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浅谈发电机内冷水处理技术的进展状况
概述
发电机内冷水处理方法选择不合理时,很可能导致水质指标达不到标准要求,并且容易发生空心导线的堵塞或腐蚀,严重时会使线棒发热、甚至绝缘烧毁,导致事故停机。据1993~1995年不完全统计,全国300Mw及以上容量发电机发生发电机本体事故及故障53台次,其中发电机定子内冷水系统事故及故障29次,占54.7﹪;堵塞事故9台次,占17.0﹪。堵塞事故处理所需时间长,造成的经济损失巨大。通常单台机组事故处理时间长达上千小时,少发电量数亿千瓦。
在1998年前,国内发电机内冷水处理主要以加缓蚀剂处理技术为主。自1998年华能岳阳电厂发生发电机绝缘烧毁事故以来,越来越多的电厂对发电机内冷水水质给予了高度重视。《关于防止电力生产重大事故的二十项重点要求》和《大型发电机内冷却水质及系统技术要求》DL/T80l一2002的发布和实施,对发电机内冷水水质提出了更高的标准,加缓蚀剂处理方案已经不能满足新标准的要求。
国内经过40余年的研究和探索,使内冷水处理技术得到了长足进展,出现了多种内冷水处理技术:加缓蚀剂处理法、小混床处理法、超净化处理法、H/OH混床+Na/OH混床交替处理法、加NaOH处理法、除氧法等等。
1.国内内冷水处理技术的发展状况
国内内冷水处理技术的发展历程,大致可以分为三个阶段:20世纪60年代开始的初步研究阶段、20世纪70年代形成的加药处理技术为主常规离子交换处理为辅的阶段和碱性离子交换处理技术为主阶段。
1.1初步研究阶段(1958--1976)
1958年上海电机厂生产出了世界上 台l2MW双水内冷发电机,自此开始了内冷水水质处理技术的试验研究。由于当时国外只有定子冷却水处理的经验,因此需要自行研究解决双水水质的处理技术和控制方法。
在上海某调峰机组进行了初的离子交换处理的尝试:离子交换柱采用塑料制成,取部分内冷水进行净化处理,内冷水的电导率和含铜量均有明显降低,取得了良好的效果。在当时环境下,生产部门虽然取得了很好的处理效果,但是在设计制造的落实上却遇到了困难,未能配备上这种装置。
另一种处理方法是降低内冷水中的含氧量。在华北某电厂采用开放式运行系统,将凝汽器凝结水通过凝结水泵直接送人发电机水系统,通过发电机吸收热量后,直接送人除氧器。这样,由于凝结水的含氧量很低,又没有再循环,不可能有大量的氧漏人,便能保证内冷水的低含氧量。经过处理后,内冷水的含氧量和含铜量均很低。但采用此方法,发电机的运行就取于凝结水泵的状况,很不。
限于当时的情况和诸多原因,这两种方法未能得以推广。只能靠加强排污,调节水质pH值和换水来维持内冷水的含铜量。操作和控制均很麻烦,除盐水损失也很大,而且每次停下吹管时,均会从中空导线中冲出大量黑棕色浑浊物。
发电机组的减震系统、散热器和排气管消声器要求
联轴器及避振装置
1.柴油发动机须与单轴承型发电机直接轴接;与双轴承发电机连接时,必须通过高弹联轴器连接;1500kw以上的低压及中压柴油发电机组必须通过高弹联轴器连接。
2.弹簧型避振器须装于底板下,使整个装置坐落在混凝土楼板上而不致将振动传至邻近的设备或建筑物任何部分上。部分厂家的机组发动机与发电机连接形式和减振措施。
散热器
下文是风冷机组和水冷机组技术规格书的相关要求,用户应根据项目的实际情况,选择符合要求的相应机组形式之一。
1.风冷机组
(1)发动机须由配套的散热器进行风冷。
(2)须将散热器分装在专为之设计和经批准的支架上。
(3)散热器须装设通风管道的法兰盘接头,使通风管道能附在散热器上。在散热器和金属百叶窗之间须装设一节带挠性连接器的风管。管道须由镀锌簿钢板制作。所有管道须具有密封的接头。
(4)风扇须有足够的容量并考虑到气流经过管道和百叶窗的附加阻力。
