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新型水轮发电机组通风防火智能余热供暖系统机电一体化设备研究专题报告
更新时间:2018-03-25 发布:www.1024sj.com

摘要:《水力发电厂厂房采热透风与空气调理设计规范》(报批稿)第6.1.6条指出:主厂房采热应尽哄骗发机电组放热风度热。这里是指传统的自然补凉风自然放热风方式,发机电放热风仅占发机电轮回风的比例不足10,使发机电余热哄骗遭到很年夜的限制。本研究在传统的发机电放热风度热的根蒂根基上,采用机械补风、自然放热风的发机电组余热智能供热系统,将供热、发机电透风防火、智能化控制与经管进行有机的连系,经由过程机电一体化的设计,研制、开发出了RBZ-5系列水轮发机电组余热智能供热系统,并在黄河李家峡4#水轮发机电组上获得了成功的运用,运行实测厂房冬季温度可达14℃以上,供热增加了58.5~64.8,节能效果显著,该系统在我国华北、西北、东北地域具有秀的市场前景和推行运用价值。本文连系工程实测运用情况进行初步的分析总结。
关头词:水轮发机电组余热智能供热系统机电一体化装备机械补风
1.概况
黄河李家峡水电站位于青海省尖扎县与化隆县交壤的黄河干流上,是黄河上游第三个梯级年夜型水电站,距青海省省会城市西宁市直线距离55千米。李家峡水电站共设计有5台水轮发机电组,单机容400MW,总装机容2000MW,工程分两期建成,一期机组安装4台,1#、2#、3#、4#发机电组划分于1997年2月、1997年12月、1998年5月、1999年12月并网发电,今朝运行状态秀;5#机组二期安装。
李家峡水电站主厂房为双排机安插坝后封锁式厂房,主厂房尺寸长×宽×高为125.2m×51m×21.5m,其中2#、4#水轮发机电组位于厂房内上游侧,1#、3#、5#机组位于厂房内下流侧,是典型的高海拔严寒地域高峻建筑厂房,冬季采热室外计较温度为-12℃,厂房设计供热负荷为1237kw,由发机电放热风、电热辐射板、装备散热联合负担。在发电运行早期及停机检修时代由电热辐射板供热,可维持厂房室内低值班温度≥5℃;在发机电组三台以上同时运行时,全数由发机电组放热风供热,可知足发机电组正常运行时期厂房室内工作区冬季室内温度连结12℃以上的要求。
李家峡水电站1#、2#、3#发机电组放热风度热方式为传统的自然补凉风与自然放热风形式,经过两个冬季的运行效果测试,平均每台发机电自然补风供热为286.3kw;而4#发机电组采用RBZ-5型机械强制补风的机组余热智能供热系统,经2000年冬季现场运行实测,4#发机电供热为453.8kw~469.8kw,该机组使厂房工作区冬季室内温度连结在10.9℃~14.3℃,供热比1#~3#发机电采用的传统自然补风方式提高了58.5~64.1,节能效果很是显著。
2.发机电组余热智能供热系统的研制机理
2.1知足工程劳动平安与工卫生的防护要求
凭据国家计委计科技[1996]2625号文《国家计委关于李家峡400MW(40万kw)蒸发冷却水轮发机电项目可行性研究陈述的批复》,李家峡4#水轮发机电由全空冷改用定子绕组蒸发冷却(定子铁芯和转子仍保留空气冷却),冷却介为氟利昂R-113。
4#发机电冷却介R-113注进为1500kg,每一年泄漏约20~30kg,介工作压力约0.006~0.007Mpa,其毒性品级为4级,发生危险风险的条件是制冷剂蒸汽的容积含为4.8~5.2以上,另外R-113遇明火时会分化成有毒气体(光气)。从电站的劳动平安与工卫生方面接纳的防护措施就是哄骗发机电补风机组的强制透风作用,增加发机电中心层风罩内的透风换气,以下降风罩内R-113气体的浓度,削减对运行、检修人员健康的影响。
2.2增加发机电组放热风供热并知足发机电透风防火的要求
新版的《水力发电厂厂房采热透风与空气调理设计规范》(报批稿)第6.1.6条指出:“主厂房采热应尽哄骗发机电组放热风度热。”第9.1.3条划定:“主厂房采用发机电组放热风度热时,发机电组热风口和补风口应设防火阀,发机电组或厂内火灾时防火阀迅速关闭。”为了配合新规范的推行运用,从防火和供热对发机电放热风度热新装备的工艺要求动身,很有需要研制开发出机电一体化的余热智能供热系统。
传统设计发机电组放热风度热是指用发机电组空气冷却器中的轮回风(即热风,温度约35℃~45℃)作为带热体,借助空气冷却器出口和发机电砼风罩或下部机组补风口之间的空气自然压差,机组热风直接送进主厂房工作区,并与室内空气夹杂,以提高室内空气温度,到达供热的目的。其供热按下式计较肯定:
[kw]
式中:—发机电组轮回风;[]
—热风密度;[]
—发机电组运行台数;
—发机电组放热风与发机电组轮回风的比值;[]
—发机电放热风温度与补风口进风温度之差;[℃]
1.01—热风定压比热。[]
从上述公式中可知,在发机电台数及性能肯定后,影响放热的主要身分是y值。凭据对今朝运行的龙羊峡、刘家峡、青铜峡、八盘峡、年夜峡、盐锅峡及李家峡等水电站的调研分析,由于自然补风、自然放热风空气压差有限,随着补风口过滤器积尘的增加,补风削减较多,响应的放热风也削减较多,一般现实放出的热风不到发机电组轮回风的3~5,供热效率年夜年夜下降。是以,为了提高供热效率,从知足工卫生、防火防噪、增加供热综合斟酌,务必采用强制机械补风或机械放热风装配,才能保证供热的靠得住性。
3.发机电组余热智能供热系统的基本形式
3.1机械强制补风,自然放热风的发机电组余热智能供热系统
凭据供热负荷肯定所需的发机电放热风及补风机数目,在补风口设轴流或混流式透风机,并与滤尘、消声、防火、自控装配连系,对发机电风罩内进行增压补风,热风由发机电空气冷却器前再排至风罩外,在热风口处设消声、防火、自控装配排至主厂房供热。该系统型式适用于主厂房内就地轮回的补风和放热风近距离供热。补风口与放热风口均安插在主厂房内。
3.2自然补风,机械强制放热风的发机电组余热智能供热系统
在补风口设防火、滤尘、消声、自控装配自然向发机电风罩内补风,依靠设在风罩外热风口处的透风机(与防火消声阀组合)的抽风作用,将热风输送到需要供热的部位。该系统可远距离供热,使发机电组的余热可输送到主厂房之外的部位进行供热。
3.3机械强制补风、机械强制放热风的发机电组余热智能供热系统
在补风口设防火、滤尘、消声、增压风机及变风等自控装配,在热风口也设防火、消声、增压风机及变风等自控装配,从主厂房之外取风源补风和远距离送热风供热,补风机、热风机均按供热部位室内温度进行变风供热运行。
4.RBZ系列发机电组余热智能供热系统机电一体化装备开发及工程运用
4.1系统组成
RBZ系列发机电组余热智能供热系统是由西安联能自动化工程有限责任公
司为顺应水电热通装备的市场需求,连系李家峡4#机科研,开发研制的水轮发机电组用新型余热哄骗装备,由一台主机、一台附机及一台变风控制器组成,若干台补风(或热风)机组可由一台异地集中控制柜在中央控制室进行控制。为了检修及控制运行利便,每台补风机组(或热风机组)还设置了现地操作站,以发机电组段为单元,设现地控制柜,并与中央控制室相连。系统组成见下图:
(4)提高了发机电的整体防火靠得住性,补风(热风)机组在发机电火灾时起到阻火封锁及事故后排*作用。当判明某台发机电内部起火时或外部火灾时,首先自动关闭补风机及有关防*防火阀,待灭火后需要排*时,再启动补风(热风)机组并打开防火阀,将发机电风罩内的*雾实时破除,以便尽快抢修,实时恢复生产。
(5)设计方式简单,施工安装及运行经管利便。RBZ-5型补风(热风)机组及自控系统全数按机电一体化设计制造,热通设计仅需提供电气一次电源要求及土建予留洞条件图,其余设计及装备安插由装备制造商完成,包括现场明装的控制电缆。机组性能及外型尺寸以下:
性能及组成
主机(补风装配)附机(热风口)
组成由多层合金过滤网、活性炭吸附滤网、全自动防*防火补风阀、低噪声轴流风机、现场控制器及各类传感器、复合消声装饰风口等组成。组成由复合消声装饰风口、温控电动防*防火阀、温度传感器等组成。
性能风5000~8000
性能电压24V
机外余压80~200Pa功率5W
电压380V
功率0.98kW
过滤效率90以上
容尘>1800g
噪声≤65dB(A)
主机外型尺寸图:
附机外型尺寸图:


