Подготовка помещения для генератора: что нужно учесть? Для генератора вентиляция


Вентиляция дизельного генератора

Дизельный генератор представляет собой дизельный двигатель, который вращает генератор электрического напряжения (альтернатор). При всех плюсах использования дизельного генератора для выработки электрической энергии, у дизельных генераторов есть и отрицательные стороны, и одним из таких моментов является низкий общий КПД. Коэффициент полезного действия дизельного генератора находится в пределах 36% - 43%, коэффициент полезного действия бензинового генератора еще ниже, 26% - 30%. Это означает, что только 40% затраченного топлива в генераторах, используется на выработку эл. энергии и 60% затраченного топлива используется механическую работу, нагрев и потери тепла. В общем виде распределение тепловых потерь в дизельных генераторах можно продемонстрировать на следующем рисунке

теплопотери дизельного генератораПоэтому можно сказать, что при работе генератора, в окружающее пространство выделяется количество тепла, сравнимое с номинальной мощностью генератора. При установке генератора на улице, выделяемое тепло легко рассеивается, а вот при установке генератора в закрытом помещении, тепло выделяется в окружающий воздух и нагревает его. При повышении температуры окружающего воздуха свыше 50ºС, дизельная электростанция начинает  «задыхаться», т.е. тепло выделяемое при работе дизельного двигателя перестанет удаляться, и генератор  может отключиться по уставке превышения максимальной температуры. Максимальная температура окружающего воздуха для  дизельного генератора - 60ºС. Максимальная температура двигателя дизельного генератора 140ºС. Основными элементами дизельного генератора, которые выделяют тепло в окружающее пространство являются:  радиатор охлаждения (23%), двигатель, генератор  и различные части корпуса (5%), выхлопная система (32%).

Распределение тепловых потоковПоэтому любое помещение с установленным дизельным генератором мощностью 8-10кВт и выше нуждается в эффективной системе вентиляции и удалении избыточных теплопритоков, только с такой вентиляцией можно обеспечить длительную работу двигателя и генератора без перегреваОчень важно при проектировании системы вентиляции  правильно ориентировать холодный воздушный поток. Воздух должен поступать в закрытое помещение со стороны электрического генератора (альтернатора), обдувать дизельный двигатель, затем проходить через радиатор системы охлаждения и выбрасываться наружу через вентиляционную решетку.Не корректно спроектированная и смонтированная система притока и вытяжки не позволит дизельному генератору длительное время работать с номинальной мощностью, что в итоге, приведет к аварийной остановке дизельной электростанции по сигналу перегрева.

Рекомендации по устройству вентиляции электростанций с двигателями различного типа охлаждения.

Тепловые потоки генератораДизельный генератор с двигателями воздушного охлаждения монтируется в помещении, в котором необходимо организовать постоянный приток свежего воздуха и вытяжку горячего воздуха вытяжным вентилятором. При наличии постоянного потока холодного воздуха, дизельный двигатель будет необходимым образом охлаждаться и получать достаточное количество холодного воздуха для сгорания топлива, а оставшийся нагретый воздух будет выводиться улицу. Холодный воздух всегда должен поступать в помещение генераторной установки снаружи с улицы (не из соседнего помещения), а нагретый воздух всегда должен удаляться наружу.Для обеспечения вентилирования помещений с дизельными генераторами водяного охлаждения, необходимо устройство приточного и выпускного проёмов и отвод горячего воздуха от водяного радиатора двигателя на улицу. Приточный воздух всегда должен поступать в помещение генераторной установки с улицы, а нагретый воздух всегда должен отводиться также наружу. Для прогона потока воздуха через радиатор водяного охлаждения используются штатные вентиляторы с приводом от двигателя генератора, или от отдельного электродвигателя.Для обеспечения правильного воздухообмена в помещении с установленным дизельным генератором необходимо учитывать следующие параметры:

  • Проём для притока наружного воздуха должен обеспечивать приток воздуха равный сумме объёмов воздуха на сгорание топлива и воздуха для охлаждения водяного радиатора в соответствии с техническими требованиями завода-изготовителя. Скорость воздуха, проходящего через вентиляционные решетки должна быть не выше 3,5 м/с (такая скорость обеспечит минимальные потери давления и шум, а так же исключит вероятность попадание в жалюзи притока дождя, снега или других легких предметов, максимальная скорость воздуха должна быть не выше 7 м/с. При расчетах воздухообмена надо обязательно нужно учитывать потери давления на вентиляционных и защитных решетках, и если необходимо, увеличивать габариты вентиляционных проёмов.
  • Вентилятор для вытяжки воздуха выбирается так, что бы он создавал расход воздуха больший или равный расходу охлаждающего воздуха двигателя, а затем необходимо проверить: достаточно ли расхода для удаления тепла, поступающего от остальных горячих источников, расположенных в помещении (выхлопной тракт, ЩС, ЩУ...), т.е. для сохранения разности температуры (максимум 15°С выше температуры окружающей среды). Если этого не достаточно, то необходимо увеличить производительность вентилятора.
  • Располагать проём притока воздуха и и вентилятор вытяжки нужно таким образом, чтобы не допускать рециркуляцию горячего воздуха в внутри помещении, а холодный воздушный поток должен проходить через генератор, для обеспечения требуемого охлаждения.
  • Направление выхлопа из двигателя нужно расположить таким образом, чтобы исключить рециркуляцию выхлопных газов обратно в объём помещения.
  • Вентилятор вытяжки можно подключать к самому генератору, но не нужно забывать, что эту нагрузку надо учитывать при определении мощности генератора.
  • Площадь вытяжной решетки для эффективного охлаждения должна быть в 1,5 раза больше площади радиатора водяного охлаждения двигателя.
  • При расчетах воздухообмена необходимо также учитывать суммарные потери давления в системе вентиляции. Вентиляционные решетки, воздуховоды, защитные экраны и различные клапана снижают скорость потока воздуха, поэтому суммарные потери давления должны быть ниже, чем значение, указанное заводом - изготовителем в техническом паспорте на установку.

