝕部分進行清洗。

3.2 降低環(huán)境溫度

在廠房中加裝有足夠排量的風機，并將其朝向發(fā)電機、水車室，改善廠房通風，降低環(huán)境溫度。將廠房內(nèi)的阻風物件清除，打開風洞門，加快廠房內(nèi)通風循環(huán)，降低環(huán)境溫度。

3.3 定期檢查和維護空冷系統(tǒng)的密封

在汛期、水庫泄洪、雨季期間，密閉雙路徑向自循環(huán)系統(tǒng)外部濕度會明顯升高。在這些時期，可關閉下機架進入門，避免因水蒸氣進入系統(tǒng)內(nèi)和引起濕度升高，從而可以有效維持系統(tǒng)內(nèi)干燥的環(huán)境，避免結(jié)露。

3.4 采用針刺式空冷器

針刺式比疊片式散熱效果更好，而且?guī)缀醪皇艿浇Y(jié)露的影響，針刺式表面為銅金屬，不易受到結(jié)露腐蝕，而且結(jié)露水難以積附在其表面，可保持良好的散熱效果。在更換新的散熱系統(tǒng)時，可以優(yōu)先選擇針刺式的空冷器。在安裝新的空冷器時，適當提高安裝高度可以減少熱風停留的時間，提高冷卻效率。檢查空冷室內(nèi)有無阻風物件，并將其清除，降低風阻。

4、解決效果

水輪發(fā)電機空冷器出現(xiàn)熱風溫度超過報警溫度值的問題后，對空冷器熱風溫度進行測定，發(fā)現(xiàn)熱風溫度升高幅度在2.5-13℃之間。經(jīng)過分析原因后，認為是水壓不足、散熱片結(jié)露、廠房內(nèi)環(huán)境溫度過高所致。遂將工作水壓調(diào)整在0.2MPa以上。清除散熱片表面灰塵、結(jié)露，用低壓風吹掃表面。打開上下風洞門，加快廠房內(nèi)空氣流通。經(jīng)過上述處理后，再次監(jiān)測空冷器熱風溫度，監(jiān)測結(jié)果顯示其溫度下降至正常范圍，溫度最高點低于53℃。

結(jié)束語

水質(zhì)不合格、結(jié)露、散熱片表面積塵、水壓水溫不達到要求等都會導致空冷器散熱效果下降，進而造成熱風溫度偏高。在實際工作中，需要工作人員掌握空冷器熱風溫度升高的原因，一旦出現(xiàn)空冷器溫度升高報警情況，應及時查找原因，解決空冷器熱風溫度升高的問題。日常中要做好維護工作，如清潔散熱片表面灰塵、清除管道內(nèi)水垢、做好預防結(jié)露等的工作，排除隱患。

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