2.水冷机组
(1)发动机须由配套的散热器进行水冷,包括皮带传动风扇、冷却剂泵、恒温器控制的液冷排气管、中间冷却器、耐腐蚀并适用于当地条件的冷却剂弗列加过滤器。
(2)须将散热器分装在专为之设计和经批准的支架上。
(3)散热器须装置通风管道的法兰盘接头使通风管道能附在散热器上。在散热器和金属百叶窗之间须装设一节带挠性连接器的风管。管道须由镀锌薄钢板制作。所有管道须具有密封的接头。
(4)风扇须有足够的容量并考虑到气流经过管道和百叶窗的附加阻力。
(5)冷却系统中须加防腐蚀剂。
(6)冷却系统须配备冷却剂加热器,使冷却剂的温度保持在20℃以上,以保证在需要时能易于启动。冷却系统中也须加入防冻剂。
排气管消声器和烟道
(1)排烟系统由消声器、膨胀波纹管、吊杆、管道、管夹、联接法兰、抗热接头等部件组成。
(2)在排烟系统中的连接须使用带抗热接头尺的联接法兰。
(3)在消声器后须连接碳钢或不锈钢膨胀节,波纹管将烟气垂直向上排至图标之位置。排烟管须由符合国标的黑色钢管、碳管或不锈钢管制作,或符合 规范要求并由专业厂家生产的不锈钢焊接烟管。
(4)排烟管之弯头具有须等于3倍管径的小弯曲半径,以满足柴油发电机组的背压要求为准。
(5)自排气口至排气管末端的整个系统,除不锈钢的膨胀波纹管外,均须涂以抗热油漆。
(6)整个排烟系统须于镀锌金属网上,裹以符合 标准的非燃性绝缘材料的保温层,金属网孔径及保温层厚度亦需满足 标准要求,排烟管加保温层后外表温度应不大于70℃。
(7)全部排烟管道和消声器的表面须裹以厚度不小于0.8mm的铝金属或不锈钢包层
(8)整个系统须由弹簧吊杆悬挂。悬挂吊杆的设计须经批准。
(9)排气出口处所排出的废气烟色 容许度不应高于林格曼黑度一度、烟尘排放浓度不得高于80mg/m3,并须符合当地环保部门的规定。
(10)柴油发电机排放的二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、烃等污染气体需满足GB 20426-2006的要求,达到欧Ⅱ以上排放标准。
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柴油发电机组的PT供油系的基本原理
燃油从油箱流经滤清器被齿轮泵所吸入,从齿轮泵排出的燃油压力约为980kPa左右,然后经过PT泵内部的稳压器、调速器、节流阀(油门)、断流阀(停车阀)后,离开PT泵组合体,大部分经供油管分别进入左排或右排缸的燃油歧管中,每个气缸盖上都钻有燃油通道,使燃油从燃油歧管进入喷油器。
喷油器由凸轮驱动机构所控制,按顺序定时地把燃油喷入气缸丽,喷油器中其余的燃油通过钻在气缸盖上与进油通道相平行的另一条回流通道经燃油回油歧管,返回PT泵的进油一侧。
PT型供油系统调节供油量所依据的基本原理是:液体通过某一通道的流量是与液体的压力、允许通过的诶时间和通道的阻力(通道的断面尺寸)成比例。在通过时间的阻力不变情况下,流量与压力成正比;在压力与阻力不变时,流量与允许通过的时间也成正比;若压力与时间不变,则流量与阻力成反比。这实质上是由流体力学龙岗基本方程式所导出的必然结论。
作为单一喷油器来说,其入口处的量孔断面尺寸是经选定而不变的。那么,油量仅与压力和喷油时间成正比,所以可称为PT供油系。另外,喷油凸轮形状也是不变的。以角度计无论转速然后变化,所经历的角度是不变的,但以时间计则燃油进入时间是变化的,随转速升高而变短,使喷油量减少。在此情况下,如果还要保持供油量不变,则必须由PT燃油泵来提高喷油器的进油压力,以补偿由时间缩短对供油量得影响。所以PT燃油泵的输油压力是同时随发动机负荷和转速而变化的,这就是利用压力、时间来控制循环供油量得基本道理。基于上述原理构成了整个PT型供油系。该系统中,值得重讨论的部分是PT泵、喷油器和冒烟限制器。