Автоматизация системы вентиляции генераторной установки

ЖалюзиКак уже говорилось выше, в проёмах притока и вытяжки должны быть установлены вентиляционные решетки или жалюзи. Они могут быть неподвижными или подвижными. Подвижность лепестков (ламелей) вентиляционных решеток особенно важна в районах с отрицательными зимними температурами , так как подвижная конструкция лепестков позволяет закрывать жалюзи после остановки двигателя генератора, сохраняя при этом тепло в помещении генераторной. Надо сказать, что положительные температуры в генераторной, в зимний сезон, увеличивают надежность запуска дизельного генератора и сокращают время его выхода на рабочий режим. При работе ДГУ в автоматическом режиме, привод подвижных жалюзи должен быть оборудован автоматическим сервоприводом, который открывает их после запуска дизельного генератора и закрывает их после его остановки.

Расчет размеров вентиляционных решеток для приточных и вытяжных систем.

Исходные данные:

  • Расчетный воздушный поток, величина которого зависит от мощности генератора и способа его охлаждения (воздушное охлаждение двигателя, радиатор с водяным охлаждением двигателя, водяное охлаждение двигателя с радиатором воздушного охлаждения, выносной радиатор и.т.п.).
  • Расчетная скорость воздуха через вентиляционную решетку, которую по возможности надо ограничивать, снижая шум и сопротивление протоку. Низкая скорость предотвращает подсос дождя, снега и пыли с улицы. Оптимальная скорость воздуха через вентиляционную решетку должна соответствовать значениям 3 - 3.5м/с, максимальная скорость воздуха не должна превышать 7м/с.

Формула для вычисления площади вентиляционных решеток: S=Q/VГде:Q - Расход воздуха в м/с.V - Скорость воздуха в м/сS - Площадь решетки в м²

Состав системы принудительной вентиляции помещения генераторнойИсходные паспортные данные дизель генератора*- поток воздуха для горения – 1,5 м³ /с- производительность радиатора охлаждения – 33 м³/с

  1. Вытяжная и приточная наружная решетка 1000 х 500мм
  2. Регулируемые вентиляционные решетки 1000 х 500мм
  3. Электрические привода для вентиляционных решеток
  4. Вентилятор вытяжной осевой
  5. Термостат
  6. Контроллер
  7. Щит правления                                                                                                                                           Вентиляция дизеля

Автоматизация. Алгоритм работы системы вентиляции помещения с дизель генератором.

Работа регулируемых вентиляционных решеток.Летний режим:- открытие решеток притока и вытяжки при включении генератора в работу.Зимний режим:- открытие решеток притока и вытяжки при включении генератора в работу.Работа вентилятора.Летний режим:- включение вентилятора вытяжки при включении дизель генератораЗимний режим:- включение вентилятора вытяжки при превышении температуры в помещении выше +28⁰С.- выключение вентилятора вытяжки при понижении температуры в помещении ниже +25⁰С.- Опция - возможность включения вентилятора вытяжки на пониженных скоростях (2-3 ступени)

attenergy.ru

Отвод выхлопных газов от бензогенератора

Прежде чем установить бензиновый или дизельный генератор (примеры моделей Champion GG3300, Hyundai HHY3000F, FUBAG BS 6600 A ES, DDE GG3300,Huter DY3000L), необходимо заранее определиться с тем, как именно будут выводиться из помещения выхлопные газы. Сделать подобный выход нужно в полном соответствии с современными стандартами безопасности.

Что требуется для организации отвода

Для отвода выхлопных газов от генератора нам потребуется:

  • Труба – обычная металлическая или гибкая гофрированная.
  • Переходники (болтовые соединения, фланцы, уголки, хомуты).
  • Отстойник конденсата (если выводящую трубу планируется ставить вертикально).

Отвод выхлопных газов от генератора

Все вышеперечисленные элементы покупаются дополнительно. В целом, процесс монтажа не отличается особой сложностью. Один конец трубы присоединяется к глушителю генератора, второй – выводится наружу через проем в стене или потолке. Создание отверстий, естественно, тоже является ответственностью исполнителя. Состыковывать лучше с помощью крепежа, сварка в данном случае не рекомендуется. Если используется отстойник конденсата, его устанавливают в самом низком месте отводящей трубы.

На что дополнительно обратить внимание?

При выборе отводной трубы главным фактором является ее сечение. Диаметр должен, как минимум, соответствовать выходному отверстию глушителя. Если длина отвода превышает 2-3 метра, лучше выбрать магистраль с немного большим сечением.

Отвод выхлопных газов от генератора

Следующий момент, требующий внимания – количество поворотов. В идеале, в отводе должно быть не больше одного-двух углов, причем максимально плавных. Считается, что каждый поворот снижает производительность генератора на 10-15%.

«Жесткий» вариант

Главным преимуществом этого способа является его относительная экономичность. Для отвода здесь используется обычная металлическая труба с гофрированным переходником. Наличие последнего обязательно, так как в противном случае глушитель генератора рискует достаточно быстро оторваться из-за давления. Еще одна функция переходника – предотвращение передачи вибрации на несущие конструкции помещения.

Отвод выхлопных газов от генератора

В зависимости от количества поворотов нарезается несколько отрезков трубы. На каждый из них необходимо будет нанести резьбу, чтобы накрутить углы. Если нет подходящего оборудования или абсолютной уверенности в своей квалификации, следует обратиться к профессиональному токарю. Следует помнить, что малейшая небрежность может привести к серьезным проблемам. По окончании сборки все стыки нужно обработать термостойкой пастой.

Самым дорогим элементом подобных конструкций является гофрированный переходник. Именно его цена является основной статьей затрат. Если есть желание немного снизить расходы, можно вместо специальной виброгасящей трубки использовать обычную металлическую гофру с фитингом.

