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1、1 摘要1一、 设计题目2二、 设计要求2三、 设计步骤2四、 设计内容2（1） 冷却系统概述2（2） 汽轮发电机内冷水系统3内冷水系统简介32.水系统的功能与特点63.系统的主要部件简介64. 水系统的结构布置75. 系统运行76. 控制7（3） 汽轮发电机氢气系统81. 氢气系统简介82. 氢系统的功能与特点83.系统的主要部件简介9（4）汽轮发电机密封油系统12密封油系统简介122.密封油系统的功能和特点133. 密封油系统主要部件简介134.密封油系统的布置16五、现场事故案例分析(密封油系统跑油事件)171.事故经过172.事故分析总结18六、 课程设计总结19参考文献20摘要发电机
2、在运行时，由于绕组中的电流和铁芯中的交变磁通会产生热量，这种热量会使得发电机温度升高，随着发电机单机容量的增大，温升也越来越高。就发电机而言，温升收到电机铁芯冲片绝缘和线圈绝缘材料允许温度的限制。因此必须加以冷却。本设计介绍了汽轮发电机冷却系统的构成、特点和运行。关键字：汽轮发电机冷却系统；内冷水系统；氢气系统；密封油系统；设计电气设备及系统课程设计任务书一、 设计题目：汽轮发电机冷却系统运行综述二、 设计要求：了解汽轮发电机内冷水、氢气和密封油系统的组成、特点及运行。三、 设计步骤：1. 学习汽轮发电机内冷水、氢气和密封油系统的组成；2. 熟悉汽轮发电机内冷水、氢气和密封油系统的运行特点；3
3、. 绘制汽轮发电机内冷水、氢气和密封油系统图纸一张。四、 设计内容：（1） 冷却系统概述：运行中的发电机、绕组和铁心都要发热，锁产生的热量和电机的输出功率有着密切的关系。点击的输出功率越大，其发热量也越多，当超过额定值时，便会使电机的温度过高而超过绝缘的允许值。若认为的提高和增大冷却效果，使冷却剂在相同的时间带走更多的热量，则发电机的输出功率就越大。由此可见，电机的冷却能力在一定程度上影响了发电机出力的大小。当今，国内外大容量发电机组通常采用的冷却系统有3种： 全氢冷方式；定子绕组水冷其余为氢冷方式（水氢氢）；双水内冷方式（水水空）。对全氢冷和水氢氢发电机，由于其转子采用氢内冷，不会发生因水内
4、冷转子的绝缘引水管漏水而导致的故障，所以运行的安全可靠性较之水冷转子为高。但双水冷发电机组随着运行经验的积累，改进及完善化工作的不断深入，尤其是绝缘引水管采用钢丝编织管后，水冷转子的运行安全可靠性得到了改善。汽轮发电机氢油水控制系统是发电机的辅助系统。可分为三部分：即氢气控制系统、密封油系统和定子绕组冷却水系统。氢气控制系统：用以置换发电机内的气体，有控制地向发电机输送氢气，以保持机内氢气压力稳定，监视机内氢气的纯度及液体的泄漏，干燥机内氢气。密封油系统：用以保证密封瓦所需压力油不间断地供应，以密封发电机内的氢气不外泄。定子绕组冷却水系统：用以保证向定子绕组不间断地供水、监视水压、流量和电导率
5、等参数。系统还设有自动水温调节器，以调节定子绕组冷却水进水温度，使之保持基本稳定；设置了离子交换器，用以提高进入定子绕组冷却水的水质。（2） 汽轮发电机内冷水系统：内冷水系统简介：发电机定子线圈冷却水系统采用水内冷，是由定子水箱、冷却器、过滤器、离子交换器以及管道和阀门组成的。定子水箱中的定子水由水泵压入冷却器。气热量油常规岛闭式冷却系统带走，冷却后的定子水接至过滤器，其中一部分在必要时去离子交换器，对水质进行处理后直接回到定子水箱。经过过滤器过滤后的钉子水由控制阀进行控制调节，大部分进入位于发电机本体汽端的进水环形母管，再由多根聚四氟乙烯软管流经定子绕组，带有绕组热量的水回到与近水母管同侧的
