灯泡贯流式水轮发电机的通风与冷却系统
第二阶段第一周灯泡贯流式水轮发电机组培训指导书
第二阶段第一周培训指导书一、概述本站安装了五台灯泡贯流式水轮发电机组，其中1#—4#机组由维奥公司制造，发电机由定子、转子、推力轴承、发导轴承、灯泡头、球面支撑等组成。
0#机主要结构部件有：定子、转子、机架、灯泡头、进人筒、流道盖板、通风冷却系统、油水气管路系统及辅助的接线系统等。
发电机与水轮机共用一根大轴，并装设在同一个灯泡形的壳体内，由两个导轴承支承。
发电机端由推力径向组合轴承、水轮机端由水导轴承支撑，发电机转子与水轮机转轮均匀布置在两导轴承外侧，为悬挂式。
发电机大轴与机组外壳及其他部分是绝缘的，运行中人为投入一点接地，在大轴出现除人为接地之外的接地时，轴电流保护动作停机，从而防止轴电流烧坏轴油膜，导致轴瓦损坏。
定子、转子采用全密封的循环冷却的密闭冷却系统进行冷却，并装有停机加热器，保持发电机内部常年干燥，绝缘性能好。
三、发电机基本结构1、定子1.1 1#-4#机组水轮发电机定子是静止的部件。
由机座、铁心、绕组、汇流铜排及基础螺杆等组成。
机座主要用于固定铁芯，呈圆形，它的下游端与管型壳连接。
定子铁芯是磁路的主要组成部分，由扇形冲片、通风槽片、定位筋、齿压板和拉紧螺杆等零部件装压而成，并用以固定定子绕组。
定子绕组采用采用双层波绕组分数槽接线，其节距为1-6-10布置。
分数槽绕组的优点是它能够显著地削弱电势中的齿谐波电势，并减少由于谐波磁场所产生的高次谐波电势。
波绕组的优点是可以减少线圈组之间的连接线。
采用F级真空高压浸渍绝缘，这种绝缘强度高，耐热性、抗潮、耐磨等性能好而且不变形。
为了监测定子铁心与定子绕组的温度，在定子内部埋有12支电阻型温度计，其中定子绕组9支，定子铁芯3支。
当PT100测温电阻损坏时，可能会出现机组铁芯温度信号断线、铁芯温度低限告警或线圈温度过高限报警等等。
1.2 0#机组定子外形尺寸ф5480×2700mm,重量约70t。
定子主要由机座、铁芯和绕组组成，其一端法兰与水轮机管形壳通过64-M48螺栓把合固定。
灯泡贯流式水轮机基本结构及基本工作原理1
灯泡贯流式水轮机基本结构及基本工作原理1 灯泡贯流式水轮机基本结构及基本工作原理第一节概述一、水轮机定义水轮机是一种将水能转换为旋转机械能的动力机械。
是一种水力原动。
水轮机与发电机组成水电站的水轮发电机组，又称水电站主机组。
二、水流的能量,E=Z+ ，式中,E——单位机械能，简称总比能,m,,Z——单位位能，简称比位能,m,,——单位压能，简称比压能,m,,——单位动能，简称比动能,m,,α——流速分布不均匀系数。
三、贯流式水轮发电机组的基本特征,1、水辙基本上沿轴线作贯穿机身的流动?全贯流,发电机转子装在转轮外缘上，其突出优点,水流畅通，水力损失小,转动贯量大,因发电机转子直径大,。
缺点是转子密封结构复杂。
?半贯流,发电机布置在竖井里,不是泡在水里,，水轮机轴穿到水里与发电机相连，运行时水流绕过竖井，从两侧流向转轮。
?轴伸式,前伸、后伸?灯泡式,导水机构斜向布置，导叶呈圆锥形分布，发电机安装在灯泡形的引水壳体内，直接由水冷却，并以空心的固定支柱,即固定导叶,作为进出机组的内部通道。
灯泡体外尺寸越小，由水流性能越好。
贯流式与轴流式水轮机相比具有以下特点,1、过流部件简单。
由于其过流部件简单，因而其水力损失较小，过流能力较大，它消除了立式机组蜗壳及肘管所形成的弯曲流道，从而减小了由此产生的附加水力损失。
2、结构紧凑。
由于无蜗壳、座环及顶盖等大件，使机组间距缩小，厂房建筑面积相应减少,且因其是卧轴布置，厂房起吊高度比立式机组低得多。
3、能在极低水头下运行。
4、机组尺寸相对庞大，特别是全贯流及灯泡贯流式水轮机，其结构较复杂，发电机在水下的密封和防潮问题，均有特殊的要求。
四、水轮机牌号及其标称直径第一部分第二部分第三部分， , 3 4 5转轮标称直径D,cm, 1水室特征,用汉语拼音字母表示轴布置型式,用汉语拼音字母表示水轮机形式,用汉语拼音字母表示转轮型号,比转速代号,,用阿拉伯数字表示例如,红花水电站水轮机型号,GZ,840,WP,590表示,水轮机转轮型号为840，水轮机形式为贯流式，大轴布置形式为卧轴布置。
灯泡贯流式水轮机
第一章灯泡贯流式水轮机的结构灯泡贯流式水轮机是贯流式水轮机的主要类型之一。
1919年初，美国工程师哈尔扎(Harza)首先提出其设计理念。
经过瑞士爱舍维斯公司(Escher Wyss)公司近20年的研究，于1936年研制成功，并开始生产。
该水轮机应用水头一般在25m以下，主要应用于潮汐电站，近年来逐渐应用到江河上的低水头电站。
贯流式水电站是开发低水头水力资源较好的方式。
它与中、高水头水电站和低水头立轴的轴流式水电站相比，具有如下显著的特点。
1．效率高、结构简单、施工方便贯流式水轮发电机组从进水到出水方向基本上轴向贯通，不拐弯，流道尺寸大而短，过流通道的水力损失少，效率高，结构简单，施工方便。
2．尺寸小贯流式水轮机有较大的比转速，所以在水头和功率相同的条件下，贯流式水轮机的直径要比转桨式水轮机的小10％左右。
3．土建投资少贯流式水电站的机组结构紧凑，与同一容量的轴流转桨式机组相比，其尺寸较小，可布置在坝体内，取消了复杂的引水系统，可以减少厂房的建筑面积，减少电站的开挖量和混凝土用量。
根据有关资料分析，土建费用可以节省20％～30％。
4．运行方式多贯流式水轮机适合作可逆式水轮机运行。
由于进出水流道没有急转弯，使水轮机发电和抽水均能获得较好的水力性能。
它可应用于潮汐电站，具有双向发电、双向抽水和双向泄排水等6种功能。
因此，很适合综合开发利用低水头水力资源。
5．见效快贯流式水电站一般比轴流式水电站建设周期短、投资小、收效快、淹没移民少；电站靠近城镇，有利于发挥地方兴建电站的积极性。
