2MW冷却系统（海立特）

1上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有2MW冷却系统——海立特文档编号：TC-2000-ZK-BF-0012014.12.03.2上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有一.冷却系统概念二.冷却系统元件六.系统安装调试七.冷却系统维护八.冷却故障诊断2MW冷却系统——海立特三.齿轮箱冷却系统四.发电机冷却系统五.变流器冷却系统3上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有首先，我们应该了解什么是冷却?设备为什么需要冷却？冷却简而概之就是把热物体的温度降低而不发生相应变化的过程。冷却就是带走发电机、齿轮箱、变流器及各种箱体运行时所产生的热量,使这些关键部件维持在正常的温度范围。不同的机电装备有不同冷却方式,但无论何种方式冷却,都必须确保这些关键部件在各种运行环境中不致于过热。一.冷却系统基本概念——设备为什么需要冷却？4上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有在机电装备业中,冷却系统是极其重要的一环节,它关乎被冷却机电装置的安全运行及使用寿命,也是很容易被忽视的一环。由于主机装置的不同,冷却系统有各种类型,冷却系统借助冷却剂的循环,将多余的热量从发热部件转移到外部。一.冷却系统基本概念——冷却系统的重要性由于风力发电机组散热量来自机舱内各个组件，因此对机组采用的冷却方案取决于机组所选用的设备类型、散热量大小和组件在机舱内部的位置等因素，冷却方案设计具有灵活性、多样性。空冷方式：一般用于功率较小的发电机组。水冷方式：一般用于发热量较大的发电系统。组合冷却：空水相结合的冷却方式。一.冷却系统基本概念——风电机组冷却方式6齿轮箱冷却系统（冷却结构最复杂——油水热交换/空水热交换）发电机冷却系统（冷却功率最庞大——70kW）变频器冷却系统（冷却元件最智能——温控阀）各种柜体的风冷（结构最简便——小风冷却风扇）一.冷却系统基本概念——2MW机组需要冷却部分7上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有齿轮箱冷却系统一个油-水热交换器与一个空-水冷却器，一个循环油泵，一个冷却水泵，一个冷却风扇以及空气罩等附件为齿轮箱冷却。发电机冷却系统两个空-水冷却器和一个冷却水泵及其他一些附件为发电机冷却,通过发电机冷却,通过发电机中螺旋弯管交换热量。变流器冷却系统一个空-水冷却器和一个冷却水泵及管路附件为变流器冷却,变频器冷却系统放置于塔筒底部。一.冷却系统基本概念——2MW机组需要冷却部分8上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有水冷却系统运行时，冷却水泵通过马达为冷却系统提供循环动力，通过空-水冷却器对循环水（防冻液）进行冷却。当水温低于设定值时，冷却介质（防冻液）通过空-水冷却器时，空-水冷却器风扇不运行。当水温达到或高于设定值时，冷却介质（防冻液）通过空-水冷却器时，空-水冷却器风扇运行，使空-水冷却器中的冷却介质（防冻液）温度降低，确保风力发电设备（发电机&齿轮箱&变流器）稳定运行。一.冷却系统基本概念——基本结构9上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有一.冷却系统概念二.冷却系统元件六.系统安装调试七.冷却系统维护八.冷却故障诊断2MW冷却系统——海立特三.齿轮箱冷却系统四.发电机冷却系统五.变流器冷却系统散热器的作用就是将设备部件散发的热量吸收，然后发散到设备内或外，保证设备部件的温度正常。多数散热器通过和发热部件表面接触，吸收热量，在通过各种方法将热量传递到远处来完成散热。每种材料其导热性能是不同的，按从高到底排列，分别是银，铜，铝，钢。常用散热片材质是铜和铝合金。用银做材质价格太昂贵，铝便宜但导热性不如铜，铜导热性好，但价格娇贵，加工难度较高重量过大。所以，散热片材质一般选择铝合金。二.冷却系统基本元件——散热器叶轮是离心泵的做功零件，依靠它高速旋转对液体做功而实现液体的输送，是离心泵的重要零件之一。其作用是将电机的机械能传给液体，使液体的动能有所提高。