Монтаж системы охлаждения генератора

Как выбрать вентиляцию для генератора

Оглавление

Введение

Электрогенератор в процессе работы выделяет большое количество тепла, поэтому в случае установки генератора в помещении необходимо как минимум предусмотреть систему приточно-вытяжной вентиляции и систему отвода выхлопных газов. В этой статье мы рассмотрим установку бензинового генератора в помещении с принудительной системой вентиляции. Разберём для чего необходима система вентиляции, какие ошибки допускаются чаще всего при установке системы вентиляции.

Внимание!

Некачественно смонтированная и неправильно рассчитанная система приточно-вытяжной вентиляции может привести к:

• Пожару.
• Объемному взрыву.
• Задымлению помещения
• Оплавлению пластиковых частей электрогенератора.
• Перегреву двигателя и выходу его из строя.
• Порче вещей и оборудования, находящегося в помещении с генератором.

Основные правила

Эффективный отвод тепла и приток свежего воздуха – это одна из важнейших задач при монтаже генераторной установки в помещении. Горячий воздух необходимо отводить от электрогенератора. Для этой цели используется вентилятор, который автоматически включается при запуске генератора. Производительность вентилятора подбирается исходя из мощности электрогенератора. Для притока холодного воздуха в помещение используется либо приточный клапан (отверстие в стене) либо дополнительный подпорный вентилятор.

Первостепенной задачей в проектировании системы приточно-вытяжной вентиляции является расчет необходимой производительности вентилятора для данного генератора. Формула и алгоритм расчета приведены ниже. Недостаточная производительность вентилятора может привести к перегреву как генератора, так и помещения в целом со всеми вытекающими последствиями. Оптимально использование промышленных осевых вентиляторов из-за их невысокой цены и простоты монтажа. Важно чтобы максимальная температура рабочей среды (прокачиваемого воздуха) и максимальная температура окружающей среды (температуры помещения) не превышала паспортные значения вентилятора. Из всего вышесказанного использование бытовых маломощных пластиковых вентиляторов НЕ ДОПУСКАЕТСЯ.

В случае применения осевого вентилятора площадь приточного отверстия должна равняться двум площадям вентилятора(S=пи*R^2). Это связано с тем, что осевые вентиляторы не работают в разряжении (их производительность падает в несколько раз). Поэтому чтобы оно не создавалось, приточный воздух должен успевать поступать в помещение быстрее чем удаляется вентилятором, для этого площадь приточного отверстия должна быть достаточной. В случае невозможности размещения большого отверстия в стене, возможно использование второго — подпорного вентилятора. Важно: производительности вентиляторов при этом не суммируются.

Приточное отверстие необходимо размещать не выше 30 сантиметров от уровня пола, а вытяжное отверстие располагать не ниже 30 сантиметров от потолка. Такое расположение отверстия обусловлено тем, что плотность горячего воздуха ниже площади холодного, поэтому горячий воздух подымается вверх. Также минимальное расстояние между приточным и вытяжным отверстием должно быть не менее 2метров, с целью недопущения попадания вытяжного воздуха обратно в приток.

Температура в помещении, где устанавливается бензогенератор не должна опускаться ниже 0 градусов Цельсия. Это связано с тем, что в процессе работы генератора и системы вентиляции в помещении образуется влага, которая конденсируется на стенах, что приводит к образованию инея на стенах и увеличению влажности. Повышенная влажность способствует образованию конденсата на воздушном фильтре и карбюраторе двигателя. Снижение температуры ниже 0 градусов приведет к образованию льда в воздушном фильтре и карбюраторе, что сделает невозможным последующий запуск генератора. Альтернативой обогрева помещения, может служить подогрев карбюратора генератора, что исключит возможность замерзания конденсата.

В случае обогрева помещения необходимо предусмотреть механизм закрытия приточного и вытяжного отверстия при простое генератора, чтобы тепло не уходило наружу. Это достигается установкой лило специальных жалюзи с электроприводом, которые открываются автоматически при работе генератора, либо особыми инерционными решетками, которые открываются потоком воздуха, при работе вентилятора.

Необходимо ОБЯЗАТЕЛЬНО предусмотреть систему автоматической остановки генератора в случае перегрева помещения. Такая ситуация может возникнуть, например, в случае попадания мусорного пакета в приточное отверстие, либо в случае выхода вытяжного вентилятора из строя, либо его перегрева. Для этой цели используется специализированный термостат, который автоматически глушит генератор при превышении температуры внутри помещения выше установленной. Устанавливается на расстоянии 1.5метра от потолка. Без этого термостата эксплуатация бензогенератора в помещении ЗАПРЕЩЕНА, т.к. перегрев может привести к серьезным последствиям.