第一节贯流式水轮机的分类及简介贯流式水轮机组按总体布置方式的不同可分为以下几种：(1)全贯流式。
(2)灯泡贯流式。
(3)竖井贯流式。
(4)轴伸贯流式。
第1页(5)虹吸贯流式。
按运行工况不同可分为以下3种：(1)单向贯流式。
(2)双向贯流式。
(3)可逆贯流式。
一般习惯按总体布置方式的不同来分类，而很少按运行工况分类，所以本节按总体布置方式的不同分类，介绍贯流式机组的类型。
灯泡贯流式机组油系统的重要性
灯泡贯流式机组油系统的重要性摘要：灯泡贯流式机组的油系统既是相对独立又是相互支持和相互协调工作的系统。
以实例通过对灯泡贯流式机组油系统的介绍与分析，使人们知道油系统对贯流式机组的重要性。
关键词：水电站，灯泡贯流式机组，油系统，控制，重要性一、工程概况天保水电站位于云南省文山州麻栗坡县境内，是一个以发电为主的水利水电枢纽工程，为河床式电站，水库正常蓄水位（海拔高程）127m。
电站机组型式为灯泡贯流式水轮发电机组，总装机容量为2×5MW。
二、灯泡贯流机组油系统简述1.灯泡贯流机组油系统构成灯泡贯流式机组与混流式机组相比，油系统相对要复杂，尤其是双调节贯流式机组的调速器操作油系统，控制方式有一定的特殊性。
灯泡贯流式机组的油系统主要由润滑油系统、调速器操作油系统、高压油顶起系统组成，该系统既是相对独立又是相互支持和相互协调工作的系统。
天保水电站油系统见图1.2.轴承供油系统的作用：1）轴承供油系统的作用是润滑，因为机组在运转时会产生摩擦，这不但降低工作效率，也降低使用寿命。
为了减少摩擦，提高工作效率，增长使用寿命，必须对轴承供油进行润滑；2）另外一个作用是冷却，机组在运转时会产生大量的热量，而轴瓦承受的温度是有限的，如果不对温度进行控制，会出现烧瓦，为了避免此现象发生，润滑系统会将产生的热通过对流的形式传出，从而保证机组在一个适宜的温度下工作。
三、润滑油系统的结构与特点1.润滑油系统的结构润滑油系统主要由各油箱、低压润滑油泵、高压顶起油泵、冷却器、过滤器及各自动化元件等构成。
在机组开停机过程中，n＜90%ne时，防止轴承在低速运转下油膜破坏导致烧瓦，必须将机组顶起。
为了增加顶起的安全性，高压顶起油泵采用一交一直两台高压齿轮泵，互为备用；高压顶起压力的整定在安装调试时根据机组的实际重量，通过现场测试来整定。
润滑油系统冷却采用水冷，在稀油泵站配置了一台冷却器，另设有旁通检修管路。
2.润滑油系统的特点天保水电站机组的润滑油系统为外循环，有以下几个特点：其一，漏油箱与轴承低位油箱泵站是处于分开独立设置；其二，系统结构紧凑。
灯泡贯水轮发电机水轮发电机结构设计 结构简介及有限元分析
灯泡贯水轮发电机水轮发电机结构设计结构简介及有限元分析2012年2月灯泡贯水轮发电机结构介绍发电机总体结构采用国际上大中型贯流机组常用的两支点悬吊型结构，发电机与水轮机共用一根轴。
发电机通风冷却系统采用国际上大中型贯流机组流行的径、轴向混合强迫通风、一次循环冷却方式。
一、总体布置灯泡式水轮发电机由定子、转子、组合轴承、灯泡体和球面支撑等主要部件组成。
定子下游侧固定在水轮机管形座上，上游侧与泡体把合，联接法兰面上设有两道橡胶密封圈。
发电机与水轮机共用一根轴，转子上游侧把合集电环支架，下游侧与主轴把合，使转子呈悬臂式结构。
发电机组合轴承位于转子下游侧，集正、反向推力轴承、导轴承为一体，结构紧凑。
组合轴承承受机组转动部件的径向载荷及水轮机正、反向水推力。
灯泡体由泡头、锥体和进人竖井组成，相互间均为法兰联接，联接法兰面上设有两道橡胶密封圈。
球面支撑位于灯泡体下部，承受灯泡体向下的重力和流道充水后向上的浮力。
在灯泡体两侧各有一个水平支撑，承受因水流引起的振动力矩。
两种支撑结构基本相同，均为浮动支撑方式，以适应机组运行期间因水流和发热引起的变形，保证定子、转子间隙不会产生变化。
发电机定子、转子及轴承的重力、轴向水推力、偏心磁拉力和短路扭矩全部由水轮机管形座承担。
发电机密封面可靠密封，除采用橡胶密封圈外，重要面还辅以厌氧密封胶。
发电机采用常压密闭循环强迫通风冷却系统。
发电机采用机械制动方式。
二、定子1）定子机座定子机座分两瓣（若运输条件许可，定子机座采用整圆结构，这样对防水止漏更有好处），采用大齿压板结构以保证铁芯质量，在顶环和底环上分别开有两道矩形密封沟槽，以便用橡胶密封条和密封胶来保证机座与锥体及管形座的良好密封。
机座各层环板之间通过立筋相联。
环板上开有通风口，以形成轴向通风道。
2）定子铁芯定子铁芯采用国产50W270优质冷轧无取向高导磁硅钢片冲制、厚度0.5mm，冲片两面均匀涂有热烘F级绝缘漆，以使涡流损耗降到最小。
灯泡贯流机组结构特点及油水风系统
石虎塘油系统图
三、油系统
★油系统运行中的巡视检查
（1）检查油泵电源正常，各自动化测量元件信号正确，控制元件动作正常。 （2）检查油泵自动工作情况，启动是否过于频繁，异常时记录启动间隔时 间是否超常，如果是频繁启动，应加强检查管路及调速器管路系统是否漏 油、泄油。 （3）检查压力油槽中油气比例是否合理，否则补高压气进行调整。 （4）集油槽油位、机组轴承油位是否在正常范围内。 （5）检查调速器操作用油以及机组轴承润滑用油管路有无漏油、渗油，各 阀门位置正确。 （6）电动机及其电气回路检查，用鼻子闻、耳朵听、眼睛看，电动机和油 泵运转声音正常，无异味。 （7）定期由检修专责油务人员，对运行中的油取样化验检查。
★结构上的特点：
▲贯流式机组的机组保护系统 主要包括重锤关机装置、机械过速限制器以及分段关闭装置。 重锤关机控制装置能在机组过速保护动作时，可靠的切断调速 器通往接力器的控制油，并使接力器关机腔吸入液压油，利用 重锤的自重关闭导叶，实现机组的快速停机。 分段关闭装置，在导叶关闭到某一点后，通过节流阀降低导叶 系统
二、油水风系统概述