6、出水环形母管。小部分定子水直接去发电机出现端的出线端子和中性端子，然后经部分线棒也回到出水母管中，最后一起回到定子水箱，完成一个循环。该系统的所属设备大都集中安装在一个共用的钢底座上，组成一个冷却说系统组件，位于靠近发电机下面的平台上。该组件上的设备包括：电动水泵，冷却器，除盐器，过滤器。定子水箱，仪表柜和一些阀门管道等。主冷却水循环回路：水系统中水泵从水箱内抽取冷却水，经冷水器、过滤器送往定子绕组，最后再回到水箱，形成一个回路。在回路中，水泵、冷水器和过滤器两台并联，互为备用。为确保水系统运行的可靠性，两台水泵电源，不仅设甲乙两路，还能互为切换。在主水路中，还设置有定子绕组反冲洗功能，一旦发
7、现定子绕组发生堵塞，可通过从相反方向冲入冷却水，将杂物从绕组内冲出。发电机运行期间，为防止在冬天绕组表面结露，一般要求水温大于氢温。所以水系统冷水器二次回路中设计有恒温调节装置以及在水箱中设置有蒸汽加热装置。恒温调节装置由汽动温度调节冷水器二次循环水量，从而控制定子绕组进水温度。当冷却水温度通过调节仪仍然无法调高或刚刚启动时，可以通过蒸汽加热器在水箱内加热冷却水。此外，为了防止水漏，要求进水压力低于机内氢压。冷却水进入发电机后，分两路冷却绕组。一路经定子绕组直线部分，冷却绕组后经汽端汇流管返回定冷水箱；另一路进入定子引出线，冷却定子引线后，经回水管进入汽端汇流管再到定冷水箱。在定子出线中，冷水
8、是通过返回接头，返回至回水管的。软化回路：主水路冷却水的导电率运行时是由离子交换器来控制的。由离子交换器、流量计组成的软化水回路旁路接于住水路冷水器出口和水箱之间。通过离子交换器的水量一般不超过住水路水量的8%10%,软化后的水电导率为0.1%0.4s/cm，从而维持冷却水的低电导率要求。当软化后水导电率高且不能维持冷却水导电率要求时，离子交换器可短时推出运行进行再生或更换。补充水回路：补充水首先经减压阀减压，然后再经过电磁阀、流量开关和离子交换器进入水箱，以确保补充水的水质符合要求。水系统的补充水来自凝结水或除盐水。为防止离子交换器树脂过早老化，补充水的温度不宜超过50。补充水的补给与否取决
9、于水箱的水位。当水箱液位低时，水箱上的液位开关将控制电磁阀开启，使补充水进入，并由流量开关发出报警，直至液位达到正常高度后，电磁阀就会关闭。充氮（或氢）回路为使水系统的冷却水与空气充分隔离，防止冷却水中混有氧气对定子绕组加速腐蚀，水系统中的水箱采取了充氮密闭（或充氢）。在通常情况下，通过减压阀自动调节作用，维持箱中的气体压力为14kpa表压。若由于不正常因素导致水箱中的压力升至35kpa表压时，设在水箱上的安全阀将会开启排放；若箱中气压继续上升至42kpa表压时，则压力开关将发出报警，提醒运行人员及时处理。从安全阀排除的气体的数量可通过水箱排气管直读式气体流量表获得。2.水系统的功能与特点：（
10、1）冷却水通过定子绕组空心导线将定子绕组损耗带出。（2）用水冷器带走冷却水从定子绕组吸收的热量。（3）系统中设有过滤器，以确保冷却水纯净无杂质。（4）用离子交换器对冷却水进行软化，控制其电导率。（5）使用了检测仪表及报警装置等设备对冷却水的电导率、流量、压力及温度等进行连续监测。（6）水系统中所有管道及与冷却水接触的原件均采用抗蚀材料。（7）定子水箱内设有蒸汽加热装置。（8）所有系统设备和监测控制仪表均设计成一个布置合理及维护、操作、检修方便的组装件。3.系统的主要部件简介水箱水箱为压力容器，在箱体上装有液位控制器和液位指示器，用于控制液位并对过低或过高的液位发出报警，同时还对液位加以就地显示