«Гибкий» вариант

Если экономическая составляющая для вас не так важна, настоятельно рекомендуем использовать для отвода выхлопных газов от генератора специальную гофрированную трубку из нержавеющей стали. Преимущества этого способа по сравнению с предыдущим очевидны:

  • простой монтаж, который не затруднит даже непрофессионала;
  • надежность конструкции, так как дополнительные соединения отсутствуют;
  • современный внешний вид;
  • долговечность – такая труба способна выдерживать температуру до 500°C (стандартная температура глушителя на выходе не превышает 250°C).

Отвод выхлопных газов от генератора

В целом, это оптимальный вариант для любого генератора. Единственным его минусом является стоимость гибкой гофрированной трубы и фитинга. При этом следует быть крайне внимательным при выборе материала. В наши дни некоторые недобросовестные продавцы предлагают по вполне приемлемой цене «бюджетную» гофру для отвода выхлопных газов. Прежде чем оформлять такую «выгодную» покупку, внимательно ознакомьтесь с изделием. Зачастую, оно представляет собой согнутую в трубочку стальную полосу, заполненную асбестовой нитью. Естественно, что должную герметичность такая конструкция обеспечить не в состоянии. Данный вариант подходит также для моделей Champion GG3300, Hyundai HHY3000F, FUBAG BS 6600 A ES, DDE GG3300,Huter DY3000L.

mainstro.ru

Вентиляционные решетки для генераторов | Производство воздухораспределителей

Вентиляционные решетки для генераторов

Компания ООО ПК «ВТВ-Инжиниринг» занимает лидирующие позиции на рынке по производству вентиляционных решеток, в том числе и наружных решеток с клапаном для генераторных установок, работающих на жидком топливе.

Чтобы дизельный генератор работал нормально, и рабочая смесь полностью сгорала, ему необходим постоянный воздухообмен, т.е. должен поступать холодный чистый воздух в достаточном количестве. Нагретый и разреженный воздух на впуске установки приведет к тому, что двигатель не выйдет на свою расчетную мощность.

Температура воздуха в помещении с электростанцией будет неизбежно повышаться, поэтому необходимо оснастить его качественной вентиляцией, чтобы создать постоянный поток чистого прохладного воздуха, направленного на двигатель.

Чтобы избежать попадания в приточные и вытяжные отверстия птиц, осадков и грязи, необходимо использовать жалюзийные вентиляционные решетки. С учетом условий нашего климата лучше использовать регулируемые решетки с жалюзи, которые автоматически открываются при запуске двигателя внутреннего сгорания.

Изготавливаем наружные жалюзийные решетки AIRO-CLIMATE регулируемые и нерегулируемые. Для изготовления мы используем высококачественный алюминиевый профиль, а также оцинкованную сталь. Все решетки AIRO-CLIMATE изготавливаются в соответствии со стандартами ГОСТ и имеют сертификаты качества.

Наружные решетки с жалюзи применяются не только для фасадов зданий и дизельных генераторов, но и устанавливаются в различные контейнеры, а также для вентиляции трансформаторных подстанций.

На нашем сайте вы можете ознакомиться со всеми моделями изготавливаемых наружных вентиляционных решеток. Для профессиональной консультации по вопросам выбора вентиляционного оборудования свяжитесь с менеджерами компании, они всегда рады помочь и ответить на все ваши вопросы.

www.vtvent.ru

Подготовка помещения для генератора: что нужно учесть?

На сегодняшний момент дизельный генератор представляет собой довольно сложную систему, использование которой требует создания определенных условий, грамотного обслуживания и своевременных диагностических мероприятий. Перед тем, как купить генератор, еще на стадии проектирования необходимо учесть весь спектр особенностей данного оборудования.

Чтобы ознакомится с примерами устройств, безопасных дляустановки в помещениях, перейдите в раздел Дизельные генераторы >>

Прежде всего, установка генератора производится в отдельном помещении, которое должны быть должным образом организованно и обустроено. Отдельное помещение обязательно по целому ряду причин, одной из которых является то, что дизельная станция создает довольно высокий уровень шума.

Требования к помещению

Размеры помещения определяются размерами станции и сопутствующего оборудования, систем. Свободным должно оставаться не менее 1,5 м со всех сторон. Также важна прочность пола, на котором будет производиться монтаж. Основа такого пола должна быть амортизирующей (из-за вибраций, которые возникают при работе двигателя) и быть не менее 150-200 мм в толщине. При высокой массе генератора требования, естественно, увеличиваются. Также при вероятности затопления помещения генератор монтируется над уровнем пола.

Организация системы вентиляции

Система вентиляции генератора

В процессе выработки электроэнергии выделяется довольно большое количество тепла. Основными источниками тепла являются непосредственно дизельный двигатель, генератор и его системы охлаждения. Неправильно организованное рабочее пространство и общее плохое охлаждение способны вызвать существенное снижение уровня эффективности работы генератора и стать причиной перегрева. Прежде всего, необходимо создать эффективную систему вентиляции, которая будет способна обеспечивать охлаждение воздуха в помещении.

Размер вентиляционных шахт и отверстий подбирается с учетом мощности станции и особенности конструкции помещения. Воздух, который используется в работе генератора, необходимо очистить от пыли и иных примесей. Плохое качество воздуха ухудшает эффективность работы системы и уменьшает срок службы деталей и механизмов (больше всего в этом случае негативному влиянию подвергается камера внутреннего сгорания). В целях очистки воздуха используется специальный воздушный фильтр и защитная сетка, которая очищает воздух от более крупных частиц.

Организация выхлопной системы

Особое внимание необходимо уделить правильному отводу выхлопных газов. Отработанный воздух должен беспрепятственно выходить из системы, так как в случае возникновения препятствий на его пути будет возникать обратное давление, которое сокращает срок работы генератора и уменьшает его эффективность.

