发电机定冷水系统介绍

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1、定冷水系统介绍讲课人：王鹏宇讲课人：王鹏宇 挑起知识挑起知识 登山登山上汽1000MW发电机上位水箱式 定冷水系统发电机为什么要冷却？发电机为什么要冷却？发电机 能量损耗通风 损耗轴承 损耗定子铁损电气 损耗铜损铁损定子铜损转子 铜损转子 铁损有损耗就有损耗就 有发热，有发热， 怎么办？怎么办？孙子曰（yue） 兵来将挡，水来土掩液体绝缘绝缘 油纯纯水优点导热差 绝缘很高 粘度大 容大小导热导热 强 绝缘绝缘 高 粘度很低 比容很大冷却能力一般很强安全性易燃不燃成本高 系统复杂低廉 系统简单统简单技术少数派成熟，广泛机组容量相对较小越大越好发电机常用的冷却介冷却能力 液体气体定子 发热 非常大

2、定子F级绝缘 （ B 级考核130 ）韩信点兵 能者上发电机定子对冷却介质的要求1、比热容大 2、黏度小 3、热导 率大 4、密度小 5、介电强度高 6、无毒、无腐蚀性，化学稳定 7、价廉易得胜出者 水定子定子额额额额定定电压电压电压电压 27kV27kV 电电电电流流23778A23778A水的基本特性水的基本特性水的基本特性水的基本特性 1 1、水的密度在、水的密度在3.983.98o oC C时最大，为时最大，为1g/cm1g/cm3 32 2、几乎所有的液体和固体物质中，水的比热容最大、几乎所有的液体和固体物质中，水的比热容最大 3 3、介电常数很大，溶解能力极强、介电常数很大，溶解能

3、力极强 4 4、2525o oC C时纯水的电阻率为时纯水的电阻率为1.831.8310107 7.cm.cm 5 5、离子积在一定温度下是常数、离子积在一定温度下是常数,PH,PH值中性，无腐蚀值中性，无腐蚀自我介绍水与几种气体冷却介质的对比。水与几种气体冷却介质的对比。1.1.水的比热容、热导率均比气体的大得多。水的比热容、热导率均比气体的大得多。2.2.水作为冷却介质所需要的流量比气体的流量小得多。水作为冷却介质所需要的流量比气体的流量小得多。3.3.比热容大，与发热体之间的温差小。比热容大，与发热体之间的温差小。4.4.化学性质稳定化学性质稳定。优秀 基因不做广告就是强呀 ！目前国内外

4、各制造公司已生产的1000 MW级汽轮发电机均采用水、 氢、氢冷却方式。发电机冷却方式冷却方式 定子绕组 转子绕组使用容量空冷发电机空气空气( -350MVA)氢冷发电机 间接氢冷 间接氢冷 (100- 220MVA)全氢冷发电机 直接氢冷直接氢冷 表压0.2MPa (220- 500MVA)油冷发电机 直接油冷却 直接氢冷 表压0.2MPa (220- 320MVA)水氢冷发电机 直接水冷却 直接氢冷 表压0.3MPa (320- 450MVA)水氢冷发电机 直接水冷却 直接氢冷 表压0.4MPa (450- 800MVA)水氢冷发电机 直接水冷 却 直接氢冷 表压 0.5MPa (900-

5、1200MVA)全水冷发电机 直接水冷却 直接水冷却 (800-1200MVA) 技术成熟，应用广（时髦） 保证冷却水不间断地流经保证冷却水不间断地流经定子绕组空心线圈，将绕组因定子绕组空心线圈，将绕组因 损耗产生的热量带走，损耗产生的热量带走，以保证温升（温度）符合发电机的以保证温升（温度）符合发电机的 设计要求。设计要求。 控制监测进入定子线圈的压力、流量、温度、水的电导控制监测进入定子线圈的压力、流量、温度、水的电导 率等参数，使之符合相应规定。率等参数，使之符合相应规定。 设有自动水温调节器，以调节定子线圈进水温度，使之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，离

6、子交换器，用以提高和保持冷却水的水保持基本稳定，离子交换器，用以提高和保持冷却水的水 质。质。 在冷却器中由辅机冷却水带走定冷水从定子绕组吸收的在冷却器中由辅机冷却水带走定冷水从定子绕组吸收的 热量，定冷水系统是一个闭式循环水系统。热量，定冷水系统是一个闭式循环水系统。 具有定子绕组反冲洗功能，提高定子绕组冲洗效果。具有定子绕组反冲洗功能，提高定子绕组冲洗效果。定冷水系统的主要功能定冷水系统的主要功能设备系统组成 系统设备主要组成：系统设备主要组成： 定冷水箱、定冷水泵定冷水箱、定冷水泵2 2、冷却器、冷却器2 2、主、主滤网滤网2 2、加热器、加热器、补水滤网、补水滤网、离子交换离子交换器、