11、。水泵该系统设有两台各为100%容量的卧式离心泵。系统正常运行时，有一台泵使系统中的定子冷却水循环，另一台处于备用状态。两台电动机的供电来自不同的电源，从而增加了运行的可靠性。冷水器冷水器为浮动列管式卧式结构，壳体为不锈钢材料，管系为黄铜管，管板为不锈钢。离子交换器离子交换器为圆筒形，立式结构，内盛阴阳混床树脂。系统运行中，如果系统中定子水的电导率大于1.5s/cm，则应手动操作相关阀门，使部分定子水经过该装置直接返回定子冷却水箱中进行循环，以改善水质。4. 水系统的结构布置定子冷却水系统为组装件，结构紧凑，操作和现场安装方便。水系统组装件一般安装在0 M 层。5. 系统运行启动：启动时，首先
12、，充水至水箱正常水位；然后启动泵；最后对整个系统管线进行冲水排气。运行：运行过程中，净化回路连续运行，保持5%的流量。停运：在发电机氢气供应系统停运后，再停运该系统。停运时，先将备用泵至于“停止”，再停运运行泵。6. 控制正常情况下，两台定子冷却水泵一台运行，一台备用。当运行的泵前后压差低或停运时，自动启动备用泵：备用泵也可以在主控室手动启动。当定子冷却水箱液位低时，自动开启阀门进行补水，当补至液位高时，自动关闭阀门，停止补水。定子水发电机进口温度的调节是根据热交换器后定子冷却水温度来调节SRI冷却水流量实现的。当出现定子水流量低或电导率高时，将发出Runback信号，汽轮机紧急甩负荷。（3）
13、 汽轮发电机氢气系统：1. 氢气系统简介：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，即定子绕组及引线为水内冷，转子绕组为氢内冷，转子本体及铁芯为氢表冷，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。氢系统由运行和监测两部分组成。运行部分 由供CO2和H2装置、氢气压力控制装置、充排氢阀门组、氢气干燥器等组成。监测部分 由氢气纯度变送装置、浮子检漏计、发电机局部过热监测装置、氢油水工况监测柜等组成。供氢源由于密封瓦为双流环式，漏氢量小，因此系统的供氢源一般采用氢瓶，但考虑到电厂实际情况，也留有制氢站供氢接口。正常运行时机内纯度
14、要求95%，只有在供氢不足或单流密封时才允许在90%-95%之内。在额定氢压下，机内允许含湿量4g/m3，这可以通过氢源及发电机氢系统上氢干燥器来保证。2. 氢系统的功能与特点（1） 以CO2作为中间介质，实现气体置换。具体时间与容积见下表。发电机内气体置换所需气体种类纯度（%）置换出发电机内气体种类需要气体容积（m3）估计所需时间CO285空气18056H296CO22004596发电机升氢压至0.3MPa21011.5CO2H215045（2） 自动维持发电机内的氢气压力。（3） 自动监测机内气体参数及运行工况。（4） 通过氢气干燥器连续干燥机内氢气，维持机内氢气低湿度。3.系统的主要部件
15、简介氢气干燥器氢气干燥器有两种型式，用户可根据设计情况任选1种。(1) 冷凝式氢气干燥器。冷凝式氢气干燥器是利用制冷机将氢气降温到0左右，使氢气中水分饱和析出，从而降低氢气中含水量。干燥器跨接在发电机通风回路的高风压区上。当发电机运行时，氢气从高压区进入干燥器，冷冻脱水后的氢气经过一个热交换器，将冷氢适当升温后回到低风压区。脱出的水沉积在冷冻桶的底部，每天定时人工排放并记录。如果要提高氢气干燥程度，则需进一步降低氢气温度。此时，从氢气中脱出的水分以霜的形式凝结在蒸发器表面。当霜凝结到一定程度时，需停机化霜。为了提高脱水效果，可利用两台冷凝式干燥器并联运行，当一台在制冷时，另一台在化霜，定时切换。（2）吸附式干燥器。吸附式干燥器为双桶热氢再生式。用活性氧化铝作干燥剂，它是一种固态干燥
