330 MW vandeniliu aušinamas generatorius: pagrindinis aušinimo sprendimas efektyviam energijos gamybai

Pagrindiniai principai ir sistemos sudėtis
330 MW vandeniliu aušinamo generatoriaus aušinimo sistema yra sutelkta aplink uždarą -kilpą, todėl pasiekiama tiksli temperatūros kontrolė dėl efektyvaus vandenilio dujų šilumos mainų. Visą sistemą sudaro keturi pagrindiniai komponentai, kurie kartu užtikrina stabilų įrangos veikimą.
1. Darbo principas
Kai generatorius veikia, abiejuose rotoriaus galuose esantys sraigto ventiliatoriai varo vandenilio dujas, kurios uždarai cirkuliuoja korpuso viduje, tekdamos per statoriaus šerdies oro kanalą ir rotoriaus apvijos ventiliacijos angas, sugerdamos apvijos ir šerdies generuojamą šilumą; Sugėrusios šilumą, karštos vandenilio dujos patenka į vandenilio aušintuvą, keičia šilumą su vamzdžio viduje cirkuliuojančiu vandeniu, atvėsta ir grįžta į generatoriaus vidų, kad nuolat pašalintų šilumą. Statoriaus apvijos temperatūra yra kontroliuojama saugiu diapazonu, mažesniu nei 90 laipsnių arba lygiu, o geležies šerdies temperatūra yra mažesnė arba lygi 80 laipsnių [7]. Sistema palaiko vandenilio grynumą (didesnis arba lygus 98%) ir slėgį (0,3-0,5 MPa) naudodama vandenilio papildymo įrenginį, dar labiau pagerindama šilumos laidumo efektyvumą.

Pagrindiniai vandenilio aušinimo technologijos pranašumai
Palyginti su aušinimo oru ir vandeniu sprendimais, 330 MW vandeniliu aušinamas generatorius turi didelių pranašumų dėl efektyvumo, energijos suvartojimo ir saugos, ypač tinka didelių ir vidutinių generatorių agregatų eksploatavimo poreikiams.
1. Padidinkite šilumos išsklaidymo efektyvumą 3-5 kartus
Vandenilio šilumos laidumas yra maždaug 7 kartus didesnis nei oro, ir jis pasižymi dideliu sklandumu. Jis gali prasiskverbti į siauras erdves, tokias kaip apvijų tarpai ir geležinės šerdies plyšiai, greitai ir tolygiai išsklaidyti šilumą. Esant tokiai pačiai apkrovai, apvijos temperatūra sumažinama 30-50 laipsnių, palyginti su oru aušinamais įrenginiais, todėl izoliacijos tarnavimo laikas labai pailgėja.
2. Sumažinkite energijos sąnaudas ir pagerinkite įrenginio efektyvumą
Vandenilio tankis yra tik 1/14 oro, o vėjo pasipriešinimas labai mažas, kai cirkuliuoja didelis -greitas. Vėdinimo ir mechaniniai nuostoliai sumažėja 60 % -80 %, palyginti su oru aušinamais įrenginiais, o tai gali padidinti bendrą generatoriaus efektyvumą 0,7 % -1,0 % ir kasmet sutaupyti daug elektros sąnaudų.
3. Saugus ir patikimas, tinkamas didelės apkrovos darbui
Vandenilis pasižymi stabiliomis cheminėmis savybėmis ir nepalaiko degimo (jis gali sprogti tik sumaišytas su oru iki 4% -75%). Jis negamina ozono veikiant koronos iškrovai ir gali apsaugoti izoliaciją; Tuo pačiu metu sistema turi visiškai uždarą sandarią konstrukciją ir sandarią alyvos sistemą, kad būtų veiksmingai išvengta nuotėkio ir atitiktų ilgalaikius 330 MW įrenginio veikimo visos apkrovos reikalavimus.