7、电器、电导导仪仪2 2等及有关管道、流量控制开等及有关管道、流量控制开关、阀门组成。关、阀门组成。布置型式 上位水箱式定子绕组冷却水供水装置素 装零米 层定子冷却水系统描述 定子冷却水的管路 从定子冷却水供水装置出来的冷水经发电机入口中设 置的过滤器进入发电机定子绕组的进水汇流管，再经过定 子绝缘引水管进入定子绕组的不锈钢导水管。热水从定子 绕组流出，经绝缘引水管、出水汇流管后，从发电机顶端 流出发电机，回到定子水供水装置，从而保证了发电机定 子绕组及汇流管等始终充满冷却水。在发电机入口管道处设有反冲洗管道，可对绕组进行反冲洗或通过旁路对绕组或管道进行清洗。 定子水系统集装设备以外到发电机的阀

8、门、法兰及反法兰、附件等，材质为不锈钢（1Cr18Ni9Ti）上位水箱式水系统简图 定子水的水质要求 定子水中不得含有影响系统材料和系统安全运 行的污染物，因此，注入系统的水必须符合如下要 求： 电导率： 1S/cm PH 值： 68 水中杂质: 水中不得含有如联氨、吗啉、磷酸盐等化学物质。 如果使用的水不能满足上述质量要求，则必须通知专门部分进行检查和处理。 u集装式设计 水泵机械密封 离子交换器 就地 端子箱u人性化设备布置 冷却器2 电导率仪2 不 锈钢材料u双路水泵备用 过滤器2 压力变送器5靓妆设备一、定子水泵 定子绕组冷却水系统为一闭式循环系统。为保证发电机连续、可靠的运 行，配有

9、两台各为 100%额定能力的离心泵使水循环流动，两台泵中必须选择 一台为工作泵、另一台为备用泵。当工作泵出现故障时，备用泵将自动启动。 泵由三相交流电动机驱动，由不同的系统供电以提高可靠性。内冷水泵采用防腐蚀耐酸泵。定子冷却水供水装置水泵u离心式 u全不锈钢材料 u按化工泵要求生产 u机械式密封 u拆泵时泵体不需移动、 方便维修 u 水泵和电动机采用弹性 联轴器对接设备二、上位式定子水箱u 压力容器u 充氮隔氧u 磁性翻板液位计u 音叉开关u 自动溢水u 不锈钢材料定子水箱高于发电机 顶端音叉开关工作原理 通过安装在音叉基座上的一对压 电晶体使音叉在一定共振频率下 振动。当音叉料位开关的音叉与

10、 被测介质相接触时，音叉的频率 和振幅将改变，音叉料位开关的 这些变化由智能电路来进行检测 ，处理并将之转换为一个开关信 号。应用场合 所有的液体介质，腐蚀性液体（ 酸、碱）高粘度液体等。不受泡 沫、涡流、气体的影响。趣味 百科定子水箱 定子水箱定子水箱经给水管路与主回路连接，定子水箱能吸收热胀冷缩导致水的容积发生变化，并排出多余的水并起到换气的作用。在发电机投入运行的过程中当向系统注水时，它临时满足了补水的需要。通过水箱的流量很小，该流量的作用是将主回路中的气泡带到水箱。水箱上设有液位计以观察箱内的水位。当水位下降至低水位以下时，报警信号被触发。由充水的 U 形封管将放水和排气结合 在一起。

11、 当水箱中超压时，气体被排至排气口， 使水可以在无压力的情况下被排放掉。 该U型封管始终从补充水箱中重新注入 水。注水不需要维护和监测。 在正常运行时，发电机内高压氢气通过 绝缘引水管或由于少量泄漏，氢气渗入 定子水系统内并聚集在水箱内使水箱内 超压，压力将 U 形管中的水柱向下压 至能使排气管排气的点上。以后进入的 氢气经过脱气管排出，不会造成压力上 升。 初次充水时可使用氮气通过水装置上的 气泡分离装置处的氮气接口对水箱进行 吹扫，排出系统内的空气。 1 去 U 形水封管道 2 去水装置 3 液位计 4 液位开关 5 来水装置 水箱排气 管上加装 检氢探头 ，并采用 西门子技 术在排气 管

