摘要：连系电站的地舆位置及自然条件特点合理选择发机电冷却系统，对灯泡贯流式机组水—水概况热交换器的安插形式进行探讨。在灯泡贯流式机组上使用具有尾水冷却器的密闭轮回水冷却方式。要害词：灯泡贯流机组发机电冷却方式尾水冷却器贯流式水轮发机电组是开发低水头水力资本的秀机型，在国内外开发低水头水力资本时获得普遍运用。但由于灯泡贯流式机组结构紧凑、整体淹没于流道中，是以解决好这类机型的冷却技术问题，对该机型能否正常、平安运行有着重要意义。1电站概况四会市马房电站位于珠江流域，北江一级支流绥江下流，距绥江出口3.6千米,地处广东省肇庆地域四会市年夜沙镇境内，距上游已投产的白沙电站24千米,按绥江流域计划,为绥江畔流开发的第六个梯级，是一座低水头河床径流式水电站。电站总装机容20MW，年平均发电0.625亿kWh，安装两台单机容10MW韶关众力发电装备厂制造的灯泡贯流式水轮发机电组。由四会市水利水电勘测设计院负责电站设计，广东省源天工程公司承当安装调试。水电站的技术用水凡是从电站所在的河流中取得，由于马房电站所在的绥江河水含有较多悬浮物、杂及有机物等，且绥江水温比力适合水生物的生长，尤其是“壳菜”（蚌类、贝类水生物），滋生速度快，在管壁上附着水平牢、地坚硬，造成技术供水管路极易梗塞，影响了冷却器的传热。与马房电站跟尾的上一个梯级——白沙电站，在投产运行几年后，其技术供水管路就因“壳菜”梗塞严重不能不对其进行改造，是以马房电站不宜采用常规的技术供水方式。2发机电冷却系统针对绥江水的特点，马房电站发机电冷却系统采用水—水密闭轮回二次冷却方式辅以定子铁芯贴壁结构。据厂家设计计较，定子贴壁式冷却可直接排出总消耗热的25～30，其余消耗热经由过程空气冷却器冷却水带走，再经由过程概况热交换器把消耗热传递到河水中。2.1机组的主要参数发机电型号为SFWG—76/6450；额定功率10000KW；额定容11765KVA；额定电压6300V；额定电流1078.2A；额定励磁电压273V；额定励磁电流520A；功率因数0.85(滞后)；定、转子采用F级尽缘；灯泡比1.152；短路比＞1。水轮机型号为GZ1250a—WP—560；额定水头5m；额定出力10373KW；额定流233.2m3/s；额定转速78.95r/min。2.2有关冷却问题的基本数据（1）电站设计基本参数上游正常蓄水位：7.80m下流正常尾水位：2.90m（两台机额定水头下发额定出力时）1.70m（一台机额定水头下发额定出力时）下流低尾水位：0.00m年平均流：218m3/s机组中心高程：－5.70m多年平均含沙：0.167kg/m3年夜含沙：0.259kg/m3多年平均输沙：114.7万吨（2）情况条件多年平均气温：21.2℃极端高气温：39.5℃极端低气温：-1.2℃月平均高气温：28.3℃河水高温度：30℃（3）发机电消耗散热设计（厂家数据）发机电在额定容运行时的总消耗：366KW定子贴壁冷却带走消耗：81KW需冷却器带走的消耗：285KW2.3发机电密闭轮回冷却系统发机电的运行温度与发机电的出力及其使用寿命紧密亲密相关，发机电只有在设计温度下才能稳定运行。由于灯炮贯流式机组整体淹没于流道中，受灯泡比的制约，发机电的直径要比常规机组小,Lf/τ值较年夜，对发机电的透风冷却晦气；同时,机组转速低、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风知足不了透风冷却的要求。是以冷却透风成为灯泡贯流机组重要解决的要害技术问题，必需采用外加风机的强制透风冷却方式。马房电站发机电冷却系统采用带空气冷却器和轴流风机的常压密闭轮回强制透风冷却方式并辅以定子铁芯贴壁结构，灯泡体内为常压。整个冷却系统由4台轴流风机、8台空气冷却器、一套水—水热交换器、两台互为备用的轮回泵组、一个膨胀水箱及管路组成。从运行原理上看，它具有两个密闭轮回冷却系统，划分为常压密闭空气轮回冷却系统与水—水密闭轮回二次冷却系统，经过二次热交换进行冷却，发机电的热风经由过程空气冷却器的冷却水冷却，空气冷却器的冷却水流经热交换器时再由河水进行冷却，这就完成了冷却系统的两次热交换。水—水密闭轮回二次冷却的要害是热交换器的结构和放置位置，马房机组采用外设水—水概况热交换器的形式。本电站可安插水—水概况热交换器的位置有：流道内、副厂房及尾水管出口的中墩后面。经由过程认真的考证、比力及实地考查，决议使用成都科技年夜学利技术、由四川自贡滤油机厂生产的水—水概况热交换器（尾水冷却器），放置在尾水管出口的中墩后面，并在常规水电站机组使用的根蒂根基上，进行了化设计，使之冷却效果更为显著，使用更为利便。在该位置设计、安装、使用尾水冷却器，今朝在国内灯泡贯流机组中尚属。