技术供水：水轮发电机组各轴承的油冷却器、水轮 机导轴承的水润滑、发电机空气冷却器、水冷式空 压机、水冷式变压器、油压装置的水冷却等 。贯流 式水轮机设主轴密封水。供水方式分单元供水和集 中供水。 消防供水：取决于电站水头和水源。有自流供水 （水头高于30m）、水泵供水（水头低于30m）和混 合供水（水头为30m左右且水头变化较大的电站，水 头高时自流，水头低时由水泵供水） 检修排水 规程规定，单机容量3000kW及以上的电
三、油系统
导叶桨叶操作油
油系统
调速器油系统
电厂油系统
机组油系统
轮毂恒压油
灯泡贯流式水轮发电机组基本构造
灯泡贯流式水轮发电机组基本构造（一）发电机一、构成：1、组合轴承2、定子3、机架4、转子5、冷却套6、灯泡头7、进人孔二、结构形式：两支点双悬臂结构，两个径向轴承（发导、水导）三、支撑方式：1、主支撑——管形座2、垂直支撑：无水时，承受重力;有水时，承受浮力3、两个水平支撑：防震、平衡四、冷却方式：1、密闭强迫循环通风（冷却套应进行0.5MPa水压试验60min，不得渗漏）2、定子机座壁散热五、组合轴承：1、径向轴承2、正向轴承3、反向轴承（轴承组装于轴承支架和轴承壳内）六、定子：1、线圈2、铁芯3、机座（F级绝缘，接头采用银铜焊，定子绕组每相电阻0.01674Ω）外形尺寸Φ5280*2300mm，重量为54150Kg，铁芯外径Φ5100mm，内径Φ4660mm，长度940mm七、转子：1、磁极2、阻尼线阻3、转子支架（阻尼条与阻尼环采用银焊连接，转子绕阻电阻：0.2403Ω），外形尺寸Φ4647*1180，重量46580Kg，转子绕组温度不超过130℃八、机架：作为通风系统、制动系统、挡风板的支座九、发电机舱：由冷却套、灯泡头、进入孔组成（冷却套与进入孔为双层溥壁结构）十、冷却系统：1、六只空冷器2、三台风机（11KW）3、两台空冷水泵（30KW）当一个空气冷却器故障时，仍能满足发额定出力的要求，工作压力：0.2MPa十一、螺栓与螺母锁定方法：1、加锁定片2、弹簧垫圈3、冲眼凿毛4、点焊5、涂锁定胶十二、组合轴承组装：1、镜板组装镜板为分半结构，轴向由主轴上配合档止口定位，合缝处由销钉定位螺栓把合抱紧在主轴上，合缝面间隙不大于0.03mm，镜板与主轴垂直度误差不大于0.02mm，镜板表面不得有硬点、划伤、气孔、夹砂、锈蚀2、反向推力瓦的安装反推力瓦与橡皮垫的厚度各组之间误差在0.05mm以下（1）轴承支架：支架内圆安装径向轴承，上游侧端面上安装轴承盖，下游侧端面上安装正、反向推力轴承，轴承在垂直方向的双幅振动不超过0.12mm （2）径向轴承：由轴承壳与轴承瓦组成，通过反推力座与轴承支架内圆相接，检修时拆除正、反推力瓦后可用工具将轴承瓦从轴承壳中拨出。
第一章 灯泡贯流式水轮机的结构
第一章灯泡贯流式水轮机的结构灯泡贯流式水轮机是贯流式水轮机的主要类型之一。
1919年初，美国工程师哈尔扎(Harza)首先提出其设计理念。
经过瑞士爱舍维斯公司(Escher Wyss)公司近20年的研究，于1936年研制成功，并开始生产。
该水轮机应用水头一般在25m以下，主要应用于潮汐电站，近年来逐渐应用到江河上的低水头电站。
贯流式水电站是开发低水头水力资源较好的方式。
它与中、高水头水电站和低水头立轴的轴流式水电站相比，具有如下显著的特点。
1．效率高、结构简单、施工方便贯流式水轮发电机组从进水到出水方向基本上轴向贯通，不拐弯，流道尺寸大而短，过流通道的水力损失少，效率高，结构简单，施工方便。
2．尺寸小贯流式水轮机有较大的比转速，所以在水头和功率相同的条件下，贯流式水轮机的直径要比转桨式水轮机的小10％左右。
3．土建投资少贯流式水电站的机组结构紧凑，与同一容量的轴流转桨式机组相比，其尺寸较小，可布置在坝体内，取消了复杂的引水系统，可以减少厂房的建筑面积，减少电站的开挖量和混凝土用量。
根据有关资料分析，土建费用可以节省20％～30％。
4．运行方式多贯流式水轮机适合作可逆式水轮机运行。
由于进出水流道没有急转弯，使水轮机发电和抽水均能获得较好的水力性能。
它可应用于潮汐电站，具有双向发电、双向抽水和双向泄排水等6种功能。
因此，很适合综合开发利用低水头水力资源。
5．见效快贯流式水电站一般比轴流式水电站建设周期短、投资小、收效快、淹没移民少；电站靠近城镇，有利于发挥地方兴建电站的积极性。
第一节贯流式水轮机的分类及简介贯流式水轮机组按总体布置方式的不同可分为以下几种：(1)全贯流式。
(2)灯泡贯流式。
(3)竖井贯流式。
(4)轴伸贯流式。
第1页(5)虹吸贯流式。
按运行工况不同可分为以下3种：(1)单向贯流式。
(2)双向贯流式。
(3)可逆贯流式。
一般习惯按总体布置方式的不同来分类，而很少按运行工况分类，所以本节按总体布置方式的不同分类，介绍贯流式机组的类型。
灯泡贯流式水轮发电机通风系统流场的数值模拟
水轮 发电机 的通风 冷却情况 直接影 响到 电机 的
正 常运 行 ， 大 型 电机设 计 与制 造 中所 要考 虑 的重 是 要 问题之一 ． 泡贯流式 发 电机 布置 于水下 ， 灯 为使 水 轮 机转 轮得 到 良好 的水 力特 性 ， 要求 发 电机定 子铁 心 外 径小 ， 常规 立 式 发 电机 直 径 的 ６ ％～ ７ ％． 为 ０ ０ 因此 ， 造成 发电机铁 心长 度增加 ， 再加上 发 电机转 子 直径 小 ， 导致 所产 生 的风 压 不能 满足 发 电机 通 风冷 却 的要 求 ， 需要 采用强 迫循 环通 风方式 ［． 故 １ 对水轮 ］
ｔｍ ｉａ ｉ ｎ． ｉ ｚ ｔｏ
Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ：ｆｏｗ— ｌ ｙ ｏ ｅ ｒ ｔ ｒ；ｎｕ ｒｃ ｌｓｍｕｌｔｏ ｌ ｂｕ ｂ ｈ ｄｒ ｇ ｎｅ ａ ｏ ｍｅ ｉａ ｉ ａ ｉ ｎ；ｖｅ ｉ ｔｏ ｙｓ ｅ ；ｆｏ ｆｅｄ ｎｔｌ ｉ ｎ ｓ ｔ ｍ ａ ｌ ｗ ｉｌ
