空调器在发电机冷却系统中的应用

贺云华

（海宁绿色动力再生能源有限公司，浙江嘉兴314400）

空调器在发电机冷却系统中的应用

贺云华

（海宁绿色动力再生能源有限公司，浙江嘉兴314400）

垃圾焚烧发电厂作为利国利民的朝阳产业，上网发电量和垃圾焚烧量是企业利润的主要来源，是企业一直追求的目标。针对垃圾焚烧发电厂夏季高温天气引起发电机定子线圈温度升高，且受发电机绝缘等级的限制，造成发电机有功出力下降的问题，提出了通过对发电机空气冷却系统加装空调器，来加强对发电机定子线圈温度的控制，提高发电机有功出力的方案。该方案不失为垃圾焚烧发电厂提高上网发电量和垃圾焚烧量，创造企业经济效益的一种良好手段。

发电机；空调器；上网发电量；垃圾焚烧量

目前，城市发展日新月异，生活垃圾推陈出新，垃圾焚烧发电行业正呈现爆发式增长。日上网发电量和日垃圾焚烧量是考核一家垃圾焚烧发电厂利润的主要指标。但是，夏季高温天气会带来发电机定子线圈温度升高，从而影响发电机有功出力，造成日上网发电量和日垃圾焚烧量出现不同程度的下降，严重影响了企业的经济效益。

1 发电机冷却系统设计上的原理与缺陷

1.1 发电机采用空气冷却系统的运行原理

海宁绿色动力再生能源有限公司是承担全市垃圾处理的发电企业，拥有2台垃圾焚烧炉和1台发电机组。发电机额定功率为7 500 kW，采用密闭循环双路式通风系统。该发电机空气冷却系统主要由风室、风扇、空气冷却器等组成。发电机风室装有4台换热容量为300 kW的空气冷却器，用于风室中热空气与冷却水的热交换。外部空气经过风室进风口后，随着发电机转子旋转在风室内部产生离心力，使空气产生压差，空气经过空气冷却器后从下至上，经两边下降，形成一个空气对流的循环系统。通过空气的对流和循环水在空气冷却器管道中的流动，对发电机定子和转子进行强制循环冷却。

1.2 空气冷却系统生产运行中存在的问题

由于该垃圾焚烧发电厂处于亚热带地区，每年入夏以后，随着环境温度的升高，发电机定子线圈的温度也水涨船高，在发电负荷达到7 300 kW时，定子线圈的温度达到107.5℃，直逼108℃的最高警戒线。如果运行人员不慎将发电负荷带得过高，定子线圈温度在108℃以上稳定运行后，虽然可以通过降负荷的方法降低定子线圈的温度，但是会造成发电机定子绕组绝缘下降，甚至会发生定子绕组烧毁的事故，严重危及发电机的安全运行。

在高温季节，发电厂2大考核指标日上网发电量和日垃圾焚烧量分别比冬天低温时降低10 000 kW·h和50 t左右，每天减少上网发电量和垃圾焚烧量利润10 000元左右。如果按夏天高温天气4个月计算，总计损失毛利润约1 000 000元。由于受发电机定子线圈温度的限制，在影响发电机有功出力的同时，也造成了锅炉蒸汽损耗率上升，陡然增加了生产成本。

2 对发电机空气冷却器采取的降温措施

针对上述情况，技术部门群策群力，想方设法通过降低发电机定子线圈温度，来提高发电机有功出力，从而带动垃圾焚烧量的增长。

2.1 采用排风扇自然冷却

到了初夏，天气温度达到30℃时，在发电机空气冷却器管道进口处和发电机风室进风口2个地方安装大功率的排风扇，采用自然冷却的方法，降低发电机风室内的空气温度，从而降低定子线圈一部分热量。这种在不改变发电机设备结构的前提下，增加外围排风扇的办法，起初效果明显，但是随着气温的不断上升，发电机有功出力达到7 400 kW时，定子线圈温度仍然一骑绝尘直冲108℃警戒线。

2.2 循环水管道加装自来水冷却装置

发电厂循环水是用来冷却汽轮机凝汽器、发电机空气冷却器的工业水，冷却后的工业水通过冷却塔降温后通过循环水泵再打回需要冷却的设备。经过技术勘察，市政自来水管网压力大于循环水管道压力。在相同环境温度下，自来水比循环水温度低10℃左右，很明显，自来水的冷却效果比循环水好。经过技术改造，在通往空气冷却器的循环水管道上加装了自来水补水装置，但是由于技术限制，进入空气冷却器的循环水温度只降低了3℃左右，效果也不是很明显。

2.3 采用空调器在冷却器系统上加强冷却

鉴于上述情况，技术部门专门进行了技术攻关，采取更加安全、有效的手段来降低发电机风室内的温度，进而降低发电机定子线圈的温度。经研究决定，在保证发电机空气冷却器正常运行的前提下，采取在发电机风室外加装一台8匹的三相空调器，来降低发电机风室内风温的技改措施。

技术部门对空调器进行了改装，空调器出风口通过管道接至发电机风室进风口，为加大送风力度，在管道上加装一个轴流风机，保证空调器送出的冷风能被完全送入发电机风室。空调器平时运行在制冷状态下，温度设定为17℃，调至最大风量运行，同时开启发电机风室出风口挡板和轴流风机。将空调器运行的电流、电压等参数上传到中控室DCS操作员站，便于运行人员后台监控。

空调器投入运行条件：入夏气温上升后，定子线圈温度接近108℃，发电机有功负荷达不到额定出力7 500 kW时，空调器投入运行。平时加强巡视，通过发电机窥视孔观察定子线圈有无积露现象，并在风室进风口处安装温湿度表，定时记录数据。

空调器停止运行条件：入秋气温降低后，当运行人员发现发电机两端进风口中任一端进风温度降至34℃，或者相对湿度达到60%时，及时停止空调器运行，并关闭发电机风室出风口挡板。

自空调器投运以来，在夏天最高温度达到40℃时，发电负荷能稳定在8 000 kW左右，而定子线圈温度一般能保持在108℃以下。这就保持了与冬天低温时同样的发电量和垃圾焚烧量，投运的空调器和附属设施总计在10 000元左右，一天即可收回成本，而空调器的正常使用年限在10年左右，大大提高了企业的经济效益和发电机设备的安全性。

3 结束语

本文分析了垃圾焚烧发电厂受发电机绝缘和天气温度的制约，影响上网发电量和垃圾焚烧量的问题，采用空调器在发电机冷却系统上加强空气冷却，促进空气对流，由此降低发电机定子线圈温度，提高上网发电量和垃圾焚烧量的方案，使企业经济效益和设备安全性得到了双提升。作为创造企业经济效益的一种良好手段，该方案具有投资低、安全实用的特点，特别适合小容量发电企业的生产运行。

［1］姚春球.发电厂电气部分［M］.北京：中国电力出版社，2010.

［2］潭兴强，张进，杨余彪.电气运行与事故处理［M］.北京：化学工业出版社，2012.

［3］白良成.生活垃圾焚烧处理工程技术［M］.北京：中国建筑工业出版社，2009.

［4］朱立.空气调节技术［M］.北京：高等教育出版社，2008.

〔编辑：刘晓芳〕

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.18.145

2095－6835（2017）18－0145－02

贺云华（1976—），男，主要从事电气自动化设备运行维护工作。