发电机冷却系统分析

第三章 600MW发电机结构及其冷却系统第一节概述我国自20世纪80年代后期起，从国外进口了不同制造厂商生产的600MW汽轮发电机。

哈尔滨电机有限公司（原哈尔滨电机厂）生产的引进（美国西屋公司）型600MW汽轮发电机两台，于1989年和1992年先后在安徽平圩电厂投入运行。

1994年，我国首台国产化型600MW汽轮发电机也已装于哈尔滨第三发电厂正常运行。

到目前为止上海汽轮发电机有限公司引进美国西屋公司已生产QFSN－600－2型发电机近20台。

岱海发电有限责任公司一期工程汽轮发电机是上海汽轮发电机有限公司引进美国西乌公司技术生产的由汽轮机驱动的600MW水氢氢高速汽轮发电机，能与各种型号、规格的600MW亚临界、超临界、核电汽轮机相匹配。

本发电机是在电力部对引进技术600MW发电机组提出的优化和机组创优工程要求基础上进行优化设计的：一发电机特点该发电机容量上满足与600MW汽机匹配的最大出力要求，最大的连续出力可达648.4MW ，设计效率高达99％。

发电机组沿用了引进的高起始响应的励磁系统，能在电力系统故障时0.1秒内达到顶值电压与额定电压之差的95％。

采用静止励磁方式顶值电压可大于2.5倍以上，并用数字式AVR代替模拟式AVR，提高励磁系统的可靠性。

转子采用国内有成熟经验的气隙取气冷却方式，其他主要结构均保留西屋公司原有的成熟可靠结构，如穿心螺杆、磁屏蔽、分块压板固定的定子铁心、上下层不同截面的定子线圈、刚一柔结构的定子端部固定、端盖式轴承、可倾瓦式轴瓦、双流双环式密封瓦等以保证足够的运行可靠性。

改进了转子阻尼结构，提高电机负序电流承载能力。

方便运输：定子最大运输宽度从考核机组4．115米减小到4米，定子运输重量不超过320t。

对内陆地区，可采用分段式机座，运输重量为260t。

该发电机具有容量大、效率高、性能好和高可靠性等特点，是一个完全达到电力部门优化要求的、科技含量很高、相当于当代国际先进水平的新产品：二遵循的标准该600兆瓦级优化型水氢氢汽轮发电机的接收、吊运、储存、安装、运行、维护和检修遵循如下标准：国标GB/T7064“透平型同步电机技术要求”国标GB755“旋转电机基本技术要求”IEC34-1（第八版）“旋转电机第一部分一额定值和性能”IEC34-3“汽轮发电机的特殊要求”国标GB7409“大中型同步发电机励磁系统技术条件”IEC34-16（1991-02 ）“关于同步电机励磁系统的若于规定”美标ANSI C50．13“隐极式汽轮发电机的技术要求”标准编制中，同时也满足我国有关安全、环保等标准和规定，并在消化引进西屋公司300-600兆瓦级氢冷汽轮发电机组技术的有关技术资料（含最新信息）的内容后结合国产(300MW和600MW）定于水内冷技术以及转子气隙取气氢内冷技术编写而成。