胡 玄 ，王凤 岐 ，郭 伟 ， 红静 许
（ 津大学 机械工程学院 ， 津 ３０７） 天 天 ０ ０ ２
摘 要 ：以计 算 流 体 力 学 （ Ｆ 软 件 Ｆ ＵＥ Ｃ Ｄ） Ｌ ＮＴ 为 工 具 ， 对灯 泡 贯 流 式 水 轮 发 电 机 通 风 系 统 的 流 场 进 行 数 值 模 拟 ． 建 立 了灯 泡 贯 流 式 水 轮 发 电 机 通 风 系 统 的 三 维 几 何 通 风 模 型 ， 标 准 —ｅ 流 模 型 作 为 气 流 的 物 理 模 型 ， 对 计 用 湍 并 算 出的 电 机 空气 风 量 分 配 情 况 与 实 测 数据 进 行 比 较 ， 证 了数 值 模 拟 的 可靠 性 ． 研 究 表 明 ， 合 理 的 简 化 条 件 下 ， 验 在 采 用 Ｃ Ｄ 能 准 确 地 模 拟 灯 泡 贯 流 式 水 轮 发 电 机 的 通 风 系统 流 场 ， 进 行 灯 泡 贯 流 式 水 轮 发 电 机 通 风 系 统 设 计 和 Ｆ 为 优 化提 供 有 效 的 依据 ．
灯泡贯流式水轮机的结构特点
灯泡贯流式水轮机的结构特点摘要：灯泡贯流式水轮机是开发低水头水力资源的一种机组，文章综合介绍了灯泡贯流式水轮机的结构设计特点。
关键词：灯泡贯流式水轮机；结构特点这种机型适用水头范围广，流道呈直线状，转轮形状与轴流式相似。
机组转动部分采用两支点双悬臂结构，机组旋转方向为从发电机端向下游方向看顺时针。
由于水流在流道内基本上沿轴向运动不拐弯，因此较大的提高了机组的过水能力和水力效率。
1灯泡贯流式水轮机的主要部件结构特点1.1尾水管尾水管一般采用钢板里衬，里衬应能安全承受各种尾水位的内外水压力、运行中的压力脉动以及混凝土浇筑中出现的内外压力，所以要求里衬有足够的强度和刚度。
因为尾水管里衬都是运到现场后再拼焊成整体，所以里衬的分节数在满足装卸及运输条件下应尽可能少，这样可以减少现场的组装工作量和尾水管的变形。
尾水管上设有单独引出的进口断面压力测头4个及出口断面压力测头4个(沿圆周方向均布，采用不锈钢制作，分别测量尾水管进口真空和出口压力)。
尾水管底部应开一定数量的带堵板的混凝土浇注孔和灌浆孔。
1.2转轮室转轮室是连接尾水管和管型座的部件，其分瓣结合面采用法兰连接，并应有可靠的止漏措施。
转轮室内表面应加工成球面，内壁与桨叶外缘的间隙要均匀，单边间隙值≤0.0008 D。
转轮室与基础环之间应设伸缩节，其可调间隙为15~25 mm。
1.3管型座管型座既是流道又是机组的主支撑，必须具备足够的强度和刚度。
它的受力情况主要考虑四个工作状态下的：在停机充水工况；满负荷正常运行工况；紧急停机；飞逸工况。
管型座由内壳体、外壳体、上竖井和下竖井等组成。
上下竖井应设有爬梯和平台，并须考虑管道、电缆的通过。
内壳体与上、下竖井采用焊接联接并进行无损检查。
内壳体的上游面与定子机座连接，下游面与内导环连接，其采用分瓣结构。
外壳体上游面与发电机进人孔的框架、墩子盖板连接，下游面与外导环连接。
外壳体采用钢板焊接结构，在工厂内预装并在现场组装，其与混凝土接触面应设有锚具及拉杆。
灯泡贯流式水轮发电机的通风冷却
４ 冷却方 式
水 轮 发 电机 通 常 采 用 空 气 介 质 密 闭循 环 进 行 冷
偏高或超 出规范要求 ，不利于机组 的长期安全稳定运
行
却 ，根据灯泡体 内的气压状况 ，灯泡贯流式发 电机的 冷却 方式 可分 为 常压 密 闭循 环 空气 冷 却 和增 压 密 闭循 环空气冷却。 在二十世纪 ９ Ｏ年代 以前 ， 法国 Ａ Ｓ ０ Ｌ Ｔ Ｍ 公 司 在灯 泡贯 流式 水 轮发 电机 上 常采 用 增 压 密闭 循 环 冷却方式 ，但这 种方式气密封严格 、技术难度大 ，运 行维 护不方便 ，现在 已基本不采用 了。现阶段 ，国内 外 的灯泡贯流式发 电机均采用常压密闭循 环空气冷却 方式 ，又可分为一次冷却 、二次冷却、翅 片冷却 和管 道 冷 却方 式 等 。 在灯泡贯流式发电机中尤其是小型机组常采用定 子铁心贴壁结构辅助散热 ，即利用发 电机运行时定子 铁心紧贴 定子机座 内壁以热传导的方式直接将发 电机 的部分损耗 由定子机座通过机座外壁 的河水带走 ，以 减 轻通 风冷 却 系统 的负担 ，保证 发 电机 运 行 时温 度 正 常 ，并使发 电机灯泡体 内布置稍显宽松 、简洁 ，这对 于灯 泡 贯 流式 发 电机 内部 狭 小 的空 间 是 十分 可 贵 的 。 但 是 ，由 于发 电机 的发热 膨 胀 、制 造 、安装 等诸 多 因
得 多 （ 的发 电机达 ６ 有 ～７） 、定转 子 气 隙较小 （ 的发 有
电机小到 ５ ｍ） ａ ｒ ，发电机的通风 回路 复杂、狭窄 、截 面 多变 ， 因而 发 电机通 风 系 统 的风 阻压 降 比常 规 发 电 机大得多 ；另外 由于机组转速低 、直径小 ，依靠 发电 机 的 自身旋转或加装风扇产生的风压较常规 发电机低 得 多 ，不 能 满足 通 风 系统 空 气循 环 的需 要 。因此 灯 泡 贯 流 式 发 电机 必 须 采取外 加 风机 的 强迫 通 风形 式 。
灯泡贯流式机组一、二次冷却水混合利用探索