泵体也称泵壳，它是水泵的主体；起到支撑固定作用，并与安装轴承的托架相连接。离心泵的泵轴主要作用是传递动力，支承叶轮保持在工作位置；它一端通过连轴器与电机轴相连，另一端支承着叶轮作旋转运动，轴上装有轴承、轴向密封等元件。二.冷却系统基本元件——冷却水泵结构12上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有冷却水泵是输送液体或使用液体增压的机械。具体采用多级管道离心泵。采用立式节段式外加不锈钢壳体结构，使得泵的进出口位于同一水平线上且口径相同，能像阀门一样安装与管路之中，它同时集中了多级泵之高压。具有高效节能，运行平稳等优点，且轴封采用耐磨机械密封，无泄漏使用寿命长。齿轮泵叶片泵柱塞泵二.冷却系统基本元件——冷却水泵冷却电机按结构分类应分为卧式电机和立式电机。因水泵的工作特性为启动力矩相对较小，启动频次相对较小，连续运行时间相对较长等特征，因此水泵电机多数为鼠笼转子的异步电动机或同步电动机。注意事项：1.如果水泵有任何小的故障切记不能让其工作。2.如果水泵在使用过程中发生强烈的震动这时一定要停下来检查下是什么原因，否则同样会对水泵造成损坏。二.冷却系统基本元件——冷却电机压力开关采用高精度、高稳定性能的压力传感器和变送电路;压力开关主要类别包括常开式和常闭式。安装灵活，使用方便，无需特殊的安装固定;采用英制管螺纹快速接头或铜管焊接式安装结构。插片式与导线式连接方式。密封式不锈钢感应器安全可靠。可根据用户选定的任意压力范围进行制造。二.冷却系统基本元件——压力开关安全阀又名泄压阀，一般安装于封闭系统的设备或管路上保护压力系统的安全。当设备或管道内压力超过安全阀设定压力时，即自动开启泄压，保证设备和管道内介质压力在设定压力之下，保护设备和管道，防止发生意外。2MW冷却系统所选用设定值一般为3bar。安全阀特点：1.准确且保持不变的安全压力，一旦超压泄压阀能充分打开及时泄压。2.关闭速度可调，消除压力波动。3.隔膜传动机构将操作滞后现象减小到最小。4.它可安装在任何位置，可从管路上拆除就可进行维修和检查。二.冷却系统基本元件——安全阀热电阻PT100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。当PT100在0℃时，它的阻值会随着温度的上升而成匀速增长的。产品中接线为二线制或四线制。其工作特点：1.压簧式感温元件，康振性能好；2.毋须补偿导线，节省费用；3.测量精确度高；4.进口薄膜电阻元件，性能可靠稳定；5.机械强度高，耐压性能好。二.冷却系统基本元件——PT100当冷却水流失压力减低时，膨胀罐内气体压力大于水的压力，此时气体膨胀将气囊内的水挤出补到系统。主要由罐体、气囊、进口、出口及补气口四部分组成。罐体一般为碳钢材质，外面是防锈烤漆层；气囊为EPDM环保橡胶；气囊与罐体之间的预充气体出厂时已充好，无需自己充气。上海电气2MW冷却系统蓄能器预充压力为1.5BAR。使用注意事项：1.若膨胀罐是放在特殊场合，应告知供应商，以便有相关的膜体对应使用。2.膨胀罐的工作介质一般为水或水和防冻液的混合物（水的比例不得小于50%）。4.测试膨胀罐气囊时建议直接用水压测试，严禁使用锋利器件碰触气囊。二.冷却系统基本元件——蓄能器板翅式热交换器通常由隔板、翅片、封条、导流片组成，在相邻两隔板间放置翅片、导流片以及封条组成一夹层，称为通道；将这样的夹层根据流体的不同方式叠置起来，钎焊成一整体便组成板束；板束是板翅式换热器的核心，配以必要的封头、接管、支撑等就组成了板翅式热交换器。一般地，翅片常见类型有：（1）平直形（2）锯齿形（3）波纹形（4）多孔形（5）百叶窗形二.冷却系统基本元件——热交换器（1）传热效率高；（2）结构紧凑，轻巧；（3）适应性强，适用气气、液气、液液、各种流体间的热交换。（4）换热器的维护：当热交换器被堵塞，可根据堵塞的介质进行物理或化学清洗；对水或冰堵可用加温方法处理。19上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有换热器出口换热器进口电机3kW风叶旋转方向风向二.冷却系统基本元件——热交换器20上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有储能罐：预充氮气压力值为１.5bar,作用相当是隔膜蓄能器。