风力发电机组冷却系统风力发电机运行过程中，齿轮箱、发电机、控制变频器、刹车机构、调向装置及变桨系统等部件都会产生热量，其热量大小取决于设备类型及厂商的生产工艺。

目前，兆瓦级机组中主要散热部件为齿轮箱、发电机和控制变频器。

因此要解决机组的散热问题，首先应对以上三大部件进行散热分析。

齿轮箱在运转中，必然会有一定的功率损失，损失的功率将转换为热量，使齿轮箱的油温上升。

若温度上升过高，会引起润滑油的性能变化，黏度降低、老化变质加快，换油周期变短。

在负荷压力作用下，若润滑油膜遭到破坏而失去润滑作用，会导致齿轮啮合齿面或轴承表面损伤，最终造成设备事故。

由此造成的停机损失和修理费用都是十分可观的。

因此，控制齿轮箱的温升是保证风电齿轮箱持久、可靠运行的必要条件。

冷却系统应能有效地将齿轮动力传输过程中发出的热量散发到空气中去。

此外，在冬季如果长期处于0℃以下时，应考虑给齿轮箱的润滑油加热，以保证润滑油不至于在低温黏度变低时无法飞溅到高速轴轴承上进行润滑而造成高速轴轴承损坏。

目前大型风力发电机组齿轮箱均带有强制润滑冷却系统和加热器，但在一些地区，如我国广东省的沿海地带，气温很少低于0℃，则无须考虑加热器。

发电机在工作过程中也会产生大量的热，其各种损耗是电机发热的内在因素，主要包括：①铁损耗，包括转子表面损耗、转子磁场中的高次谐波在定子上产生的附加损耗、齿内的脉振损耗、定子的谐波磁势磁通在转子表面上产生的损耗，以及定子端部的附加损耗（这是定子端接部分的漏磁通在附近各部件中产生的铁损耗）；②铜损耗，包括绕组导线中的铜损耗（常称为基本铜损耗）和槽内横向漏磁通使导线截面上电流分布不均匀所增加的附加铜损耗；③励磁损耗，指维持发电机励磁所产生的损耗，主要是励磁绕组中的铜耗和励磁回路中元件损耗；④机械损耗，主要是轴承损耗和通风损耗（包括风摩损耗）及炭刷损耗。

单机容量增大是当今风电技术的发展趋势，而发电机容量的提高主要通过增大发电机的线性尺寸和增加电磁负荷两种途径来实现。

发电机定子冷却水系统异常处理及原因分析周瑜发布时间：2021-10-27T03:45:50.288Z 来源：《电力设备》2021年第8期作者：周瑜[导读] 本文阐述了一次发电机定子冷却水系统异常情况，就此情况提出检查及处理过程，对电机定子冷却水系统异常原因进行了分析，并提出来防范措施，对发电机定冷水箱内含气（非氢气）有现实的指导意义。

周瑜（大唐南京发电厂江苏南京 210000）摘要：本文阐述了一次发电机定子冷却水系统异常情况，就此情况提出检查及处理过程，对电机定子冷却水系统异常原因进行了分析，并提出来防范措施，对发电机定冷水箱内含气（非氢气）有现实的指导意义。

关键词：发电机；定子冷却水；铜离子含量某电厂为两台660 MW超超临界参数燃煤机组。

发电机为QFSN型、额定容量为600-660MW等级水氢氢汽轮发电机。

当在额定氢压0.5MPa下运行时，每天漏氢量不大于14m3（常压下体积）；发电机定冷水系统离子交换器经技术再造成深圳市水苑水工业技术设备有限公司SZSY-3型发电机定冷水处理装置，通过特殊的离子交换工艺处理，提高内冷水的pH 值，降低定冷水的电导率和铜离子浓度，使发电机定冷水各项水质指标达到国家标准要求。

一、发电机定子冷却水系统异常情况某年11月24号，化学监盘发现定冷水出口管PH值由8.3下降至6.9，而导电度由0.55上升至1.55 ，初步判定为定冷水处理装置内树脂失效所致。

随即对定冷水处理装置树脂进行再生，投运后PH值在8左右波动，导电率可控，基本可以满定冷水水质要求。

但好景不长，仅维持了一个月时间，定冷水处理装置内树脂再次失效，为排除树脂再生品质问题，更换了一套新树脂，定冷水PH值只能维持在7-7.2。

与此同时，发现在发电机定冷水箱上部压力表有0.014MPa的压力，打开排气门，测量定冷水箱内排气的氢气含量约为1000ppm，判定气体并非氢气，将压力降到0后关闭排气门，压力稳步上升至0.014MPa后稳定，检查发电机定子冷却水水箱顶部排气表排气量达到12m3/天，而发电机每天的补氢量仅有7~9m3，排除氢气泄漏可能性。

一、发电机定子冷却水系统的作用发电机定子冷却水系统是在发电机运行的全过程中，提供温度、流量、压力和品质（水质和纯度）符合要求的水作为冷却介质，通过定子绕组空心线圈将绕组损耗产生的热量带出，在水冷却器中由闭式循环冷却水带走高纯度定子冷却水从定子绕组吸收的热量。