２０２０年第３期２０２０Ｎｕｍｂｅｒ３水电与新能源ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲＡＮＤＮＥＷＥＮＥＲＧＹ第３４卷Ｖｏｌ.３４ＤＯＩ:１０.１３６２２/ｊ.ｃｎｋｉ.ｃｎ４２－１８００/ｔｖ.１６７１－３３５４.２０２０.０３.００６收稿日期:２０１９－０９－１９作者简介:张㊀鑫ꎬ男ꎬ工程师ꎬ主要从事水电站机械设备维护管理工作ꎮ灯泡贯流式机组一㊁二次冷却水混合利用探索张㊀鑫(四川嘉陵江桐子壕航电开发有限公司ꎬ四川武胜㊀６３８４００)摘要:以桐子壕航电枢纽灯泡贯流式水轮发电机组冷却水系统改造为例ꎬ分析探索将传统的一㊁二次冷却水进行混合利用的可行性及效果ꎮ改造效果表明ꎬ这种新型混合冷却方式不仅能显著降低发电机运行温度ꎬ延长主设备使用寿命ꎬ还能有效保护换热设备ꎬ防止水生物大量繁殖堵塞管道ꎬ成功解决了大型灯泡贯流式水轮发电机组普遍存在的冷却效果差的问题ꎮ关键词:灯泡贯流式机组ꎻ混合利用ꎻ冷却水ꎻ温度ꎻ桐子壕航电枢纽中图分类号:ＴＭ３１２㊀㊀㊀文献标志码:Ｂ㊀㊀㊀文章编号:１６７１－３３５４(２０２０)０３－００２３－０３ＭｉｘｅｄＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＰｒｉｍａｒｙａｎｄＳｅｃｏｎｄａｒｙＣｏｏｌｉｎｇＷａｔｅｒｉｎＢｕｌｂＴｕｂｕｌａｒＵｎｉｔｓＺＨＡＮＧＸｉｎ(ＳｉｃｈｕａｎＪｉａｌｉｎｇＲｉｖｅｒＴｏｎｇｚｉｈａｏＮａｖｉｇａｔｉｏｎ￣ｐｏｗｅｒＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＷｕｓｈｅｎｇ６３８４００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｔｈｅｒｅｎｏｖａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒｓｙｓｔｅｍｉｎｂｕｌｂｔｕｂｕｌａｒｈｙｄｒｏ￣ｔｕｒｂｉｎｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｕｎｉｔｓｉｎＴｏｎｇｚｉｈａｏＮａｖｉ￣ｇａｔｉｏｎ￣ｐｏｗｅｒＪｕｎｃｔｉｏｎꎬａｎｏｖｅｌｍｉｘｅｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｏｆｔｈｅｐｒｉｍａｒｙａｎｄｓｅｃｏｎｄａｒｙｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒｉｓｅｘｐｌｏｒｅｄ.Ｐｒａｃｔｉ￣ｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｉｓｎｅｗｍｉｘｅｄｃｏｏｌｉｎｇｍｏｄｅｃａｎｎｏｔｏｎｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｓａｎｄｅｘｔｅｎｄｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔꎬｂｕｔａｌｓｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｐｒｏｔｅｃｔｔｈｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｅｑｕｉｐ￣ｍｅｎｔａｎｄｐｒｅｖｅｎｔｔｈｅｍａｓｓｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｏｆａｑｕａｔｉｃｏｒｇａｎｉｓｍｓｆｒｏｍｂｌｏｃｋｉｎｇｔｈｅｐｉｐｅｌｉｎｅｓ.Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｐｏｏｒｃｏｏｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｔｈａｔｉｓｃｏｍｍｏｎｆｏｕｎｄｉｎｌａｒｇｅ￣ｓｃａｌｅｂｕｌｂｔｕｂｕｌａｒｈｙｄｒｏ￣ｔｕｒｂｉｎｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｕｎｉｔｓｉｓｓｏｌｖｅｄｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｂｕｌｂｔｕｂｕｌａｒｕｎｉｔꎻｍｉｘｅｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎꎻｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒꎻｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎻＴｏｎｇｚｉｈａｏＮａｖｉｇａｔｉｏｎ￣ｐｏｗｅｒＪｕｎｃｔｉｏｎ㊀㊀灯泡贯流式水轮发电机组具有效率高㊁体积小㊁造价低㊁建设开挖量少等众多优点ꎬ是开发低水头水力资源的一种良好机型ꎬ被广泛用于低水头电站ꎮ随着制造技术的不断提高与完善ꎬ灯泡贯流式水轮发电机组单机容量不断增大ꎬ目前世界上单机容量最大的灯泡贯流式机组已经达到７５ＭＷꎮ发电机的绝缘受温度影响很大ꎬ随着机组容量的不断增大ꎬ发电机的冷却成为一个难以忽视的技术难题ꎮ由于灯泡贯流式水轮发电机为卧式布置ꎬ且完全淹没在流道中ꎬ出于水力设计方面的考虑ꎬ其发电机尺寸不能设计得过大ꎬ且结构紧凑ꎬ这给发电机的冷却带来了不小的困难ꎮ１㊀大型灯泡贯流式机组常见冷却方式[１－２]灯泡贯流式水轮发电机组传统的冷却水方式主要有以下两种:一种是二次冷却水模式ꎬ即密闭循环水冷却模式(见图１)ꎮ冷却发电机后产生的热空气经空气冷却器传递给循环冷却水ꎬ循环冷却水再通过 水－水 冷却器(灯泡贯流式机组锥体冷却套或外置式水冷却器)把热量传递至与之外表面接触的河水带走ꎮ该冷却方式因循环水水质良好ꎬ在管道内部不会产生堵塞现象ꎮ但由于 水－水 冷却器外表面经常被水生物及其他杂物覆盖ꎬ且容易结垢ꎬ散热效果不佳ꎬ特别是环境温度较高时对于大容量机组冷却效果不够理想ꎮ另一种是一次冷却水模式ꎬ即非循环冷却模式(见图２)ꎮ在一次冷却水模式下ꎬ冷却发电机后产生的热空气由空气冷却器中的冷却水吸收ꎬ而该冷却水直接引用河水ꎬ将热量带走后直接排入河道ꎬ一次性使用ꎮ该冷却方式因河水温度较低ꎬ冷却效果好ꎬ但若水３２水电与新能源２０２０年第３期图１㊀二次冷却水原理图质差则易对设备产生损害ꎮ同时ꎬ直接引用河水会导致管道内引入大量蚌类水生物ꎬ此类水生物极易吸附在管壁上大量繁殖ꎬ使较小管径的空气冷却器管路产生堵塞ꎬ最终严重影响冷却效果ꎮ图２㊀一次冷却水原理图２㊀桐子壕灯泡贯流式机组冷却水系统改造情况２.