水—水密闭轮回二次冷却系统由轮回泵组、膨胀水箱、尾水冷却器及冷却水进出水管管道、阀门、仪表组成。其工作原理为：轮回水泵将温度低的冷水加压注进发机电空气冷却器，在此与发机电密闭轮回的热风进行热交换，冷水经热交换酿成热水进进尾水冷却器，在尾水冷却器内“行走”一周,哄骗尾水冷却器外部流动的河水与尾水冷却器进行热交换酿成冷水，从而将机组的热传递给河水，降温后的冷水重新回到水泵进口，形成水—水密闭轮回二次冷却系统。在这类不竭轮回中，机组运行发生的消耗热经由过程两次热交换终被河水带走，保证了机组正常运行，机组冷却水形成了轮回水。由于发机电轮回冷却水在一个密闭的管路系统中，为弥补和调理轮回水系统中由于温度变化引发的体积变化，同时自动弥补由于水的蒸发、管路渗漏等冷却水的损失，水—水密闭轮回二次冷却系统设有膨胀水箱，容积为250L。膨胀水箱接到水泵进口处，在膨胀水箱上装设有水位旌旗灯号器，当膨胀水箱内水剩下一半时发出旌旗灯号，进行人工加水，并同时加防腐、软化剂。轮回泵组与膨胀水箱放置在副厂房1.34米层。凭据水泵生产率和工作方式，每台机组设置装备摆设2台轮回冷却水泵，选用KL125—160型立式离心泵，单泵流Q＝160m3/h，扬程H＝32m，两台轮回冷却水泵的控制方式为均放“自动”位，互为备用，自动轮换运行，当流不够或主用泵故障遏制时备用泵自动投进，如两台水泵均遏制则经一定延时事故停机。运行时代，当泛起膨胀水箱水位偏低、压力摆动较年夜，但停机后水位又高出许多时，一般说明管路中有气体，应作排气处置。2.4水—水密闭轮回二次冷却方式的点在电站建成，机组投进运行前，加进清洁水，保证了轮回冷却水中不含飘浮物、不含泥沙。然后凭据所加清水的水分析陈述,如所加清水硬度暂时不合适要求则可进行软化，如酸度、碱度不合要求，可以加药中和，假设含有水生物，可加药杀死。这样轮回冷却水具有以下点：（1）多发电：由于不受河水污浊和情况的制约，只要有少许的清水即可，使用纯净的内轮回水，是以轮回冷却水中不含有飘浮物、泥沙、水生物，运行不存在梗塞问题，也不会是以而停机清污，造成经济损失。（2）延长机组冷却系统寿命：由于轮回冷却水不含泥沙，避免了泥沙对机组冷却系统的磨损；由于轮回冷却水是软水，机组冷却系统不结垢，避免了因结垢和泥沙淤污机组冷却器铜管内概况下降传热系统，是以延长了机组冷却系统的使用寿命。（3）节省检修费用，缩短检修时间：由于冷却水的水合乎要求，冷却水系统不结垢，不淤污，不侵蚀、不长水生物。是以机组检修时，只需一般性检查，年夜年夜节省了检修费用，可以缩短检修时间。（4）削减了冷却系统中人工干涉干与，有益于电站自动化。（5）消除机组平安隐患，机组运行更平安，不会因泥沙磨损造成机组各冷却器漏水，也不会使发机电定子和转子线圈受潮。（6）外设水—水概况热交换器为尺度产物，与冷却套相比，具有较靠得住和稳定的性能参数，有较高的效率和经济性。水—水概况热交换器相对自力，为透风系统和结构设计提供了较年夜的灵活性。对于外设水—水概况热交换器，可设计成若干个串联或并联，安装简单、运行检修灵活利便，即使损坏，更换也是很利便的。3尾水冷却器（概况热交换器）3.1尾水冷却器的设计参数发机电冷却水：130m3/h河水高温度：30℃发机电冷却水高答理温度：35℃机组冷却水温升：2.5℃设计压力：0.5MPa实验压力：1.0MPa散热：435KW水力损失：不年夜于5.5mH2O外形尺寸（长×宽×高）：2697mm×776mm×5056mm3.2尾水冷却器材料的选用尾水冷却器由于尺寸年夜，遭到尾水的冲力及内外部水压力等。是以，部件全数采用钢结构件，金属管路及尾水冷却器均采用不锈钢无缝管，非凡是防腐必需采用外涂低热阻防锈、防腐涂料，而不能涂油漆，以利于热交换。3.3尾水冷却器的安插在浇筑尾水闸墩时，必需同时浇筑好安装尾水冷却器的牛腿。尾水冷却器的安插应遵循检修利便和必需在低尾水位以下的原则。由于马房电站是一座河床径流式水电站，下流水位变化年夜；且电站靠近绥江出口，受水电站流控制及北江洪水顶托的影响，下流水位变化非凡年夜，是以尾水冷却器的安放位置必需选择一个合适的安装高程，使之既能知足冷却效果的要求，又利便尾水冷却器的检修。对马房电站丰、平、枯水年的水能计较资料作了具体的分析比力后，肯定在尾水中墩-5.0米高程并排安插两台机组的尾水冷却器（每台机组各一套），这样既保证了一台机组发50出力时的响应低尾水位时能淹没尾水冷却器，且留有0.5米的裕，又利便若干年后尾水冷却器的检修（它的安装检修可以用尾水门机起吊，低水位时撤除冷却器上部的固定螺栓即可吊出）。4竣事语马房电站的发机电冷却方式次在国内同类型机组上设计及使用。其水—水概况热交换器的安插形式与常规分歧，在设计思绪和设计观念上是一种立异，与同类型电站比力，有其独到的地方，值得同类型电站，非凡是在建电站借鉴推行使用。