Выполнение всех вышеописанных рекомендаций обеспечит максимально продуктивную работу электростанции и увеличит срок ее службы. Если данными рекомендациями пренебречь, то на выходе можно получить всего 10-20% от всей мощности генератора при том же расходе топлива.

www.all-generators.ru

Системы охлаждения генераторов



Во время работы синхронного генератора его обмотки и активная сталь нагреваются.

Допустимые температуры нагрева обмоток статора и ротора зависят в первую очередь от применяемых изоляционных материалов и температуры охлаждающей среды. По ГОСТ 533-76 для изоляции класса В (на асфальтобитумных лаках) допустимая температура нагрева обмотки статора должна находиться в пределах 105°С, а ротора 130°С. При более теплостойкой изоляции обмоток статора и ротора, например, классов F и Н, пределы допустимой температуры нагрева увеличиваются.

В процессе эксплуатации генераторов изоляция обмоток постепенно стареет. Причиной этого являются загрязнение, увлажнение, окисление кислородом воздуха, воздействие электрического поля и электрических нагрузок и т.д. Однако главной причиной старения изоляции является ее нагрев. Чем выше температура нагрева изоляции, тем быстрее она изнашивается, тем меньше срок ее службы. Срок службы изоляции класса В при температуре нагрева ее до 120°С составляет около 15 лет, а при нагреве до 140°С - сокращается почти до 2 лет. Та же изоляция при температуре нагрева 105°С (т.е. в пределах ГОСТ) стареет значительно медленнее и срок службы ее увеличивается до 30 лет. Поэтому во время эксплуатации при любых режимах работы генератора нельзя допускать нагрева его обмоток свыше допустимых температур.

Для того чтобы температура нагрева не превышала допустимых значений, все генераторы выполняют с искусственным охлаждением.

По способу отвода тепла от нагретых обмоток статора и ротора различают косвенное и непосредственное охлаждение.

При косвенном охлаждении охлаждающий газ (воздух или водород) с помощью вентиляторов, встроенных в торцы ротора, подается внутрь генератора и прогоняется через немагнитный зазор и вентиляционные каналы. При этом охлаждающий газ не соприкасается с проводниками обмоток статора и ротора и тепло, выделяемое ими, передается газу через значительный тепловой барьер - изоляцию обмоток.

При непосредственном охлаждении охлаждающее вещество (газ или жидкость) соприкасается с проводниками обмоток генератора, минуя изоляцию и сталь зубцов, т.е. непосредственно.

Отечественные заводы изготовляют турбогенераторы с воздушным, водородным и жидкостным охлаждением, а также гидрогенераторы с воздушным и жидкостным охлаждением.

Воздушное охлаждение генератора

Существуют две системы воздушного охлаждения - проточная и замкнутая.

Проточную систему охлаждения применяют редко и лишь в турбогенераторах мощностью до 2 MBА, а также в гидрогенераторах до 4 MBА. При этом через генератор прогоняется воздух из машинного зала, который быстро загрязняет изоляцию обмоток статора и ротора, что в конечном счете сокращает срок службы генератора.

При замкнутой системе охлаждения один и тот же объем воздуха циркулирует по замкнутому контуру. Схематично циркуляция воздуха при таком охлаждении для турбогенератора представлена на рис.1. Для охлаждения воздуха служит воздухоохладитель 1, по трубкам которого непрерывно циркулирует вода. Нагретый в машине воздух выходит через патрубок 2 в камеру горячего воздуха 3, проходит через воздухоохладитель и через камеру холодного воздуха 4 снова возвращается в машину. Холодный воздух нагнетается в машину встроенными вентиляторами 5. В генераторах с большой длиной активной части холодный воздух подается с обоих торцов машины, как это показано на рис.1.

Замкнутая система воздушного охлаждения турбогенератора

Рис.1. Замкнутая система воздушного охлаждения турбогенератора

В целях повышения эффективности охлаждения турбогенераторов, длина активной части которых особенно велика, а воздушный зазор мал, используют многоструйную радиальную систему вентиляции. Для этого вертикальными плоскостями 6 делят систему охлаждения турбогенераторов на ряд секций. В каждую секцию воздух поступает из воздушного зазора (I и III секции) или из специального осевого канала 7 (II секция).

Для увеличения поверхности соприкосновения нагретых частей с охлаждающим воздухом в активной стали машины выполняют систему вентиляционных каналов. Пройдя через радиальные вентиляционные каналы в стали, нагретый воздух уходит в отводящие камеры 8. Многоструйная вентиляция обеспечивает равномерное охлаждение турбогенератора по всей длине. Для восполнения потерь в результате утечек предусмотрен дополнительный забор воздуха через двойные масляные фильтры 9, установленные в камере холодного воздуха.

Отечественные заводы изготовляют турбогенераторы с замкнутой системой воздушного охлаждения мощностью до 12 МВт включительно.

Замкнутая система косвенного охлаждения воздухом у гидрогенераторов применяется значительно шире. Наиболее крупный генератор с косвенным воздушным охлаждением серии СВ мощностью 264,7 MBА выпущен ПО «Электросила» для Братской ГЭС. Схема вентиляции гидрогенератора показана на рис.2.

Замкнутая система вентиляции гидрогенератора

Рис.2. Замкнутая система вентиляции гидрогенератора 1 - ротор; 2 - статор;3 - воздухоохладитель;4 - лопатки вентилятора

В гидрогенераторах охлаждение явнополюсных роторов облегчается благодаря наличию межполюсных промежутков и большей поверхности охлаждения ротора.

Охлаждение гладкого ротора турбогенератора менее эффективно, так как в рассматриваемом случае он охлаждается только со стороны воздушного зазора. Последнее обстоятельство в значительной мере определяет ограниченные возможности воздушного охлаждения для турбогенераторов. У генераторов с воздушным охлаждением предусматривается устройство для тушения пожаров водой.