１㊀工程概况四川嘉陵江桐子壕航电枢纽位于四川省武胜县境内的嘉陵江干流上ꎬ距武胜县城１２ｋｍꎬ多年平均气温１７.５ħꎬ系径流式低水头电站ꎬ电站装有３台单机容量３６ＭＷ的灯泡贯流式机组(东方电机有限公司生产)ꎮ电站基本参数如下:上游正常蓄水位２２４.００ｍꎬ死水位２２３.００ｍꎬ正常尾水位２１１.１０ｍꎬ额定水头１０ｍꎬ最大水头１４.８ｍꎬ最小水头４.２ｍꎬ加权平均水头１１.３ｍꎬ多年平均含沙量２.４１ｋｇ/ｍ３ꎬ过机平均含沙量１.０６ｋｇ/ｍ３ꎮ２.２㊀冷却系统概况桐子壕电站发电机采用密闭强迫自循环混合式通风系统ꎬ冷却水系统原设计为二次冷却水模式(密闭水循环方式)ꎬ经空气冷却器热交换后的热水进入锥形冷却套ꎬ利用河水将冷却套内的水冷却ꎬ再通过水泵加压后注入空气冷却器以构成水冷却循环系统ꎮ冷却水系统主要参数如下:设计水温３０ħꎻ二次循环水容量４ｍ３ꎻ二次循环水流量２３０ｍ３/ｈꎮ桐子壕电站３台发电机组自２００３年投产以来ꎬ定子线圈温度一直处于１１０~１３０ħ运行ꎮ投产初期ꎬ为解决定子线圈温度过高的问题ꎬ曾尝试将原设计的６台１１ｋＷ轴流风机全部更换为２２ｋＷ的轴流风机ꎬ但未能解决问题ꎮ机组定子线圈温度过高大大加快了机组的绝缘老化ꎬ减少机组的使用寿命ꎬ威胁到机组的运行安全ꎮ２.３㊀冷却系统改造过程通过对两种传统冷却方式的利弊分析ꎬ最终确定在桐子壕电站２０１０~２０１１年年度检修期间ꎬ对机组冷却方式进行改造ꎬ将传统的各有弊端的两种冷却方式进行优化组合ꎬ取长补短ꎬ合理切换ꎬ既可以有效控制发电机组定子线圈温度在合理范围内ꎬ同时最大限度保证了机组冷却系统的安全性㊁稳定性和可靠性(见图３)ꎮ图３㊀一㊁二次冷却水混合利用原理图经过改造ꎬ两种方式的冷却系统共存ꎮ二次循环冷却水经冷却水泵加压注入空气冷却器ꎬ经空气冷却器热交换后的热水进入锥体冷却套ꎬ利用河水将锥体冷却套内的水冷却ꎬ再进入冷却水泵加压构成水冷却循环系统ꎻ一次冷却水从上游流道直接取水ꎬ经冷却水泵加压㊁滤水器过滤后注入空气冷却器ꎬ经空气冷却器热交换后的热水直接排至流道ꎮ二者独立运行ꎬ可通过阀门进行合理切换ꎮ整个冷却水系统中设置有滤水器㊁水处理器㊁电磁流量计和压差开关等设备ꎬ可分别用于滤除冷却水中较大的杂质ꎬ防止管路及设备内壁４２张㊀鑫:灯泡贯流式机组一㊁二次冷却水混合利用探索２０２０年３月结垢ꎬ监测冷却水流量以及管路堵塞情况ꎮ２.４㊀改造效果说明桐子壕电站机组冷却水系统改造后ꎬ在使用一次冷却水时ꎬ空冷器进㊁出风温度均有较大幅度下降ꎬ进㊁出水温差也明显增大ꎬ显示热交换效率更高(见表１)ꎮ表１㊀不同冷却方式下空冷器相关温度对比表ħ㊀冷却方式空冷器平均进风温度空冷器平均出风温度冷㊁热风平均温差空冷器平均进水温度空冷器平均出水温度进㊁出水平均温差二次水６２.８６４８.５５１４.３１４２.１６４３.９８１.８３一次水５０.３７３４.７６１５.６１２７.２０３０.５５３.４１㊀㊀经统计ꎬ机组改造后定子线圈温度较改造前约降低１５~２０ħꎮ图４为改造前后机组满负荷运行时定子线圈最高温度对比(环境温度相近)ꎮ可见ꎬ此次技改显著降低了机组定子线圈温度ꎮ图４㊀技改前㊁后定子最高温度对比图桐子壕电站机组冷却水系统改造后已经安全稳定运行８年时间ꎮ期间ꎬ即使在环境温度超过４０ħ的超高温季节ꎬ发电机依然可以维持在较低温度运行ꎻ经多年运行ꎬ也未出现空冷器堵塞㊁管路明显磨损等现象ꎮ实践证明ꎬ此次改造是成功的ꎮ３一㊁二次冷却水混合利用的优势及前提由于我国南方地区大部分河流中均生存有一种名叫淡水壳菜的蚌类水生物ꎬ此类水生物由于其繁殖速度惊人ꎬ并且吸附在物体表面的牢固程度很高ꎬ常常使机组安全运行受到威胁ꎬ尤其是在管路系统中ꎬ该类水生物的大量繁殖会使冷却系统供水困难ꎬ有时迫使机组停机ꎬ进行管路的清理工作ꎮ根据一些科研单位和电站的研究和实践ꎬ已初步摸清有关此类水生物的生长规律ꎬ此类水生物依靠自身分泌的足丝牢牢地附生在物体上ꎬ形成层层堆叠的群体ꎬ它最适宜的生活条件是水流速度不大(如阀门背水侧㊁管路拐弯处等)和水温在１６~２５ħ的地方ꎬ当水温超过３２ħ时ꎬ便不易生存[３]ꎮ由于二次冷却水为循环利用ꎬ水温将明显高于该类水生物的生存环境温度ꎮ通过合理切换ꎬ可以直接将一次冷却水中引进的蚌类水生物杀死ꎬ使其脱落ꎬ防止水生物在管道内大量繁殖ꎬ从而有效避免了管道堵塞ꎮ此外ꎬ由于一㊁二次冷却水供水设备及供水对象均为共用ꎬ在传统的单一冷却水模式基础上仅需增加取㊁排水管路ꎬ设备布置集中ꎬ造价低ꎬ施工及运行维护方便ꎮ为达到预期冷却效果ꎬ同时维持设备安全稳定运行ꎬ需制定相应的运行规程ꎮ在实际应用中ꎬ两种冷却方式切换的合理性是达到预期目标的最大保障ꎮ为此ꎬ桐子壕电站在运行规程中作出如下规定:一㊁二次冷却水系统的启用主要取决于环境温度ꎬ当环境温度低于３０ħ时ꎬ使用二次密闭循环冷却水系统ꎻ当环境温度长时间高于３０ħ时ꎬ经批准后ꎬ切换为一次冷却水系统运行ꎮ此外ꎬ当洪水来临时ꎬ由于水中泥沙含量及漂浮物大幅度增加ꎬ同时由于流量较大时水头较低ꎬ机组无法满负荷运行ꎬ自身发热不高ꎬ此时切换为二次冷却水系统运行ꎬ避免水质差对设备产生磨损ꎮ４㊀结㊀语目前国内大中型贯流式水轮发电机组普遍存在发电机温度过高(二次冷却水)㊁冷却水系统管网水生物堵塞及设备磨损严重(一次冷却水)等情况ꎮ针对以上这些问题ꎬ大多数机组利用机组年度检修时进行清理等方法来改善ꎬ但是此法耗时耗力ꎮ若机组正常运行过程中因这些问题导致机组被迫降低负荷或停机ꎬ更将造成巨大的经济损失ꎮ为解决现有技术的上述缺点ꎬ就急需一种冷却效果好㊁可靠性高ꎬ并能有效克服上述不足的冷却方式ꎮ该技术方案能很好地克服传统冷却方式的不足ꎬ且安装维护方便㊁造价低廉ꎬ便于在行业内推广ꎮ目前ꎬ由桐子壕电站冷却水系统技改为基础延伸的灯泡贯流式水轮发电机组一㊁二次冷却水混合利用系统已获国家发明专利授权(专利号:ＺＬ２０１２１０１９０４４３.