空調器在發電機冷卻系統中的應用

賀云華

（海寧綠色動力再生能源有限公司，浙江嘉興314400）

空調器在發電機冷卻系統中的應用

賀云華

（海寧綠色動力再生能源有限公司，浙江嘉興314400）

垃圾焚燒發電廠作為利國利民的朝陽產業，上網發電量和垃圾焚燒量是企業利潤的主要來源，是企業一直追求的目標。針對垃圾焚燒發電廠夏季高溫天氣引起發電機定子線圈溫度升高，且受發電機絕緣等級的限制，造成發電機有功出力下降的問題，提出了通過對發電機空氣冷卻系統加裝空調器，來加強對發電機定子線圈溫度的控制，提高發電機有功出力的方案。該方案不失為垃圾焚燒發電廠提高上網發電量和垃圾焚燒量，創造企業經濟效益的一種良好手段。

發電機；空調器；上網發電量；垃圾焚燒量

目前，城市發展日新月異，生活垃圾推陳出新，垃圾焚燒發電行業正呈現爆發式增長。日上網發電量和日垃圾焚燒量是考核一家垃圾焚燒發電廠利潤的主要指標。但是，夏季高溫天氣會帶來發電機定子線圈溫度升高，從而影響發電機有功出力，造成日上網發電量和日垃圾焚燒量出現不同程度的下降，嚴重影響了企業的經濟效益。

1 發電機冷卻系統設計上的原理與缺陷

1.1 發電機采用空氣冷卻系統的運行原理

海寧綠色動力再生能源有限公司是承擔全市垃圾處理的發電企業，擁有2臺垃圾焚燒爐和1臺發電機組。發電機額定功率為7 500 kW，采用密閉循環雙路式通風系統。該發電機空氣冷卻系統主要由風室、風扇、空氣冷卻器等組成。發電機風室裝有4臺換熱容量為300 kW的空氣冷卻器，用于風室中熱空氣與冷卻水的熱交換。外部空氣經過風室進風口后，隨著發電機轉子旋轉在風室內部產生離心力，使空氣產生壓差，空氣經過空氣冷卻器后從下至上，經兩邊下降，形成一個空氣對流的循環系統。通過空氣的對流和循環水在空氣冷卻器管道中的流動，對發電機定子和轉子進行強制循環冷卻。

1.2 空氣冷卻系統生產運行中存在的問題

由于該垃圾焚燒發電廠處于亞熱帶地區，每年入夏以后，隨著環境溫度的升高，發電機定子線圈的溫度也水漲船高，在發電負荷達到7 300 kW時，定子線圈的溫度達到107.5℃，直逼108℃的最高警戒線。如果運行人員不慎將發電負荷帶得過高，定子線圈溫度在108℃以上穩定運行后，雖然可以通過降負荷的方法降低定子線圈的溫度，但是會造成發電機定子繞組絕緣下降，甚至會發生定子繞組燒毀的事故，嚴重危及發電機的安全運行。

在高溫季節，發電廠2大考核指標日上網發電量和日垃圾焚燒量分別比冬天低溫時降低10 000 kW·h和50 t左右，每天減少上網發電量和垃圾焚燒量利潤10 000元左右。如果按夏天高溫天氣4個月計算，總計損失毛利潤約1 000 000元。由于受發電機定子線圈溫度的限制，在影響發電機有功出力的同時，也造成了鍋爐蒸汽損耗率上升，陡然增加了生產成本。

2 對發電機空氣冷卻器采取的降溫措施

針對上述情況，技術部門群策群力，想方設法通過降低發電機定子線圈溫度，來提高發電機有功出力，從而帶動垃圾焚燒量的增長。

2.1 采用排風扇自然冷卻

到了初夏，天氣溫度達到30℃時，在發電機空氣冷卻器管道進口處和發電機風室進風口2個地方安裝大功率的排風扇，采用自然冷卻的方法，降低發電機風室內的空氣溫度，從而降低定子線圈一部分熱量。這種在不改變發電機設備結構的前提下，增加外圍排風扇的辦法，起初效果明顯，但是隨著氣溫的不斷上升，發電機有功出力達到7 400 kW時，定子線圈溫度仍然一騎絕塵直沖108℃警戒線。

