发电机氢气冷却系统

毕业设计(论文) `

题目发电机氢气冷却系统报告

院系自动化系

专业班级自动化专业1302班

学生姓名杨晓丹

指导教师马进

发电机氢气冷却系统报告

摘要

发电机在运行的过程中由于能量转换、电磁作用和机械摩擦会产生一定的热量。为了使发电机温度不超过与绝缘耐热等级相应的极限温度，应采取冷却措施使这些部件有效地散热。氢气比重小、比热大、导热系数较大、化学性质较稳定，是冷却发电机转子常用的介质。氢气在发电机的腔室内循环，依次穿过冷热风室，由冷却器冷却。发电机中的氢气容易发生泄漏，需要在轴与静密封瓦之间形成油膜封住气体。在发电机检修后，发电机内充满空气，为防止氢气与空气混合产生安全隐患，充入氢气时应先做气密实验，再从下至上向发电机内充满二氧化碳，最后从上至下向发电机内充满氢气。

关键词：发电机;氢气冷却;气体置换;密封油系统

Report of hydrogen cooling system for

generator

Abstract

Generator in the process of running due to energy conversion, electromagnetic and mechanical friction generates heat.Hydrogen cooling system is used to limited the generator temperature exceed the limiting temperature of thermal class for electric machine insulation.Because of Hydrogen gas has small specific gravity,large specific heat,large coefficient of thermal conductivity and relatively stable chemical properties,it is the commonly used medium cooling generator rotor.Hydrogen is circulated in the generator hydrogen and cooled by corner cooler.In order to limite hydrogen leakage,oil seals the space between the shaft and static seal tile.After the generator maintenance, air is full of inside the generators.There was a safe hidden trouble if hydrogen is mixed into the oxygen.Carbon is blowed from the from the bottom to the full of generator to replace air after Sealing experiment was passed.And hydrogen is blowed from the from the full to the bottom of generator to replace carbon. Keywords:Generator;Hydrogen cooling;Gas replacement;Seal oil system

目录

1 引言 (5)

1.1发电机冷却系统的重要性 (5)

1.2氢气冷却的优势 (6)

2 发电机氢气系统组成、功能及原理 (7)

2.1氢气系统的组成 (7)

2.2氢气系统部件的功能及原理 (8)

2.3氢气的循环冷却 (8)

3 密封油系统 (9)

3.1密封原理 (9)

3.2密封油系统的组成 (9)

4发电机的气体置换 (10)

4.1气密试验 (10)

4.2二氧化碳和氢气用量估计 (11)

4.3二氧化碳置换空气 (12)

4.4氢气置换二氧化碳 (12)

4.5二氧化碳置换氢气 (12)

参考文献 (13)

1 引言

1.1发电机冷却系统的重要性

发电机在工作的过程中由于能量转换、电磁作用和机械摩擦会产生一定的热量，要使发电机的温度保持在材料限定温度范围内，就要配备发电机冷却系统。

发电机的冷却与大型汽轮发电机的发展、发电机的绝缘寿命、发电机的金属性能息息相关。

当发电机转速n ，磁通密度B ，电流密度J 不变时，有以下关系：

电动势Fe E WB F δ∝

（1） 电流Cu I JF ∝

（2） 功率4Fe Cu P EI B F F l δ∝∝∝

（3） 成本3C l ∝

（4） 其中，W ——电枢匝数，J——电枢电流密度，B δ——气隙磁通密度，Fe F —

—定子铁芯截面，Cu F ——定子线圈截面。l ——铁芯有效长度。

将（4）式带入（3）式，则/l C P ∝。增加铁芯有效长度，就能增大成本和功率的比率。

由上式可知，发电机的功率越大，则经济性越高。然而发电机的损耗与3l 成正比，发电机的散热与2l 成正比。随着发电机功率的增大，发电机的单位面积散热降低。所以想要发展大型汽轮发电机，就必须增强发电机的散热能力，发电机冷却系统是发展大型汽轮机的关键。

汽轮机在运行时产生的热也会影响到部件的绝缘寿命，蒙辛格尔提出器件的绝缘寿命与电机连续运行温度呈指数变化，公式为： (ln 2/)0m T L A e -=

（5） 其中，

0A ——当温度为0摄氏度时的绝缘寿命，T——绝缘持续温度，m —

—常数。 实验表明，温度上升十度左右，绝缘寿命减短一半。发电机部件的散热对器件的绝缘寿命影响较大。

金属的强度和硬度随温度的升高而降低，以下是发电机常用的铜、铝、银铜、钎焊的温度特性曲线：