２)ꎬ有望为行业中普遍存在的灯泡贯流式水轮发电机组冷却效果不佳的问题提供一个普遍性的解决方案ꎮ参考文献:[１]陈梁年ꎬ刘玲.大型灯泡贯流机组研制的若干技术问题[Ｊ].水电站机电技术ꎬ２００１ꎬ２４(４):２９－３３[２]龙海军ꎬ耿清华.循环冷却水技术供水系统在某水电站的设计及应用[Ｊ].吉林水利ꎬ２０１４(２):５０－５２ꎬ５９[３]水电站机电设计手册编写组.水电站机电设计手册 水力机械[Ｍ].北京:水利电力出版社ꎬ１９８３５２。
望江楼10MW灯泡贯流式水轮发电机设计
望江楼10MW灯泡贯流式水轮发电机设计发表时间：2020-08-25T05:53:47.313Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第10期作者： 1周军长 2曾玉好[导读] 望江楼水电站共装设4台单机容量10MW的灯泡贯流式水轮发电机组。
东方电气集团东方电机有限公司四川德阳 618000摘要：望江楼水电站共装设4台单机容量10MW的灯泡贯流式水轮发电机组。
该发电机转速高，泡体直径小，设计难点突出。
关键词：望江楼水电站；灯泡贯流式；水轮发电机；贴壁；一次冷却一、电站情况概述望江楼水电站位于吉林省集安市境内，是一座以发电为主，可兼顾水产养殖的中型水利水电工程。
电站总装机容量40MW，共装机4台，单机容量10MW。
电站额定水头8.3m，最大水头11m，最小水头3.5m，加权平均水头9.22m，属于低水头且水头变幅大的水轮发电机组。
二、望江楼水轮发电机设计难点望江楼水轮发电机为灯泡贯流式，发电机整体浸没在流道内部。
鉴于发电机泡体最大外直径仅为4925mm，通风冷却及结构布置难度非常大，定子部分采用贴壁式结构。
同时由于结构尺寸紧凑，通风冷却系统的设计较常规灯泡贯流式水轮发电机难度大，组合轴承的检修维护空间更是紧张。
上述均是望江楼发电机设计中需要解决的难题。
三、电磁方案设计考虑灯泡贯流式水轮发电机空间狭小，通风冷却困难，电磁方案的调整上需要显著降低电磁负荷，以提高系统安全性。
借鉴以往设计经验，结合水轮机流道设计参数，确定电磁方案，基本参数见下表：表1 水轮发电机电磁参数：四、结构设计1. 总体结构：发电机采用水平灯泡式布置方式。
整个发电机组共设置两个径向轴承，整个轴系为双支点双悬臂结构。
水轮机和发电机共用一根轴。
正、反推力轴承设置于发电机转子下游侧，与发电机侧径向轴承共用一个油槽。
2. 定子：定子机座为钢板焊接结构，整圆焊接加工。
定子铁心为贴壁结构，即运行工况下，定子铁心与机座壁之间通过小间隙内的固态介质传递热量，代替了冷却空气的作用。
灯泡贯流式水轮发电机的通风与冷却系统
谢谢！
灯泡贯流式水轮发电机的通风与冷却
运行二值 马明祺
典型灯泡贯流式机组剖面图
水轮发电机的通风冷却方式与其发电机的结构 有很大关系。发电机的通风冷却方式必须结合发 电机组的结构来讨论。由于灯泡式水轮发电机组 的直径小、转速低，依靠发电机转子所产生的风 压较常规水轮发电机低很多，不能满足通风冷却 的要求，故不宜采用常规的自然通风冷却方式， 需要采用具有外鼓风的强迫循环通风冷却方式。 采用空气作第一介质。空气将发电机产生的损耗 带出成热风，通过水空冷却器将空气冷却，冷风 通过外鼓风吹入发电机冷风。
径向通风系统 1、冷却器；2、风机
二、发电机的冷却方式
1、空气冷却器冷却方式 该方式利用空气冷却器冷却发电机运行时产生 的全部热量，因而冷却水用量大，冷却水取自机 组流道。
空气冷却器冷却方式示意图
2、空冷器和发电机定子贴壁结构冷却方式 发电机运行产生的热量一部分由空气冷却器吸 收，另一部分通过发电机定子的贴壁结构由流道 水径向通风方式 该方式中，冷却风沿发电机轴向、径向都有流 动，是利用转子上能产生径向风压的鼓风作用， 加上轴向通风，使冷风比较均匀地在发电机内流 动。
轴、径向通风方式
3、径向通风方式 径向通风方式中，冷风只沿发电机径向流动对 发电机进行冷却，其主要是利用转子本生的元件 产生风压，通过定、转子上的径向风孔让冷风流 动。通过利用转子支臂磁轭和磁极的风扇作用获 得较高的负压，再通过磁轭上的径向风沟将冷风 吹入定子铁心，对发电机进行冷却。
空冷器和发电机定子贴壁结构冷却方式示意图
三、发电机的冷却通风方式
通常是密闭循环强迫通风的冷却方式。在这种 冷却通风方式中，发电机冷却系统是完全独立的 ，它由轴流风机、空冷器、水泵等组成。通过“ 空气-冷水”，“冷水-热水”的热量传导方式。
灯泡贯流式水轮发电机组冷却风机变频技术运用
灯泡贯流式水轮发电机组冷却风机变频技术运用摘要：灯泡贯流式发电机组直径小，转速低，发电机冷却是一个难点，惠州东江水利枢纽的灯泡贯流式水轮发电机组出现满负荷时运行温度偏高的问题，导致影响机组出力，从而影响电厂经济效益。
通过更换冷却风机，将原6台每台电机功率7.5KW的轴流风机全部更换为电机功率11KW的离心风机后取得明显的降温效果，保证了机组正常出力，但随之也增加了厂用电的消耗，通过对冷却风机进行变频控制改造，实现节能目的，从而进一步提高电厂经济效益。
关键词：冷却风机变频节能节能降耗是电厂生产管理的一项重要工作，对于降低生产成本、提升经济效益、增强企业生存能力具有重要的意义。
因此要求我们进一步提高全员节能意识，加强节能管理，降低资源消耗，加快节能技改，通过各项措施，把节能降耗工作推向一个新的高度，从而最大限度地提高我们的经济效益。