定子绕组冷却水系统是一个闭式循环水系统。

该系统在发电机运行中，应保证向定子线圈不间断地供水，监视水压、流量和电导率等参数在规定范围内。

利用自动水温调节器，以调节定子线圈冷却水进水温度，使之保持在规定范围内并基本稳定。

设置了离子交换器，用以提高进入定子线圈冷却水的水质。

系统的特点及功能简介如下：（1）采用冷却水通过定子线圈空心导线，将定子线圈损耗产生的热量带出发电机。

（2）用水冷却器带走冷却水从定子线圈吸取的热量。

（3）系统中设有过滤器以除去水中的杂质。

（4）用分路式离子交换器对冷却水进行软化，控制其电导率。

（5）使用监测仪表及报警器件等设备对冷却水的电导率、流量、压力及温度等进行连续的监控。

（6）具有定子线圈反冲洗功能，提高定子线圈冲洗效果。

（7）水系统中的所有管道及与线圈冷却水接触的元器件均采用抗腐蚀材料。

二、发电机定子冷却水系统的流程该冷却水系统自成为一个独立的封闭循环系统。

水泵从水箱中吸水后送入水冷器降温，然后经过过滤器除去机械杂质。

经流量孔板后分两路进入发电机定子线棒中的空导线和引线定子出线套管，冷却水由励端进入，由汽端流出，出水流回至水箱中，如此循环。

为了冲洗发电机内冷却管方便，还设有反冲洗管逆向流回至水箱。

三、系统设备组成及作用该系统的设备主要由定子冷却水箱、定子冷却水泵、定冷水冷却器、定子水滤网、离子交换器、导电度仪等及有关管道、流量控制开关、阀门组成。

1、定子冷却水箱：定冷水箱是定子水冷系统中的一个储水容器。

发电机出水管口伸入水箱内液面以下，可以消除发电机回水的汽化现象，回水中如含有微量氢气也可在水箱内释放，当箱内气体压力高于设计整定值时，安全阀自动排汽，水箱上装有水位控制开关和就地水位计，当水箱水位下降时，控制开关动作，自动向水箱内补水及对不正常水位发出报警。

发电机氢冷系统常见问题分析及处理发电机是发电厂重要的生产设备，随着我国高参数大容量机组的不断涌现，使得发电机氢冷系统的结构更加趋于复杂化。

氢冷系统的运行质量直接影响着机组的安全稳定。

本文以某电厂采用的西门子350MW机组为例，介绍了发电机氢冷系统的构成，并结合现场实际，总结出日常出现的问题，并对此进行了具体分析，给出了检修注意事项和安全防范措施。

标签：氢冷系统；常见问题；分析处理某电厂一期装机容量6×350MW，发电机为德国西门子公司设计生产。

冷却形式为全氢冷，即转子绕组、定子绕组、三相出线和套管直接气体冷却。

发电机正常运行所产生的其它热量，如铁损、风阻损耗、杂散损耗等均通过氢气散失。

1 H2冷却的特点氢是原子质量最小的元素。

标态下，H2的密度只有空气的1/14，因此用H2冷却发电机，其通风损耗最小，提高了发电机效率，减少了发电机噪音。

其次，H2导热能力强，其导热系数是空气的8.4倍，在相同温差下所吸收的热量更多，换热效率更高，当单机容量一定时，缩小了发电机的体积，减少了材料使用。

另外，H2比较稳定，可保护发电机的绝缘。

但H2是一种易燃易爆气体，扩散性强，安全要求高。

2 氢冷系统的构成2.1 气体系统气体系统由H2供给装置、CO2供给装置、压缩空气供给装置、H2干燥器等组成。

H2正常由氢站供给，H2瓶作为气源备用。

CO2供给装置包括贮存液态CO2的钢瓶、CO2气化风机、换热器和风扇等。

压缩空气供给装置由压缩空气室、空气过滤器和气体干燥器等组成。

惰性气体CO2是作为发电机在充、排氢其间，防止H2爆炸的一个重要安全措施。

2.2 密封油系统密封油系统由密封油泵、密封油箱、中间油箱、贮油箱、真空泵、过滤器、冷油器、差压调节阀等组成。

密封油系统将油打入轴与密封环之的间隙形成轴封，防止了H2的泄漏。

密封油压高于氢压，经密闭回路供给密封环，保证了可靠的密封效果。

2.3 冷却系统冷却系统由氢冷器、多级轴流风机、冷却通道等组成。

定子冷却水系统一、定子冷却水系统相关介绍1、定子：定子是电机静止不动的部分。

定子由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。

定子的主要作用是产生旋转磁场。

2、发电的冷却方式：国内外大容量发电机组采用的冷却方式主要有三种：全氢内冷方式，定子绕组水冷转子及铁芯氢冷却方式（水氢氢），双水内冷却方式（水水空）。

国峰煤电机组采用水氢氢冷却方式。

3、区别于空气冷却，发电机采用氢气冷却的优缺点：优点：（1）氢气密度小，大大降低了发电机风扇和通风系统等的摩擦损耗，提高了发电机的效率；（2）氢气传热系数大，导热能力强，可提高发电机的单机容量和缩小发电机的体积；（3）氢气的绝缘性能好，电离现象微弱，可以延长线圈的使用寿命；（4）由于氢气密度小，且采用密闭循环系统后，可使机组噪音大大减小。