热电阻：用于检测冷却水的温度，并根据此温度通过电气控制空－水冷却器电机的工作或停止。压力表：量程为０－４bar，用于实时测量泵出口的压力值。压力继电器：当冷却水压力低于０.６bar时，压力继电器发出低压报警。排气阀：当系统中存在气体时，排气阀会自动排空气体。安全阀：当冷却水动作，将释放部分介质到接水瓶，以保证系统中的压力低于压力超过设定值３bar时，安全阀３bar。充水球阀：系统正常工作时为常闭，当系统需加注冷却液时把球阀打开通过外部补液动力单元向系统管路中补充冷却介质，测压接头用于测量系统回水压力的大小，既泵的进口压力值，用于测量泵的出口压力值。二.冷却系统基本元件——常用备件21上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有一.冷却系统概念二.冷却系统元件六.系统安装调试七.冷却系统维护八.冷却故障诊断2MW冷却系统——海立特三.齿轮箱冷却系统四.发电机冷却系统五.变流器冷却系统22上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有三.齿轮箱冷却系统——原理图23上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有齿轮箱冷却系统由1台SLF-20SH61.01冷却水泵和1台空-水冷却器组成。当水温低于设定值时，冷却介质（防冻液）通过空-水冷却器，但空-水冷却器风机不运行。当水温达到或高于设定值时，冷却介质（防冻液）通过空-水冷却器，空-水冷却器风机运行，使冷却介质（防冻液）温度降低，确保齿轮箱稳定运行。三.齿轮箱冷却系统——运行原理24上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有三.齿轮箱冷却系统◇立式循环水泵（序号1），是整个冷却系统的动力装置，由水泵和电机组成。◇水泵出口设有蓄能器（序号2），预充压力1.5bar氮气，作用相当于隔膜式蓄能器，正常工作时通过蓄能器把液压转化成弹性势能储存起来并维持泵出口压力的稳定。当循环系统瞬间需要大流量或泵出口出现波动时，蓄能器会释放所储存的能量来保证系统稳定。◇水泵出口设置安全阀（序号3），当系统压力超过3bar的设定值，安全阀动作，以维持系统压力的稳定。25上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有◇水泵出口设有排气阀（序号4），当系统中存在气体时，排气阀会自动排空气体。◇水泵出口设有PT100热电阻（序号5），用于检测水泵出口冷却水温。◇水泵出口设置压力开关（序号6），当系统压力低于0.6bar，压力开关动作会输出低压报警信号。◇水泵出口设有压力表（序号7），可检测水泵出口的压力值。◇水泵出口设有充水球阀（序号8），系统正常工作时常闭，当系统需要加冷却介质时，把球阀打开，连接到外部动力设备向系统管路内加冷却介质。◇测压接头（序号9），用于测量系统进出水压力值，近似为水泵进出口压力值。◇安全阀排水管（序号10），当系统压力超过安全阀设定值4bar时，安全阀（序号3）动作，冷却介质从排水管流出。◇水泵连接管（序号11），用来连接泵的出口和装有排气阀的控制阀块，用于排空泵里面的空气，保护水泵。三.齿轮箱冷却系统26上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有名称齿轮箱发热量６３kW最大压降１bar冷却介质流量≥200L/min最高进水温度５５℃名称齿轮箱冷却系统冷却能力６３kW水泵流量/扬程250L/min/35米水泵电机三相400V/50HZ系统允许最大压力6bar冷却介质防冻液(40%乙二醇，60%水)冷却介质温度范围-15～+70（℃）换热器换热量63KW三.齿轮箱冷却系统——基本参数四.发电机冷却系统三.齿轮箱冷却系统27上海电气风能有限公司工程服务部培训中心版权所有一.冷却系统概念二.冷却系统元件六.系统安装调试七.冷却系统维护八.冷却故障诊断2MW冷却系统——海立特五.变流器冷却系统四.发电机冷却系统——原理图28动作状态1发电机定子水套空-水热交换器1（冷却器）冷却风扇1排气孔压力开关风扇马达1循环泵泵马达蓄能器过滤器减压阀水压表PT100空-水热交