Pagrindiniai techniniai punktai
1. Vėdinimo ir vėsinimo dizainas
Taikant keturių penkių iš kelių srautų vėdinimo sistemą, rotoriaus korpusas yra padalintas į keturias įleidimo ir penkias išleidimo zonas ašine kryptimi. Rotoriaus apvijoje naudojamas oro tarpo frezavimo angos įstrižas srauto vidinis aušinimas, o galinėje apvijoje naudojamas išilginis ir skersinis vandenilio aušinimas, kad būtų užtikrintas vienodas šilumos išleidimas ir išvengta vietinio perkaitimo [9].
2. Sandarinimas ir saugos kontrolė
Sandarinimo alyvos sistema naudoja vieno srauto žiedo sandarinimo plytelę, kuri užsandarina tarpą tarp besisukančio veleno per alyvos plėvelę, kad būtų išvengta vandenilio dujų nutekėjimo ir oro patekimo;
Sukonfigūruokite vandenilio džiovintuvą, kad jis absorbuotų drėgmę per molekulinius sietus ir kontroliuotų vandenilio rasos tašką žemiau -20 laipsnių, kad izoliacija nesudrėktų;
Sujungus vandenilio pėdsakų analizatorių su muilo vandens nuotėkio aptikimu, reguliariai tikrinami flanšai, vožtuvai, galiniai dangteliai ir kitos pažeidžiamos vietos, siekiant užtikrinti, kad nuotėkio lygis atitiktų nacionalinius standartus [15].
3. Grynumo ir slėgio stebėjimas
Vandenilio grynumas turėtų būti 95% arba didesnis (pageidautina 98%), o sistema automatiškai įspės, kai grynumas nukris iki 95%; Sistemos slėgis paprastai valdomas 0,3-0,5 MPa, o aukšto slėgio aplinka gali dar labiau padidinti vandenilio dujų šilumos laidumą, tinkantį 330 MW didelės apkrovos sąlygomis.

Taikymo scenarijai ir vertė
330 MW vandeniliu aušinami generatoriai plačiai naudojami didelio masto šiluminėse elektrinėse, paskirstytos energijos projektuose, regioniniuose energijos tiekimo centruose ir kituose scenarijuose, ypač tinka bazinės apkrovos įrenginiams, kuriems reikalingas ilgalaikis -visos apkrovos veikimas.
1. Šiluminių jėgainių pagrindinė įranga
Kaip pagrindinė 330 MW šiluminių jėgainių įranga, vandeniliu aušinami generatoriai gali prisitaikyti prie superkritinių ir itin superkritinių įrenginių šilumos išsklaidymo poreikių, pagerinti įrenginių energijos gamybos efektyvumą, sumažinti įrenginio energijos suvartojimą ir sumažinti priežiūros išlaidas, padėdami šiluminiams blokams taupyti energiją ir sumažinti suvartojimą [11].
2. Paskirstyta energija ir avarinis elektros tiekimas
Paskirstytos energijos projektuose 330MW vandeniliu aušinamas generatorius gali lanksčiai prisitaikyti prie įvairių šilumos šaltinių, tokių kaip dujų turbinos ir biomasės energijos gamyba, bei greitai reaguoti į apkrovos pokyčius; Kaip avarinio maitinimo įranga, efektyvus šilumos išsklaidymo ir stabilaus veikimo pajėgumas gali užtikrinti nuolatinį regioninės energijos tiekimą elektros tinklo gedimo atveju.
3. Pramonės vertė ir ekonominė nauda
Efektyvumo didinimas: lyginant su oru{0}}aušinamais įrenginiais, energijos gamybos efektyvumas padidėjo 0,7–1,0 %, o metinis padidėjimas yra maždaug 2,3–3,3 mln. kWh (skaičiuojant pagal 7000 darbo valandų per metus);
Energijos sąnaudų mažinimas: Vėdinimo nuostoliai sumažėja 60-80%, kasmet sutaupoma daugiau nei 1 mln. kWh gamyklos elektros energijos ir sumažinamos eksploatacijos bei priežiūros išlaidos;
Saugus ir patikimas: Sumažinkite neplanuotas prastovos dėl perkaitimo, pagerinkite įrangos prieinamumą ir užtikrinkite stabilų elektros energijos tiekimą į elektros sistemą.