缺点：氢气属于易燃易爆物质。

4、发电机定子采用水冷的原因:水冷的效果是氢冷的50倍,定子铁心和转子绕组内部有通风道，采用氢气冷却，若转子、定子铁芯采用水冷，设备较为复杂，制造工艺上较困难。

水内冷绕组的导体既是导电回路又是通水回路，定子绕组内部的空心导体里通水，水带走发电机运行过程中产生的热量，实现冷却的作用。

二、定子冷却水系统的作用运行中的发电机定子绕组产生的热量和发电机的输出功率有着密切的关系，发电机的输出功率越大，其发热量也越多。

定子绕组温度过高，会影响其内部的绝缘。

为了保证机组的安全运行，大容量发电机组都设置有发电机定子冷却装置，用来带走发电机运行中产生的热量。

对于水内冷发电机组，就是利用定子冷却水来带走发电机运行中产生的热量。

三、定子冷却水系统流程：定子冷却水系统是汽轮发电机控制系统中一个独立的回路。

定子冷却水从水箱出来，经过冷却水泵和冷却器后及滤网，通过外部进水管进入发电机励端定子机座内的环形总进水管，其中一路通过绝缘水管流入定子线棒中的空心导线，然后从线圈另一端经绝缘水管汇入环形出水管；另一路经绝缘引水管流入定子线圈主引线，出主引线后经绝缘引水管汇入安置在出线盒内的出水管，然后也经外管道汇入汽端环形出水管。