2.2 循環水管道加裝自來水冷卻裝置

發電廠循環水是用來冷卻汽輪機凝汽器、發電機空氣冷卻器的工業水，冷卻后的工業水通過冷卻塔降溫后通過循環水泵再打回需要冷卻的設備。經過技術勘察，市政自來水管網壓力大于循環水管道壓力。在相同環境溫度下，自來水比循環水溫度低10℃左右，很明顯，自來水的冷卻效果比循環水好。經過技術改造，在通往空氣冷卻器的循環水管道上加裝了自來水補水裝置，但是由于技術限制，進入空氣冷卻器的循環水溫度只降低了3℃左右，效果也不是很明顯。

2.3 采用空調器在冷卻器系統上加強冷卻

鑒于上述情況，技術部門專門進行了技術攻關，采取更加安全、有效的手段來降低發電機風室內的溫度，進而降低發電機定子線圈的溫度。經研究決定，在保證發電機空氣冷卻器正常運行的前提下，采取在發電機風室外加裝一臺8匹的三相空調器，來降低發電機風室內風溫的技改措施。

技術部門對空調器進行了改裝，空調器出風口通過管道接至發電機風室進風口，為加大送風力度，在管道上加裝一個軸流風機，保證空調器送出的冷風能被完全送入發電機風室。空調器平時運行在制冷狀態下，溫度設定為17℃，調至最大風量運行，同時開啟發電機風室出風口擋板和軸流風機。將空調器運行的電流、電壓等參數上傳到中控室DCS操作員站，便于運行人員后臺監控。

空調器投入運行條件：入夏氣溫上升后，定子線圈溫度接近108℃，發電機有功負荷達不到額定出力7 500 kW時，空調器投入運行。平時加強巡視，通過發電機窺視孔觀察定子線圈有無積露現象，并在風室進風口處安裝溫濕度表，定時記錄數據。

空調器停止運行條件：入秋氣溫降低后，當運行人員發現發電機兩端進風口中任一端進風溫度降至34℃，或者相對濕度達到60%時，及時停止空調器運行，并關閉發電機風室出風口擋板。

自空調器投運以來，在夏天最高溫度達到40℃時，發電負荷能穩定在8 000 kW左右，而定子線圈溫度一般能保持在108℃以下。這就保持了與冬天低溫時同樣的發電量和垃圾焚燒量，投運的空調器和附屬設施總計在10 000元左右，一天即可收回成本，而空調器的正常使用年限在10年左右，大大提高了企業的經濟效益和發電機設備的安全性。

3 結束語

本文分析了垃圾焚燒發電廠受發電機絕緣和天氣溫度的制約，影響上網發電量和垃圾焚燒量的問題，采用空調器在發電機冷卻系統上加強空氣冷卻，促進空氣對流，由此降低發電機定子線圈溫度，提高上網發電量和垃圾焚燒量的方案，使企業經濟效益和設備安全性得到了雙提升。作為創造企業經濟效益的一種良好手段，該方案具有投資低、安全實用的特點，特別適合小容量發電企業的生產運行。

［1］姚春球.發電廠電氣部分［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［2］潭興強，張進，楊余彪.電氣運行與事故處理［M］.北京：化學工業出版社，2012.

［3］白良成.生活垃圾焚燒處理工程技術［M］.北京：中國建筑工業出版社，2009.

［4］朱立.空氣調節技術［M］.北京：高等教育出版社，2008.

〔編輯：劉曉芳〕

TM311

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.18.145

2095－6835（2017）18－0145－02

賀云華（1976—），男，主要從事電氣自動化設備運行維護工作。