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

發(fā)電機；空調器；上網發(fā)電量；垃圾焚燒量

目前，城市發(fā)展日新月異，生活垃圾推陳出新，垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)正呈現爆發(fā)式增長。日上網發(fā)電量和日垃圾焚燒量是考核一家垃圾焚燒發(fā)電廠利潤的主要指標。但是，夏季高溫天氣會帶來發(fā)電機定子線圈溫度升高，從而影響發(fā)電機有功出力，造成日上網發(fā)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(yè)的經濟效益。

1 發(fā)電機冷卻系統設計上的原理與缺陷

1.1 發(fā)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(fā)電企業(yè)，擁有2臺垃圾焚燒爐和1臺發(fā)電機組。發(fā)電機額定功率為7 500 kW，采用密閉循環(huán)雙路式通風系統。該發(fā)電機空氣冷卻系統主要由風室、風扇、空氣冷卻器等組成。發(fā)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(fā)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(huán)系統。通過空氣的對流和循環(huán)水在空氣冷卻器管道中的流動，對發(fā)電機定子和轉子進行強制循環(huán)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(fā)電廠處于亞熱帶地區(qū)，每年入夏以后，隨著環(huán)境溫度的升高，發(fā)電機定子線圈的溫度也水漲船高，在發(fā)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(fā)電負荷帶得過高，定子線圈溫度在108℃以上穩(wěn)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(fā)電機定子繞組絕緣下降，甚至會發(fā)生定子繞組燒毀的事故，嚴重危及發(fā)電機的安全運行。

在高溫季節(jié)，發(fā)電廠2大考核指標日上網發(fā)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(fā)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(fā)電機定子線圈溫度的限制，在影響發(fā)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(fā)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(fā)電機定子線圈溫度，來提高發(fā)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(fā)電機空氣冷卻器管道進口處和發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(huán)水管道加裝自來水冷卻裝置

發(fā)電廠循環(huán)水是用來冷卻汽輪機凝汽器、發(fā)電機空氣冷卻器的工業(yè)水，冷卻后的工業(yè)水通過冷卻塔降溫后通過循環(huán)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(huán)水管道壓力。在相同環(huán)境溫度下，自來水比循環(huán)水溫度低10℃左右，很明顯，自來水的冷卻效果比循環(huán)水好。經過技術改造，在通往空氣冷卻器的循環(huán)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(huán)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(fā)電機風室內的溫度，進而降低發(fā)電機定子線圈的溫度。經研究決定，在保證發(fā)電機空氣冷卻器正常運行的前提下，采取在發(fā)電機風室外加裝一臺8匹的三相空調器，來降低發(fā)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(fā)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(fā)電機風室?？照{器平時運行在制冷狀態(tài)下，溫度設定為17℃，調至最大風量運行，同時開啟發(fā)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(jiān)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(fā)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(fā)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(fā)現發(fā)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(fā)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(fā)電負荷能穩(wěn)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(fā)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(yè)的經濟效益和發(fā)電機設備的安全性。

3 結束語

本文分析了垃圾焚燒發(fā)電廠受發(fā)電機絕緣和天氣溫度的制約，影響上網發(fā)電量和垃圾焚燒量的問題，采用空調器在發(fā)電機冷卻系統上加強空氣冷卻，促進空氣對流，由此降低發(fā)電機定子線圈溫度，提高上網發(fā)電量和垃圾焚燒量的方案，使企業(yè)經濟效益和設備安全性得到了雙提升。作為創(chuàng)造企業(yè)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(fā)電企業(yè)的生產運行。

［1］姚春球.發(fā)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(yè)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(yè)出版社，2009.

［4］朱立.空氣調節(jié)技術［M］.北京：高等教育出版社，2008.

〔編輯：劉曉芳〕

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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。