柴油发电机的冷却系统设计指南随着工业的快速发展，柴油发电机在各个领域得到了广泛应用。

为了保证柴油发电机的正常运行和延长其使用寿命，冷却系统的设计变得至关重要。

本文将为您介绍柴油发电机的冷却系统设计指南，以帮助您实现最佳的工作效果。

一、冷却系统的基本原理柴油发电机的冷却系统主要通过循环冷却剂来实现对发动机的散热。

冷却剂在发动机中循环流动，带走发动机产生的热量，从而保持发动机在适宜的工作温度范围内。

冷却系统由冷却剂、水泵、散热器、风扇等核心组件组成。

1. 冷却剂选择选择合适的冷却剂非常重要。

一般情况下，乙二醇是常用的冷却剂，因为它具有良好的热稳定性和抗腐蚀性。

但是，在选择冷却剂时，需要考虑到环境和运行条件，以确保其能够适应相应的工作环境。

2. 水泵的选择水泵是冷却系统的核心组件之一，负责将冷却剂循环送至散热器。

在选择水泵时，需要考虑其流量和扬程。

流量决定了冷却剂的循环速度，而扬程则决定了冷却剂能够循环到发动机的各个部分。

3. 散热器的设计散热器是冷却系统中起到关键作用的部件，它将冷却剂散热至周围环境。

散热器的设计应当合理，以充分利用空气流动和冷却剂流动的热传导特性。

通常情况下，采用铝制散热器能够提供更好的散热效果。

4. 风扇系统的设计风扇系统通常与散热器相结合，用于增加空气对散热器的流动。

当冷却系统无法通过自然对流达到预期效果时，风扇系统将发挥重要作用。

在设计风扇系统时，应考虑到所需的风量和风速，以确保散热效果的充分。

二、冷却系统的设计要点在柴油发电机的冷却系统设计中，以下几个要点需要特别注意：1. 热负荷计算在冷却系统设计之前，需要对发动机的热负荷进行准确的计算。

这包括考虑到发动机的功率输出、运行时间、环境温度以及附件的热负荷等因素。

只有准确计算了热负荷，才能保证冷却系统的设计能够满足实际需求。

2. 流动分析冷却系统中的冷却剂流动状况对发动机的冷却效果有着直接影响。

因此，在设计过程中，需要进行流动分析，以确保冷却剂能够在整个系统中的合理流动，达到最佳的冷却效果。

柴油发电机组冷却方式柴油发电机组是一种常见的发电设备，它们在工业、农业和家庭中都有广泛的应用。

为了确保柴油发电机组的正常运行，冷却系统是不可或缺的一部分。

它的作用是有效地降低发电机组的温度，保持其正常运转温度范围内，以防止过热和损坏。

一种常见的柴油发电机组冷却方式是采用水冷系统。

这种方式通过循环水来吸收和散发发电机组产生的热量。

水经过发电机组的冷却器，通过散热器将热量带走，并循环使用。

这种冷却方式的优点是效果好，冷却效率高，适用于各种环境条件。

同时，水冷系统还可以通过调节水的流量和温度来控制发电机组的温度，以适应不同的工作负荷。

除了水冷系统，还有一种常见的冷却方式是采用风冷系统。

这种方式通过风扇将空气引入发电机组内部，以降低其温度。

风冷系统的优点是结构简单，维护方便，适用于户外环境。

它可以根据环境温度和发电机组的负荷来调节风扇的转速，以达到最佳的冷却效果。

还有一种较为特殊的冷却方式是采用液冷系统。

这种方式通过将冷却液（通常是特殊的冷却剂）循环输送到发电机组内部，以吸收和带走产生的热量。

液冷系统的优点是冷却效果好，能够在各种环境条件下提供稳定的冷却效果。

它还可以通过调整冷却液的流量和温度来控制发电机组的温度，以适应不同的工作负荷。

不同的冷却方式适用于不同的使用环境和工作负荷。

在选择柴油发电机组时，我们需要根据实际需求和环境条件来选择适合的冷却方式。

无论是水冷系统、风冷系统还是液冷系统，都需要定期进行维护和保养，以确保其正常运行和高效冷却。

柴油发电机组冷却方式是确保其正常运行的重要因素。

合适的冷却方式能够有效地降低发电机组的温度，保持其在正常运转温度范围内，避免过热和损坏。

在选择冷却方式时，我们需要考虑使用环境、工作负荷和维护成本等因素，并定期进行维护和保养，以保证柴油发电机组的稳定运行。

发电机定冷水系统压力偏高的原因分析与处理摘要：临汾热电1号机定冷水系统压力一直偏高，发现问题后，分析可能造成定冷水系统压力偏高的原因，逐一对其进行检查并排除，最终找到定冷水系统压力偏高的根本原因，经过处理后，定冷水系统压力恢复正常，保证了定冷水系统的安全运行。

关键词：定冷水系统；压力；流量；原因分析；处理概述：临汾热电拥有两台300MW机组，发电机采用上海发电机厂生产的QFSN-300-2型发电机，采用水氢氢冷却方式。

配套的氢油水系统由上海鹭发公司生产。

1号机组于2010年12月15日顺利通过168小时试运投产发电运行，投产后定冷水系统在额定流量55m³/h时压力偏高，达到0.28MPa，高于额定压力0.15～0.2MPa。

通过全开定冷水泵出口门、调节再循环门后压力可以从0.28MPa降至0.2MPa，但流量降至50m³/h，为了保证额定流量，只能提高压力，但是定冷水系统长期超压运行可能会导致发电机内部定冷水管泄漏，严重影响1号机定冷水系统的安全运行。

1、定冷水系统的介绍定冷水系统的工质为除盐水，先经过离子交换器进行软化，然后储存在定冷水箱内。

定冷水经过定冷水泵升压、冷却器冷却、过滤器过滤后，通过外部进水管进入发电机励端定子基座内的环形总进水管，然后分为两路：其中一路通过聚四氟乙烯绝缘水管流入定子线棒中的空心导线，带走热量后，从线圈的汽端经绝缘引水管汇入环形出水管；另一路经绝缘引水管流入定子线圈主引线，带走热量，出主引线后经绝缘引水管汇入安置在出线盒内的出水管，然后也经外管道汇入汽端环形出水管。

两路水流最后从汽端基座上部流出发电机，经总出水管返回定冷水箱。

2、原因分析与检查方法（1）定冷水泵定冷水系统中装有两台并联的离心式水泵，互为备用。

定冷水泵的作用是提升定冷水的压力，以克服冷却水在系统中的流动阻力。

如果泵体密封环与叶轮口环的间隙超标，会造成大量的高压水又顺着泵体密封环与叶轮口环的间隙回到泵入口，使泵的效率降低，定冷水系统流量减小，而为了达到额定流量，压力可能会随之升高。