中央控制柜示意图





中央控制柜示意图

4.3电气部门
4.3.1控制功能
(1)凭据发机电组混凝乡俗罩内空气温度自动连锁启、闭主机及附机。
(2)当发机电组遏制运行时,补风机组可自力手动控制运行,增强风罩内的透风,确保检修人员的平安。
(3)采用变风的补风机组时,送风的年夜小可凭据混凝乡俗罩内空气温度自动调理。
(4)接受火灾联动控制并输出关闭旌旗灯号至消防中心。
4.3.2显示报警功能:
(1)自动检测并显示滤网梗塞情况;
(2)自动检测并显示发机电组风罩内空气温度;
(3)自动检测并显示发机电组风罩外情况温度;
(4)自动检测并显示排风热风温度;
(5)自动检测并显示发机电组风罩外空气温度;
(7)自动检测并显示补风防*防火阀阀位;
(8)自动检测并显示热风防*防火阀阀位;
(9)自动检测并显示主机风扇运行情况。
4.4工程运用
李家峡水电站4#水轮发机电组余热智能供热系统,设计选用了6台RBZ-5型补风机组主机和6台附机,土建予留孔划分为:补风口(主机)1000mm×1000mm,热风口(附机)500mm×850mm,总配电容为6kW,总热风为48000。1999年和2000年冬季运行实测平均温度为:
4#水轮机组蜗壳层5.8℃~6.3℃
4#水轮机组水轮机层7.4℃~8.0℃
4#水轮机组中心层12.6℃~16.5℃
4#水轮机组发机电层10.9℃~14.3℃
比1#~3#机组按传统自然补风自然放热风机组段各层平均温度高出1.5℃~2.3℃。供热由285kW/台提高到469.8kW/台。现实运行工况秀,到达了设计要求。

5.结论

5.1RBZ-5系列水轮发机电组余热智能供热系统,不仅适用于定子绕组采用蒸发冷却的水轮发机电组,同时还适用于所有封锁式空气冷却的水轮发机电组。

5.2RBZ-5系列水轮发机电组余热智能供热系统,采用带风灵活力的放热风装配,扩年夜了水电站厂房供热的范围,提高了水轮发机电组送热风的靠得住性,节能效果显著,很值得推行。

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