Косвенное водородное охлаждение турбогенераторов

Турбогенераторы с косвенным водородным охлаждением имеют в принципе такую же схему вентиляции, как и при воздушном охлаждении. Отличие состоит в том, что объем охлаждающего водорода ограничивается корпусом генератора, в связи с чем охладители встраиваются непосредственно в корпус. Размещение газоохладителей и газосхема циркуляции водорода внутри генератора представлены на рис.3.

Схема многоструйной радиальной вентиляции в турбогенераторах

Рис.3. Схема многоструйной радиальной вентиляции в турбогенераторах 1 - камеры холодного газа;2 - камеры горячего газа;3 - газоохладители

Водородное охлаждение эффективнее воздушного, так как водород как охлаждающий газ по сравнению с воздухом имеет ряд существенных преимуществ. Он имеет в 1,51 раза больший коэффициент теплопередачи, в 7 раз более высокую теплопроводность. Последнее обстоятельство предопределяет малое тепловое сопротивление прослоек водорода в изоляции и зазорах пазов.

Значительно меньшая плотность водорода по сравнению с воздухом позволяет уменьшить вентиляционные потери в 8-10 раз, в результате чего КПД генератора увеличивается на 0,8-1%.

Отсутствие окисления изоляции в среде водорода по сравнению с воздушной средой повышает надежность работы генератора и увеличивает срок службы изоляции обмоток. К достоинствам водорода относится и то, что он не поддерживает горения, поэтому в генераторах с водородным охлаждением можно отказаться от устройства пожаротушения.

Водород, заполняющий генератор в смеси с воздухом (от 4,1 до 74%, а в присутствии паров масла - от 3,3 до 81,5%), образует взрывоопасную смесь, поэтому у машин с водородным охлаждением должна быть обеспечена высокая газоплотность корпуса статора масляными уплотнениями вала, уплотнением токопроводов к обмоткам статора и ротора, уплотнением крышек газоохладителей, лючков и съемных торцевых щитов. Наиболее сложно выполнить надежные масляные уплотнения вала генератора, препятствующие утечке газа.

Чем выше избыточное давление водорода, тем эффективнее охлаждение генератора, следовательно, при одних и тех же размерах генератора можно увеличить его номинальную мощность. Однако при избыточном давлении более 0,4-0,6 МПа прирост мощности генератора не оправдывает затрат на преодоление возникающих при этом технических трудностей (усложнение работы уплотнений и изоляции обмоток). Поэтому давление водорода в современных генераторах более 0,6 МПа не применяется.

Генераторы с косвенным водородным охлаждением могут при необходимости работать и с воздушным охлаждением, но при этом их мощность соответственно уменьшается.

Источником водорода на современных ТЭС являются электролизные установки, в которых водород получают путем электролиза воды. В отдельных случаях водород доставляется в баллонах с электролизерных заводов.

Принципиальная схема газового хозяйства водородного охлаждения

Рис.4. Принципиальная схема газового хозяйства водородного охлаждения 1 - манометр, 2 - электроконтактный манометр; 3 - газоанализатор; 4 - блок регулирования и фильтрации; 5 - вентиль; 6 - углекислотный баллон; 7 - осушитель водорода; 8 - указатель жидкости; 9 - клапан давления водорода; 10 - водородный баллон; 11 - предохранительный клапан

На рис.4 показана принципиальная схема газового хозяйства системы водородного охлаждения.

При заполнении корпуса генератора водородом воздух сначала вытесняется инертным газом (обычно углекислотой) во избежание образования гремучей смеси. Углекислота под давлением из баллона 6 подается в нижний коллектор, при этом более легкий воздух вытесняется через верхний коллектор и открываемый на это время вентиль "Выпуск газа". В результате смешивания газов при вытеснении расход углекислоты на данную операцию составляет два-три объема корпуса генератора. После того как весь объем будет заполнен углекислотой при концентрации около 90%, в верхний коллектор подают под давлением водород, который вытесняет углекислоту через нижний коллектор и открываемый вентиль "Выпуск углекислоты". Как только чистота водорода в корпусе достигнет заданного уровня, вентиль "Выпуск углекислоты" закрывают и доводят давление водорода в корпусе до нормального. Вытеснение водорода производят углекислотой, которая затем вытесняется сжатым воздухом.

Автоматическое поддержание давления водорода в корпусе генератора осуществляется клапаном давления 9. Контроль максимального и минимального давления водорода производится взрывобезопасным электроконтактным манометром 2, установленным на панели газового управления. Автоматический контроль чистоты водорода осуществляется газоанализатором 3, и, кроме того, через определенные промежутки времени водород берут на химический анализ в лабораторию.

При снижении процентного содержания водорода ниже допустимого восстановление чистоты его осуществляется путем выпуска из генератора загрязненного водорода и добавления чистого водорода. Эта операция называется продувкой.

В целях осушки водорода, находящегося в генераторе, предусмотрен осушитель 7, заполняемый хлористым кальцием или силикагелем.

Для современных турбогенераторов с целью осаждения влаги из охлаждающего газа применяют специальные фреоновые холодильные машины. Указатель наличия жидкости 8 служит для подачи сигнала о появлении воды или масла в корпусе генератора.

Электромашиностроительные заводы в СССР выпускали серию генераторов ТВ (ТВ2) мощностью до 150 МВт включительно с использованием косвенного водородного охлаждения, которые эксплуатируются на многих ТЭС.

Непосредственное водородное охлаждение турбогенераторов

Еще больший эффект по сравнению с косвенным водородным охлаждением дает непосредственное (внутреннее) охлаждение, когда водород подается внутрь полых проводников обмотки.

В генераторах серии ТВФ применяется косвенное охлаждение обмоток статора водородом и непосредственное (форсированное) охлаждение обмотки ротора. Система вентиляции роторов генераторов серии ТВФ представлена на рис.5.