12、U形水 封上设置 直观的窥 流器。定冷水氮气（N2）要求氮气用于吹扫系统中的空气，氮气用于吹扫系统中的空气，防止系统的氧腐防止系统的氧腐蚀，冷却水箱上部空间充氮，应保持一定的压力蚀，冷却水箱上部空间充氮，应保持一定的压力（14kPa-50kPa14kPa-50kPa）。）。氮气的纯度推荐值应大于或等氮气的纯度推荐值应大于或等于于 99.99% 99.99%（体积比），最小（体积比），最小99%99%。不得含有污。不得含有污染物（染物（O2O2，CO2CO2）。剩下的气体中不得含有腐蚀性）。剩下的气体中不得含有腐蚀性污染物，也不得含有氨气（污染物，也不得含有氨气（NH3NH3）和二氧化硫（）和二

13、氧化硫（SO2SO2）。）。两台定子水冷却器，每台冷却器 的输出为 100，冷却器的定子水 侧无旁路。 冷却器工作水压不高于1.0MPa ，为不锈钢板式冷却器。 定子线圈内的冷却水的进水温度 范围为462，进水温度有自动 调节装置。 在冷却器的一次水侧热水入口处 安装了并联管作为气泡分离装置， 使水流平稳并放出气泡。冷却器旁 路中一股小流量的水流连续地经连 接管路流回水箱，并将气泡分离装 置中的气泡带到水箱。 设备三、定子水冷却器设备四、水过滤器 注入的除盐水及循环定子冷却水应 不含能积聚和阻流颗粒，因此，主水 路的水必须通过有一定过滤精度的过 滤器。 过滤器不需要也不能带有任何旁 路。 过滤

14、器受污染的程度可由过滤器二 端的压差变送器来确定。 主水路过滤器设有二台，每台都可 承担 100%的水量，运行时可通过置 换阀门进行切换。 补水过滤器为单芯过滤器，位于补 水系统的入口。 过 滤 器u 压力容器要求设计u 旁路、混床式带离子树脂补料口u 不锈钢水帽（过滤网）确保离子树脂不逃逸u 净化后的水导电率可达0.10.4S/cm设备五、离子交换器在停机情况下，利用 阀门切换实现线圈反 向冲洗u 有效去除线圈内 部异物 进水 回 水 回水 进 水BBAA线圈反冲洗装置定子水系统外部管道u 进出水管道工厂预制 u 配有测温元件接口， 方便安装 u 部分设计配有反冲洗 系统，提高线圈清洗 效果

15、 u 发电机进口配有安全 过滤器气表（定子线圈漏氢监测）排空安全阀压力 开关气表水箱就地气表u 高灵敏气表，就地数字显 示，使用方便 u 定子线圈漏氢测量原理合 理, 正常值142L/d） u 进口安全阀 ，确保水箱 微正压 u 进口压力开关，水箱超压 报警气表（定子线圈漏氢监测）智能气表 u 在线数字式监测水箱排气 流量和 排气中氢气含量，可第一时间 判别线圈漏氢u 排气流量远程和就地显示u 安全阀自动稳定水箱压力u 配置凝结水排污管道定冷水补给水系统设计为连续小流量补水，以弥补系统中可能存在 的水渗漏损失，并可提高冷却水的水质。 用作补充水的水取自除盐水系统，该水系统的水导电 率很小并能满

16、足定子水系统要求。 主水路之前通过一个细过滤器并从定子水泵的上游补 入。水流量可通过调节阀手动控制并能够就地指示。 如 果除盐水系统中无压力，则回流被一止回阀关闭，从而 避免除盐水的损失。补充水系统中设置了一离子交换器，当补水的电导率 达不到所规定的要求时，可打开离子交换器隔离阀门， 使补充水的电导率降到要求的水平。定子水系统的监控定子水系统的监控定子冷却水系统内的测量装置与监控装置的安装 位置请详见定子冷却水 系统 P&ID 图。 定子水系统中主要的监测装置如下： 电导率监测 水位监测 水流量监测 压力监测 温度监测发电机内冷水进水管装设有压力变送器，为了确保断水保护动作信号的可靠性，设置3只 水流量变送器和一只差压变送器。1、电导率监测在定子水系统中设置了下列电导率仪用以监测水的电导率：1、发电机定子冷却水泵出口。2、补充水