Eksploatavimo, priežiūros ir saugos standartai
1. Pagrindiniai kasdienės priežiūros punktai
Kasdienis vandenilio grynumo, slėgio ir nuotėkio greičio stebėjimas. Jei grynumas mažesnis nei 98%, vandenilis turi būti laiku papildytas, o jei jis yra mažesnis nei 95%, mašina turi būti išjungta, kad būtų pašalintos problemos;
Reguliariai valykite nuosėdas vandenilio aušintuvo vamzdžių viduje, kad užtikrintumėte šilumos perdavimo efektyvumą, ir laiku sureguliuokite aušinimo vandens srautą, kai aušinimo vandens temperatūra yra neįprasta;
Patikrinkite alyvos kokybę ir sandarinimo alyvos sistemos slėgį. Sandarinimo alyvos slėgis visada turi būti 0,05–0,1 MPa didesnis už vandenilio slėgį, kad būtų išvengta alyvos plėvelės plyšimo;
Kartą per ketvirtį aptikkite vandenilio nuotėkį, naudodami vandenilio analizatorių, kad apimtų visą sistemą. Išjungimo metu galima patikrinti, ar nėra nuotėkio, naudojant muilinį vandenį.
2. Saugos eksploatavimo standartai
Vandenilio pakeitimui reikia naudoti CO ₂ kaip tarpinę terpę, griežtai laikantis proceso „pirmiausia išleidžiamas vandenilis, tada įpilamas vandenilis“, kad būtų išvengta vandenilio deguonies mišinio sprogimo;
Kompiuterių kambaryje įdiekite vandenilio koncentracijos monitorių, kurio pavojaus slenkstis yra Mažiau nei 1% (tūrio dalis), ir susieta išmetimo sistema automatiškai įsijungs;
Operatoriai turi turėti darbo pažymėjimą, būti susipažinę su vandenilio aušinimo sistemų reagavimo į avarijas procesu ir turėti saugos įrangą, pvz., gesintuvus ir cheminius apsauginius kostiumus.
Pramonės standartai ir technologijų tendencijos
1. Pagrindiniai pramonės standartai
330 MW vandeniliu aušinamo generatoriaus projektavimas, priežiūra ir eksploatavimas turi atitikti šiuos nacionalinius standartus ir pramonės specifikacijas Nacionalinės standartinės informacijos viešųjų paslaugų platformoje [14]:
DL/T 1766.4-2021 „Vandeniu vandeniliu aušinamo garo turbinos generatoriaus techninės priežiūros gairės 4 dalis. Vandenilio aušinimo sistemos priežiūra“
NB/T 25068-2017 Atominės elektrinės generatoriaus vandenilio alyvos vandens sistemos techninės sąlygos
Nacionalinės energetikos administracijos „Dvidešimt penkios apsaugos nuo nelaimingų atsitikimų priemonės“ (paaiškinkite vandenilio nuotėkio tvarkymo standartą: mažesnis arba lygus 0,3 m ³/d yra normalus, didesnis arba lygus 0,3 m ³/d, planuojamas defektų pašalinimas, o didesnis arba lygus 5 m ³/d) nedelsiant išjungiamas.
2. Technologijų plėtros tendencijos
Visiškas vandenilio aušinimo technologijos atnaujinimas: naudojant statoriaus, rotoriaus ir geležies šerdies aušinimo terpę 99,9% arba didesnio grynumo vandenilio dujas, pakeičiant tradicinį vandens aušinimą vandeniliu, toliau gerinant efektyvumą ir kontroliuojant vandenilio nuotėkį iki 0,5 m³/d (tik 40% nacionalinio standarto);
Pažangios stebėjimo ir sandarinimo naujovės: AI ir didelio{0}}tikslios optinio jutimo technologijos integravimas, kad realiuoju laiku būtų galima išmaniai stebėti vandenilio nuotėkį, grynumą ir slėgį, kartu optimizuojant sandarinimo įrenginius, siekiant sumažinti nuotėkio riziką [11];
Mažų nuostolių konstrukcijos optimizavimas: naudojant tokias technologijas kaip elastinė atrama rotoriaus gale ir magnetinė ekranacija statoriaus gale, sumažėja mechaninė vibracija ir nuostoliai, pailgėja įrangos eksploatavimo laikas.
Santrauka
330 MW vandeniliu aušinamas generatorius, kurio pagrindiniai privalumai yra efektyvus šilumos išsklaidymo, mažos energijos sąnaudos ir didelis saugumas, tapo idealiu aušinimo sprendimu 330 000 kilovatų lygio elektros energijos gamybos agregatams. Jo mokslinis sistemos dizainas, griežta saugos kontrolė ir platus pritaikymo galimybės gali ne tik patenkinti ilgalaikius didelių šiluminės energijos blokų ir paskirstytos energijos projektų eksploatavimo poreikius, bet ir padėti energijos sistemai taupyti energiją, sumažinti suvartojimą, užtikrinti saugumą ir stabilumą. Nuolat diegiant technologijas, tokias kaip visiškas aušinimas vandeniliu ir išmanusis stebėjimas, 330 MW vandeniliu aušinamas generatorius parodys platesnes taikymo perspektyvas elektros įrangos srityje, teikdamas pagrindinę paramą pasaulinei energijos transformacijai.