Конструкция вентиляционного канала в обмотке ротора с непосредственным охлаждением

Рис.5. Конструкция вентиляционного канала в обмотке ротора с непосредственным охлаждением а - продольный разрез; б и в - поперечные косые разрезы по пазу ротора

Охлаждающий газ забирается из зазора с последующим выбросом нагретого газа обратно в зазор. При этом проводники 1 обмотки ротора выполняются сплошными прямоугольного сечения, а на боковых поверхностях их фрезеруются косые вентиляционные каналы 2. При работе генератора (вращении ротора) водород поступает в заборное отверстие 3 и, проходя по косому вентиляционному каналу до дна паза 4, выходит уже с другой стороны паза (катушки) в другой канал и через выпускное отверстие 5 попадает снова в зазор.

Генераторы серии ТГВ мощностью 200 и 300 МВт имеют несколько иную систему охлаждения ротора. Водород циркулирует в аксиальных прямоугольных каналах, которые образуются корытообразными проводниками обмотки возбуждения.

В генераторах этого типа выполнено также непосредственное охлаждение обмоток статора. Водород подается в тонкостенные трубки из немагнитной стали, заложенные внутри стержней обмотки (рис.6) и открытые в лобовых частях.

Разрез паза статора и ротора генератора типа ТГВ

Рис.6. Разрез паза статора (а) и ротора (б) генератора типа ТГВ 1 - пазовый клин, 2 - корпусная изоляция; 3 - массивный элементарный проводник; 4 - газовые трубки; 5 - бочка ротора; 6 - дюралюминиевый клин; 7 - подклиновая изоляция; 8 - полувитки обмотки; 9 - горизонтальный вентиляционный канал

В обоих типах генераторов (ТГВ и ТВФ) давление водорода в корпусе поддерживается 0,2-0,4 МПа.

Генераторы с непосредственным водородным охлаждением на воздушном охлаждении работать не могут, так как обмотка, рассчитанная на форсированное охлаждение водородом, при работе на воздушном охлаждении перегреется и выйдет из строя. Поэтому при появлении больших утечек водорода из генератора, сопровождающихся глубоким и быстрым снижением давления водорода, генератор с непосредственным охлаждением должен быть аварийно разгружен и отключен от сети. Включение в сеть отключенного генератора может быть произведено лишь после устранения утечек и перевода его на водород, если для отыскания утечек он был переведен на воздух.

Непосредственное жидкостное охлаждение генераторов

При выполнении непосредственного жидкостного охлаждения генераторов в качестве охлаждающей жидкости применяют дистиллированную воду или масло, которые обладают более высокой теплоотводящей способностью по сравнению с водородом и, следовательно, позволяют еще больше увеличить единичные мощности генераторов при сохранении их размеров.

Дистиллированная вода как охлаждающее вещество по сравнению с маслом имеет значительно больше достоинств: более высокие теплоотводящие свойства, пожаробезопасность. Поэтому в большинстве случаев мощные генераторы, которые выпускались в СССР, выполнялись с водяным охлаждением.

Устройство ввода и вывода воды для охлаждения обмотки статора

Рис.7. Устройство ввода и вывода воды для охлаждения обмотки статора

На рис.7 показана конструкция гидравлических соединений обмотки статора с водяным охлаждением и дан разрез обмотки по одной параллельной ветви. Как видно из разреза, обмотка статора выполнена из сплошных и полых медных элементарных проводников прямоугольного сечения, по которым циркулирует вода.

Питание обмотки водой осуществляется путем подвода ее к каждой параллельной ветви с помощью шлангов из пластмассы, обладающей высокой электрической прочностью и необходимой эластичностью (например, фторопласт-4).

Охлаждение обмотки статора водой в сочетании с непосредственным охлаждением обмотки ротора и активной стали водородом применяется в турбогенераторах типа ТВВ мощностью 160-800 МВт.

Опыт эксплуатации турбогенераторов серии ТВВ показал, что они имеют значительные резервы в системе охлаждения. В результате была предложена новая единая серия генераторов ТВВ и одновременно ТВФ, которые также используют систему форсированного охлаждения ротора. Новые машины за счет использования более высоких электромагнитных нагрузок (в основном линейной токовой нагрузки и плотностей тока), улучшения конструкции системы охлаждения получились легче и надежнее своих предшественников. Расход материалов на изготовление новой серии генераторов ТВВ-160-2ЕУЗ на 20% меньше, чем ранее выпускавшихся генераторов ТВВ-165-2УЗ. Новые генераторы имеют также лучшие температурные характеристики по сравнению с ранее выпускавшимся генератором ТВВ-165-2УЗ.

Водяное охлаждение статорной обмотки по аналогичной схеме применяется также в мощных вертикальных гидрогенераторах типа СВФ. Обмотка ротора и активная сталь таких генераторов имеют непосредственное воздушное охлаждение.

Выполнение непосредственного охлаждения ротора генератора связано с большими трудностями, особенно в отношении подвода воды к вращающемуся ротору.

Турбогенератор ТГВ-500 мощностью 500 МВт

Рис.8. Турбогенератор ТГВ-500 мощностью 500 МВт а - общий вид турбогенератора;б - принципиальная схема охлаждения обмоток статора и ротора и стали статора

На рис.8 изображен турбогенератор ТГВ-500 мощностью 500 МВт, в котором обмотки статора и ротора охлаждаются водой, а сталь магнитопровода - водородом.

Холодная дистиллированная вода поступает по патрубку А в напорный кольцевой коллектор 1 и из него с помощью изолирующих шлангов 2 подводится к головкам 3 и стержням 4 обмотки статора генератора. Стержень обмотки сплетен из групп транспонированных проводников, причем каждая группа состоит из одного полого и трех сплошных проводников. По трубчатым проводникам циркулирует дистиллированная вода, которая, нагреваясь, поступает в сливной кольцевой коллектор 5, откуда по патрубку Б выходит во внешнюю систему.

Для охлаждения обмотки ротора холодная вода по патрубку В подводится через скользящее уплотняющее соединение в торце вала ротора 6 и через центральное отверстие поступает внутрь ротора 7. Затем через отверстие 8 вода поступает в каналы 9 проводников обмотки, уложенных в пазы ротора, и, нагреваясь, поступает в сливные каналы 10 и 11, откуда через радиальные отверстия вала ротора 12 выводится во внешнюю систему через патрубок Г.