一、改造背景灯泡贯流式机组的发电机在一个密闭的灯泡体内，并置于水流流道中，因此直径受到水轮机流道尺寸的限制，与立式发电机相比，其具有直径小，铁心长度达，通风散热条件差的缺点，而且发电机容量越大，其通风散热越困难。
为使发电机组运行时发电机温度得到有效控制，经分析认为影响发电机散热的主要问题在于冷却风机风压不足，冷风无法贯穿转子支架，从而无法使发电机较好的散热，需更换冷却风机。
将原6台每台电机功率7.5KW的轴流风机全部更换为电机功率11KW的离心风机，更换后的离心风机风压大，贯穿能力强，能够保证发电机组较好地散热。
经过观察对比，风机更换后效果明显，特别在机组负荷较高时，发电机温度较以前有明显降低。
虽然冷却风机的功耗明显增加了，但这换来的是机组满负荷运行，因此，风机增加的功耗相对机组出力的增加显然是有很大的价值的。
但是，当机组长时间在不满负荷运行的工况下，显然这些离心风机的功耗偏大。
因此，优先考虑采用变频调速方式实现节能。
二、变频节能技术的运用变频技术，就是通过技术手段，来改变用电设备的供电频率，进而达到控制设备输出功率的目的。
灯泡贯流式水轮发电机通风系统设计
灯泡贯流式水轮发电机通风系统设计发表日期：2006-03-06浏览人数：477作者：jj来源：网络收集评论0条1引言随着能源工业的发展,低水头水力资源的开发受到了普遍重视,在低水头水电站建设中,灯泡式机组以其高效率,低造价的优势得以较大的发展。
我公司自行设计制造的灯泡贯流式水轮发电机组。
图1发电机剖面图２.“Y”形导风弯管2.空冷器3.轴流风机4.定子5.转子3通风系统的特点灯泡式机组因受灯泡比的影响,发电机的直径要比常规机组小,Lt/t值大,对发电机的通风冷却不利。
同时,机组转数低,转子直径小,依靠转子自身和装在转子上的风扇建立起来的风压满足不了通风冷却的要求,因此需要采用外加鼓风机的强迫循环通风方式。
4热损耗的排出在发电机内产生的损耗一起的发热,需通过一套冷却系统将温升控制在一定的范围内,对于简接空冷的贯流是水轮发电机,有两种散热方式:(1)由定子结构件产生的损耗热直接传递到水中.此种方式适合于贴壁结构的电机。
由于灯泡体处于水下,河水是冷却介质,壳体传递到水中的损耗包括定子轭部损耗,齿部损耗和槽内铜耗等损耗的一部分。
(2)全部损耗热由机组中的冷风排除,即冷却空气在循环过程中,再通过气隙,极间及定子铁心背部时将电机的全部损耗热带走。
在电机内部产生的损耗热,全部或部分的传递给了空气。
再传递过程中冷风变成了热风,因此为了使发电机的损耗源源不断地传递出去,必须有冷、热风的循环。
灯泡式水轮发电机采用密闭循环通风.为了达到在密闭循环中的冷却目的,热风还需变成冷风,即冷却空气所携带的损耗热还需传递出去,通常有以下两种方法:a.通过空气冷却器将冷却空气所携带的损耗热传递给冷却水。
这需要建立一套复杂的冷却水循环系统。
热风在循环过程中将热量传递给壳体,由壳体再传递给河水进行冷却。
但是,由于空气在金属上传热系数较低,为了尽可能冷却热风,可在灯泡体内侧装焊散热筋来增加散热面。
单在灯泡体内装焊散热筋,增加了工艺难度,更重要的是增加了制造成本。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
运行二值 马明祺
典型灯泡贯流式机组剖面图
水轮发电机的通风冷却方式与其发电机的结构 有很大关系。发电机的通风冷却方式必须结合发 电机组的结构来讨论。由于灯泡式水轮发电机组 的直径小、转速低，依靠发电机转子所产生的风 压较常规水轮发电机低很多，不能满足通风冷却 的要求，故不宜采用常规的自然通风冷却方式， 需要采用具有外鼓风的强迫循环通风冷却方式。 采用空气作第一介质。空气将发电机产生的损耗 带出成热风，通过水空冷却器将空气冷却，冷风 通过外鼓风吹入发电机冷风。
谢谢！
一、发电机的通风方式
1、轴向通风方式 该方式就是冷风只沿轴向流动，由轴流风机 使转子支架上的通风孔上游侧流至转子的下游侧 ，然后进入发电机定子与转子之间，流经磁极端 部、定子支架、磁极与定子间气隙等，在上游侧 端部汇合，通过空气冷却器进入轴流风机，达到 对发电机转子、定子的冷却，完成密封空气的循 环。
径向通风系统 1、冷却器；2、风机
二、发电机的冷却方式
1、空气冷却器冷却方式 该方式利用空气冷却器冷却发电机运行时产生 的全部热量，因而冷却水用量大，冷却水取自机 组流道。
空气冷却器冷却方式示意图
2、空冷器和发电机定子贴壁结构冷却方式 发电机运行产生的热量一部分由空气冷却器吸 收，另一部分通过发电机定子的贴壁结构由流道 水带走
轴流风机
轴向通风系统 1、风机；2、冷却器
2、轴、径向通风方式 该方式中，冷却风沿发电机轴向、径向都有流 动，是利用转子上能产生径向风压的鼓风作用， 加上轴向通风，使冷风比较均匀地在发电机内流 动。
轴、径向通风方式
3、径向通风方式 径向通风方式中，冷风只沿发电机径向流动对 发电机进行冷却，其主要是利用转子本生的元件 产生风压，通过定、转子上的径向风孔让冷风流 动。通过利用转子支臂磁轭和磁极的风扇作用获 得较高的负压，再通过磁轭上的径向风沟将冷风 吹入定子铁心，对发电机进行冷却。
空冷器和发电机定子贴壁结构冷却方式示意图
Hale Waihona Puke 三、发电机的冷却通风方式通常是密闭循环强迫通风的冷却方式。在这种 冷却通风方式中，发电机冷却系统是完全独立的 ，它由轴流风机、空冷器、水泵等组成。通过“ 空气-冷水”，“冷水-热水”的热量传导方式。
工作方式：在发动机上游侧装有轴流风机，轴流风 机将风送经转子支臂上、下锥形罩的通风孔，从 转子的下游侧进入发电机定子与转子之间，流经 磁极端部、定子支架、磁极间气隙、磁极与定子 线圈间气隙，在上游侧端部汇合，通过空冷器进 入轴流风机，达对发电机转子、定子的冷却。