Приточное отверстие снаружи необходимо закрыть декоративной решеткой, которая защищает отверстие и стену здания от попадания воды и проникновению грызунов и насекомых.

Расчет производительности вентилятора

Производительность вентилятора рассчитывается исходя из количества теплоты (тепла выделяемого генератором при сгорании топлива) и дельте температур выдуваемого и приточного воздуха. В основе расчета лежит формула:

Расчет избытка теплоты Qизб рассчитывается из удельной теплоты сгорания бензина и его расхода в час. Также необходимо учесть количество теплоты уходящего с выхлопными газами, которое не будет учитываться в расчете избытка теплоты Qизб. Для бензинового карбюраторного двигателя количество теплоты, уходящего с выхлопными газами Qгаз находится в диапазоне от 30 до 55 процентов исходя из теплового баланса двигателя внутреннего сгорания. В расчете используем минимальное значение Qгаз = 30%.

С учётом вышесказанного расчет избытка теплоты Qизб рассчитывается по формуле:

С учетом формулы (1) и формулы (2) получаем итоговую формулу (3) расчета производительности вентилятора в зависимости от температуры приточного, выдуваемого воздуха и расхода топлива бензинового генератора:

Производительность вентилятора по формуле (3) необходимо рассчитывать с максимально возможными входными параметрами. Например, брать в расчет максимально возможную температуру уличного(приточного) воздуха в регионе установки бензогенератора (например Лето +35 Градусов Цельсия), максимально допустимую температуру выдуваемого воздуха (как правило не более +60 градусов Цельсия), максимально возможный расход топлива(большинство производителей электро генераторов в паспорте указывают расход топлива при 75% нагрузке, в расчете необходимо учитывать максимально возможный расход топлива при 100% нагрузке).

Таким образом используя формулу (3) можно легко рассчитать необходимую производительность вентилятора конкретного генератора, зная его расход топлива.

Калькулятор расчета производительности вентилятора для генератора.

В основе расчета online-калькулятор лежат приведенные выше формулы. В качестве входящих данных используются: расход топлива бензогенератора, температура приточного(уличного) воздуха, температура выдуваемого воздуха.

Источник

Гидравлическое оборудование ГЭС и его монтаж — Вспомогательные устройства генераторов

Содержание материала

К вспомогательным устройствам генератора относятся: тормозная система, система возбуждения генератора, вентиляционные устройства, средства пожаротушения.

Тормозная система. Если гидрогенератор предоставить самоторможению после выключения его из работы, то длительное вращение ротора с низкими скоростями вызовет ухудшение условий смазки подпятника и может привести к выходу его из строя. Поэтому для уменьшения времени вращения ротора гидроагрегата при низких скоростях во всех гидрогенераторах предусматривается торможение его вращающихся частей. Тормозная система должна обеспечивать непрерывное торможение гидрогенератора при его остановке, после того как будет прекращен доступ воды в гидротурбину, генератор отключен от электрической сети и скорость вращения его снизится до 35% номинальной. Торможение генераторов мощностью 1 000 ква и выше производится воздушной тормозной системой, работающей при давлении около 7 ати.

Тормозная система состоит из установленных на нижней крестовине или фундаменте генератора тормозных домкратов поршневого типа с подушками трения, упирающимися при торможении в массивное тормозное кольцо, закрепленное в нижней части обода ротора. Тормозные устройства служат также домкратами для подъема ротора агрегата. В этих случаях в нижнюю полость тормозных цилиндров от передвижного масляного насоса подается масло давлением до 100 кГ/см2.
Возбуждение синхронных гидрогенераторов производится постоянным током, который проходит через обмотку ротора (полюсы) и создает магнитное поле. На современных гидроэлектростанциях большой мощности применяются следующие системы возбуждения гидрогенераторов:

1. прямое (непосредственное) индивидуальное возбуждение осуществляется генератором постоянного тока (возбудителем), расположенным над ротором каждого генератора и жестко связанным с его валом. В более мощных генераторах для возбуждения применяется двухмашинная группа, состоящая из генератора постоянного тока (возбудителя) и связанного с ним второго генератора постоянного тока малой мощности (подвозбудителя), предназначенного для возбуждения возбудителя;
2. косвенное индивидуальное возбуждение состоит из расположенного на валу каждого генератора вспомогательного синхронного генератора переменного тока, его возбудителя с подвозбудителем и преобразовательного агрегата, установленного вблизи каждого гидрогенератора и состоящего из асинхронного двигателя и генератора постоянного тока. Вспомогательный синхронный генератор питает асинхронный двигатель, приводящий в движение генератор постоянного тока, от которого подается возбуждение на полюсы ротора генератора;
3. косвенное централизованное возбуждение, когда для группы из двух—четырех гидрогенераторов устанавливается один общий преобразовательный агрегат, асинхронный двигатель которого питается переменным трехфазным током от энергосистемы через трансформатор собственных нужд. Возбуждение всех гидрогенераторов группы питается постоянным током от генератора преобразовательного агрегата;
4. система ионного возбуждения, в которой преобразование переменного тока в постоянный производится ионными преобразователями— выпрямителями (ионными вентилями). Питание ионных выпрямителей переменным током производится от вспомогательных синхронных генераторов, расположенных на валу каждого гидрогенератора, через специальные трансформаторы.

Применяются также системы, в которых ионные выпрямители питаются от трансформаторов, подключенных к выводам генератора. В этом случае вспомогательные генераторы на валах главных генераторов не предусматриваются.
Наибольшее распространение на гидроэлектростанциях получила система прямого индивидуального возбуждения, зарекомендовавшая себя как наиболее простая и надежная в эксплуатации. Однако она практически неприменима для современных сверхмощных гидрогенераторов из-за большой мощности и громоздкости требуемых возбудителей. Поэтому на крупных гидроэлектростанциях в настоящее время применяют обычно систему ионного возбуждения с установкой на одном валу с генератором вспомогательного синхронного генератора, располагаемого в тихоходных генераторах под ротором, а в быстроходных — над ротором.
Регуляторный генератор. Привод центробежного маятника автоматического регулятора скорости в современных гидроагрегатах осуществляется с помощью электродвигателя, питаемого током от специального регуляторного генератора. Регуляторный генератор представляет собой трехфазный синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов. Этот генератор устанавливается, как правило, в верхней части агрегата и связывается с валом генератора.

Регуляторные генераторы выполняются обычно в виде отдельной машины на подшипниках качения, соединенной с валом главного генератора при помощи эластичной муфты «ли шлицевого валика.

Рис. 5-15. Вентиляционная схема гидрогенератора.
Система охлаждения генератора предназначена для интенсивного обмена воздуха у активных частей статора и ротора. Генераторы мощностью до 4000 ква изготовляются с самовентиляцией по разомкнутому циклу, а генераторы мощностью 4 000 ква и выше — с самовентиляцией по замкнутому циклу.

При охлаждении по разомкнутому циклу воздух забирается извне и выпускается туда же. Для предохранения от поступления в генератор пыли в месте забора воздуха должны устанавливаться соответствующие фильтры.
В случае охлаждения по замкнутому циклу в генераторе непрерывно циркулирует одна и та же порция воздуха, нагревающегося в генераторе и охлаждающегося затем в водяных воздухоохладителях. При этой системе охлаждения обеспечивается предохранение генератора от попадания в него пыли и понижается опасность распространения возможного пожара при внутреннем коротком замыкании в обмотках генератора.
Для охлаждения современных крупных гидрогенераторов применяется радиальная замкнутая система самовентиляции воздуха (рис. 6-15). В качестве напорных элементов, обеспечивающих подачу охлаждающего воздуха, используются специальные лопасти, устанавливаемые на торцах обода ротора, вентиляционное действие которых охлаждает обмотки статора и ротора. Полюсы ротора также всасывают воздух через радиальные каналы ротора и направляют его на тепловыделяющие поверхности сердечника и пазовой части обмотки статора.
При создании уникальных гидроагрегатов сверхвысоких мощностей возникла необходимость взамен обычной системы охлаждения самовентиляцией воздуха применить более эффективную комбинированную систему охлаждения генератора с охлаждением обмотки статора водой и форсированным воздушным охлаждением ротора. Такая система охлаждения должна повысить надежность работы генераторов.

Пожаротушение.

Тушение пожаров, которые могут возникнуть внутри генератора при повреждениях и коротком замыкании обмоток статора или ротора, производится, как правило, водой. Для этой цели внутри гидрогенераторов мощностью свыше 1 700 ква в зоне верхних и нижних лобовых частей обмоток статора устанавливаются два кольцевых трубопровода. Трубопроводы имеют большое количество мелких отверстий, направленных на обмотку, через которые и подается вода при пожаре.
Трубопроводы системы пожаротушения подсоединяются к сети технического водоснабжения. Включение трубопроводов пожаротушения при пожаре осуществляется с помощью дистанционно управляемых клапанов.

Источник