Во внешней системе нагретая дистиллированная вода проходит через трубки теплообменника и охлажденная при помощи насосов вновь подается к обмоткам статора и ротора (со стороны возбудителя).

Внутри генератора циркуляцию водорода обеспечивают осевые вентиляторы 13, установленные по концам вала ротора. Холодный водород при этом прогоняется вентиляторами в зазор 14 и оттуда поступает в систему радиальных каналов 16 сердечника статора 15. Нагревшись, водород поступает в газовые охладители 17 и из них вновь к вентиляторам 13.

В результате высокоэффективной системы охлаждения турбогенератор ТГВ-500 имеет размеры и массу даже несколько меньшие, чем ТГВ-300. Водяное охлаждение обмоток ротора и статора находит применение в капсульных гидрогенераторах типа СГКВ.

В СССР выпускалась серия турбогенераторов ТВМ, которые имели комбинированную систему охлаждения; ротор охлаждается водой, а статор (обмотка, активная сталь и конструктивные элементы) - кабельным маслом. В турбогенераторе ТВМ применена для изоляции обмоток статора сравнительно дешевая и надежная бумажно-масляная изоляция кабельного типа. Это позволило сократить расходы на изоляцию обмоток генератора, например, ТВМ-300 в 4 раза по сравнению с расходами на изоляцию обмоток генераторов ТВВ и ТГВ такой же мощности.

Бумажно-масляная изоляция позволяет применять более высокие номинальные напряжения для генераторов без значительного увеличения затрат. Так, например, генератор ТВМ-500 спроектирован на напряжение 36, 75 кВ, в то время как обычно для генераторов такой мощности применяется напряжение 20 кВ. Увеличение номинального напряжения позволило уменьшить ток статора почти в 2 раза и облегчить токоведущие части.

Применение масляного охлаждения статоров гидрогенераторов дало возможность увеличить напряжение обмотки до 110 кВ (генератор 15 MBА Сходненской ГЭС), что позволяет включать генератор в сеть без промежуточной трансформации.

Принципиальная схема циркуляции масла в турбогенераторе типа ТВМ

Рис.9. Принципиальная схема циркуляции масла в турбогенераторе типа ТВМ 1 - корпус генератора, 2 - сердечник статора, 3 - нажимные плиты сердечника, 4 - обмотка статора, 5 - изоляционный цилиндр, 6 - ротор, 7 - масляный насос, 8 - маслоохладитель; 9 - магистрали охлаждающей воды

Разрез паза генератора типа ТВМ

Рис.10. Разрез паза генератора типа ТВМ 1 - клин обмотки статора; 2 - изоляционная теплостойкая бумага; 3 - элементарные проводники обмотки статора; 4 - канал охлаждающего масла

Принципиальная схема циркуляции охлаждающего масла для генератора типа ТВМ представлена на рис.9, а на рис.10 показан разрез по пазу статора такого генератора.

Принудительная циркуляция масла внутри аксиальных каналов в обмотке и стали статора обеспечивает достаточно интенсивный отвод тепла.

Пространство, в котором вращается ротор генератора, отделяется от статора, заполненного маслом, изоляционным цилиндром.

Сравнительная эффективность различных способов охлаждения генераторов может быть показана путем сопоставления мощностей при одних и тех же габаритах генератора (табл.1).

Таблица 1

Эффективность различных систем охлаждения

Эффективность различных систем охлаждения

В табл.1 показана эффективность использования воды для охлаждения активных элементов генератора. В полной мере эти преимущества реализованы в генераторах ТЗВ-800-2. В них водой охлаждаются не только обмотки, но и сталь статора и его конструкционные элементы. Здесь исчезает необходимость использования охлаждающего газа - водорода. Во избежание образования химически активного озона корпус генератора должен быть заполнен нейтральным азотом. Однако эксплуатация головных генераторов на воздухе показала достаточную надежность работы и в этом случае.

Дальнейшим шагом в направлении развития систем охлаждения является разработка криогенных генераторов с охлаждением жидким гелием. Естественно, что в первую очередь речь идет об охлаждении обмотки возбуждения (обмотки ротора), которая имеет наибольшие электромагнитные нагрузки. В настоящее время разрабатывается рабочий проект криогенератора мощностью 300 МВт. Характерно, что общая его масса не превышает 150 т, а серийного ТВВ-320-2 - 305 т.

В процессе эксплуатации ведется непрерывный контроль за нагревом активных частей генераторов. Температура обмотки и стали статора контролируется с помощью температурных датчиков, в качестве которых используются термосопротивления. Они закладываются заводом-изготовителем на дно паза (для измерения температуры стали) и между стержнями (для измерения температуры меди) в местах предполагаемого наибольшего нагрева машины. Температура измеряется с помощью указывающих и регистрирующих приборов.

Температуру обмотки ротора измеряют косвенно - по изменению омического сопротивления обмотки при нагреве (с помощью амперметра в цепи возбуждения и вольтметра, подключаемого непосредственно к кольцам ротора).



www.gigavat.com

Подготовка помещения к установке генератора

Чтобы организовать бесперебойное электроснабжение, необходимо создать все условия для правильной установки дизельного генератора, полностью соответствующие эксплуатационным требованиям. Особое внимание следует уделить подготовке помещения, в котором Вы планируете поместить прибор. Обычно она включает в себя следующие этапы:

Надлежащее исполнение всего перечисленного обеспечит качественную работу Вашей дизельной генераторной установки.

Подготовка фундамента

Фундамент служит надежным базисом для основания, используемого при установке электростанции. Следует помнить, что его масса должна превышать массу монтируемого устройства как минимум в 1,5 раза.

Оптимальным материалом для организации фундамента является армированная железобетонная подушка, так как она не только обеспечивает качественную опору, но и позволяет значительно снизить уровень вибрации. Фундамент укладывается на специальные изоляционные материалы. При этом он не должен быть связан с опорными перекрытиями постройки.

Важно знать! Выбранное для размещения устройства помещение должно обладать определенными конструктивными особенностями, позволяющими ему выдержать нагрузку, обусловленную массой фундамента и работающего дизельного генератора. Также необходимо использовать при установке электростанции специальные анкера, что будет препятствовать самопроизвольному перемещению прибора во время эксплуатации.

Наверх

Монтаж выхлопной системы

В выхлопах оборудования содержатся химические примеси, опасные для человеческого здоровья. Без эффективной выхлопной системы отработанные газы будут скапливаться в помещении, что не только создают повышенную опасность, но и сделает невозможной стабильную работу оборудования.

Производители генерирующего оборудования применяют различные типы выхлопных систем:

  • встроенный вариант используется на генераторах, обладающих защитным кожухом
  • наружный вариант устанавливается только на устройства в открытом исполнении

Все элементы системы отвода отработанных газов поставляются в комплекте с дизельгенерирующим устройством, однако следует отдельно приобрести дополнительные приспособления: глушитель, защитный внешний козырек, настенный термокомпенсатор, дополнительные колена трубопровода и другие составляющие, которые повысят эффективность общей конфигурации.

Важно знать! Обратное давление выхлопных газов не должно превышать допустимый уровень. В случае нарушения этого требования мощность агрегата значительно уменьшится, его моторесурс – сократится, а расход топлива многократно увеличится. Другими словами, система отвода отработанных газов не может быть слишком длинной (не рекомендуется свыше 3 м) с минимальным количеством изгибов. К тому же радиус закругления должен быть в 1,5 раза больше его внутреннего диаметра.

Подробнее о выхлопной системе

Наверх

Организация достаточной вентиляции

При работе дизельной электростанции происходит образование большого количества тепловой энергии, выделяющейся во внешнюю среду.Это может вызвать значительное повышение температуры в помещении. Однако для качественной работы генератора необходимо поддерживать определенный температурный режим, что достигается путем установки вентиляционной системы.

Важно знать! Воздух должен подаваться в помещение со стороны электростанции, охлаждать двигатель и поступать в теплообменник системы охлаждения, после чего он удаляется из помещения. Вентиляционные отверстия должны иметь размеры, достаточные для беспрепятственной циркуляции воздушных масс (в норме их площадь превышает таковую радиатора приблизительно в 1,5 раза). При желании можно снабдить данные отверстия особыми жалюзи, облегчающими запуск электростанции и позволяющими поддерживать оптимальную температуру в помещении.

Наверх

Монтаж выпускного воздуховода

Выпускной воздуховод служит для соединения радиатора с отверстием в наружной стене. Для снижения шума к данному трубопроводу с внешней стороны может присоединятся глушитель. В выпускном воздуховоде также используется фильтр, который уменьшает содержание вредных примесей в выхлопах. Если воздуховод имеет чрезмерно большую длину, оптимальным станет применение выносного радиатора. В случае наличия у Вас короткого воздуховода рекомендуется установка двигателя максимально близко к наружной стене.

Прочие способы уменьшения шума

Важно знать! сопротивление выходящего воздушного потока не должно быть больше разрешенного статического давления вентилятора. Отверстие для выпускного трубопровода рекомендуется отделать асбестовыми панелями или другими несгораемыми материалами.

Наверх

www.energocontinent.ru

Вентиляция для генератора из подручных средств

Использование дизельного генератора в помещении вызывает проблему, связанную с вентиляцией. Можно купить шланги, гофро-отводы и специальные конструкции вместе с генератором тут, но если такой возможности нет, можно собрать вентиляционный отвод своими руками.

Пластиковые бутылки. Если нужно угловое соединение, то в верхней части бутылки вырезают отверстие радиусом 3 см. Дно бутыли отсекается полностью. К нижней части крепят выхлопной отвод генератора с помощью скотча. К проделанному отверстию в верхней части, также с помощью скотча прикрепляют бутылку с отрезанным горлышком. Соединительный угол готов.

Если есть потребность в прямом соединении, то все проще, у бутылки отрезают дно, в отверстие вставляют вторую тару с отсеченным верхом. Шов крепят скотчем для большей герметизации.

Гофрированный шланг от пылесоса. Отлично подойдут части от пылесосов, шланги и трубки. Процесс монтажа интуитивно понятен. Все крепится скотчем, если такового не имеется, можно воспользоваться пищевой пленкой и герметизировать швы изоляционной лентой.

Обрезки пластиковых и металлопластиковых труб. Металлопластиковые трубы и шланги отлично гнуться, а вот над пластиковыми деталями придется попотеть, если их нужно изогнуть. Гнуть такую трубу придется над газом. Следует учесть, что после этого труба будет непригодна для использования по назначению. Швы герметизируются пленкой и изолентой или скотчем.

Все эти способы можно комбинировать как угодно. Главное, чтобы швы были плотно закреплены, и угарный газ выводился непосредственно на улицу, иначе отравление угарным газом может привести к летальным последствиям.

Если материала не хватает, можно передвинуть агрегат ближе к окну или вытащить его на балкон. Шума будет больше, но лучше немного потерпеть шум и споры соседей, нежели оказаться на больничной койке с отравлением.

Лучше всегда иметь кусок гофрированной трубы. Она может много где пригодиться, не только для создания вентиляционного отвода для генератора. Можно использовать огородный поливной шланг большого диаметра. Такой есть практически в каждом доме или гараже. А для крепежей можно использовать уплотняющие хомуты.

Если крепление в точке соединения с генератором плавится, агрегату необходимо дать чуть-чуть остыть, иначе можно повредить выхлопной вывод станции. Тогда потребуется везти генератор в ремонт, что обойдется не дешево.

Loading ... Loading ...

Статьи по теме:

domdvordorogi.ru


Смотрите также