发电厂励磁间降温除尘改造及应用研究

【内容摘要】本文所讲是励磁小间就是电厂里面专门摆放励磁设备的小房间，大型火力发电厂，使用自并励励磁方式，都会配置专门独立的小房间，房间做封闭式设计。由于励磁系统功率柜发热量非常大，因此励磁小间室内环境温度普遍较高，励磁调节器的最高温度不得超过 65℃。所以励磁小间的冷却问题直接影响机组的可靠运行。为保证励磁小间的运行温度，国内对励磁小间普遍采用的是空调或空-水冷强制能量转换制冷的降温方式。由于励磁系统大多采用室内直排的散热方式，且房间设计的极为严密，励磁系统产生的热量无法与空调或空水冷的制冷量匹配，热量被大部分滞留在房间内，导致励磁小间温度居高不下。本文以降低励磁间温度提高励磁装置可靠性为基础，结合魏家峁煤电公司励磁装置各部件运行状况及冷却装置情况，提出解决励磁小间降温除尘的改造方案。

【关 键 词】 励磁，容量，滤网，改造，自洁

第1章  绪论

励磁小间超温是国内电力企业普遍面临的问题。功率较大的励磁系统，4％的功率损耗主要以热量形式散失在励磁小间内。其中多数热量是以对流的方式排出，但还有一部分热量是以传导、辐射的方式直接散布于室内，每套励磁系统都相当于一个大型电加热器。不但自身发热，所产生的热量还会将室内空气加热，热空气在室内形成空气对流，将热能传递至房间的每一个角落。励磁小间内现场环境温度过高，会造成励磁系统运行不正常，加速绝缘层老化，绕组短路，导致励磁系统不能正常工作。

我公司《设备可靠性管理实施规范》对励磁装置运行温度根据实际需要总的要求是：励磁装置元器件工作温度不大于65℃，且环境温度不大于35℃。但是现在测量机组励磁系统室温经常在规范临界温度，且元器件由于室温高导致超温，两项指标远远小于规范提出的要求。通过对励磁系统原理和工作环境详细了解，制定出一套完整、可行的改造升级方案。

第2章励磁小间降温除尘系统改造方案及选择

2.1励磁小间冷却系统分析

励磁系统是是发电厂重要的生产设备，发变组重要组成部分，该系统由于布置大量精密电子仪器，对温湿度及除尘效果要求极其严格，但目前的冷却方式分为一下几种。

2.1.1加装空调 

优点：制冷方式简单、直接。

缺点：

①局限性：励磁系统功率配置普遍较大。

②间接性：利用空调对励磁小间降温，其降温方式属于“间接制冷”。

③耗能高：励磁小间通常空间狭小，使用空调制冷，耗能高。

④功能单一：空调只针对降温有一定的功效。

⑤维护量大：在高温环境中运行的空调，损坏率很高，对后期的维护保养有很高的要求。

2.1.2 安装空-水冷装置  

优点：采用内循环冷却方式，避免了外界环境的干扰。

缺点：

①危害性大：如果一旦水冷装置出现问题或故障，对励磁系统将是致命的影响。

②安装工艺复杂：整体工艺需要铺设送水管、回水管；大型风道；增压风机；冷热交换系统等多道工序并进行系统测试，工程浩大，投资昂贵。

③冷热转换率低：空-水冷的转换率比较低，只比环境温度小一些。

④空气湿度较高: 励磁系统内部普遍含有大量灰尘，采用空-水冷装置，空气的湿度有所增加。

⑤故障率高: 受低温冻害影响，电厂每年都会有蒸发器因不能及时关闭水源而冻裂，喷洒出的水严重影响励磁系统的安全运行。

2.1.3 新风机组 

优点：通过室内外空气不间断循环，让室内环境全天候富含新鲜的空气。

缺点：

① 空气流量小: 新风机组针对于居家、办公场所有一定的应用效果。但如果针对于励磁小间这种高温发热的场所，补风量明显不足。

② 过滤工艺粗糙: 新风机组需要定期更换过滤网，如果不及时清理过滤网，很可能成为室内的污染源，所以需要经常对新风系统或新风器的滤网和机芯进行更换。

2.1.4降温除尘装置

工作方式：降温除尘装置将室外环境空气经除灰、降焓、脱磁处理后，经补风风机快速的充入到励磁小间内，置换出房间内高温气体，利用室内外空气的流动性、比焓性等物理性能，实现励磁小间补风、除灰、降温的目的。

工作原理：降温除尘装置是按照空气动力学的守恒定律设计而成。励磁系统在工作过程中需要大量的干燥洁净空气作为冷却介质，室内所需要的空气，从室外空间吸取，空气经固态波形除水器-滤除大颗粒粉尘粒子和液态水滴；自洁式滤网（发明创造专利技术）-自动清除滤网拦截的灰尘；高斯磁过滤脱磁（发明创造专利技术）-拦截空气中磁性颗粒物和铁屑；自动控制-根据室内温度自动调整工作状态等一系列工艺，使室外空气成为干燥洁净的新鲜空气。新鲜空气经补风风机二次加压，送风风道的传递，以强制通风的方式快速充入到励磁小间内，将室内的热空气置换出来，起到降温目的。

优点：可节省大量的能源。  

缺点：一次性投资大。

2.2系统改造升级方案

在励磁小间室外自然环境中安装降温除尘装置，该装置将室外环境空气过滤、净化、脱水、降焓、脱磁等一系列工艺处理后，经补风风机的二次加压和风道的传送，将室外环境空气送入到励磁小间内，使室内充满干燥、洁净、低温、流动、正压的空气，以保证励磁系统对空气的制冷需求。继续保留原有的排风风道，作为热空气置换排放孔，促进热空气向室外的强制流动。

2.3具体施工步骤

    （1）在励磁小间的车间外选择一处适当空间位置，该位置要求距离所保护的励磁小间直线距离要近，空间开阔。在该处位置修建2.5米长*1.5米宽*0.3米高的水泥平台1座，以固定降温除尘装置。

（2）在励磁小间的适当位置开启 420mm*350mm 孔洞1个，作为风道的进入口。采用 416mm*340mm 风道，将降温除尘装置补风风机出风口用风道连接，根据空间走向穿过励磁小间墙体上的孔洞，将风道延伸至励磁小间，将室外的新鲜空气采用强制通风的方式引入到励磁小间内。同时，励磁小间原有设施保持不变，并在励磁小间墙体适当位置开孔，孔径φ 300mm，固定安装排风系统，作为热空气的排放口。

（3）电缆布置，电源取自励磁小间内部的控制电源或周边其他控制电源。电缆布置方向应符合相关电气设计规范，空间走位要规范、合理。同步将地线焊接完整。施工结束，所有施工人员清理好现场，整体工程进行所有组件性能正确试验及所有接线正确性试验。

（4）整机测试，调试出最佳运行参数，试验全部完成达标后，工程进行总体交接。

第3章 励磁小间降温除尘系统改造实施效果分析 

夏季时，启动正常降温除尘功能。在春、秋、冬三个季节，利用季节和温差优势，将室

外的空气经除灰、脱磁后直接送入到励磁小间内，节省大量的能源。实现节能降耗目标。

由吹尘风机对滤网进行反吹冲洗，将滤网外表面的粉尘吹落。同时，吸尘风机会将吹落

的灰尘集中统一收集并处理。自洁系统设定时间自动程序控制工作。

不占用励磁小间内部空间容积，充分利用室外空间和现有的条件。

第4章 结论与展望

本文所提出的关于励磁小间降温除尘系统改造升级所需解决的励磁小间通风设计不合理和温度高这两个问题，通过建立励磁小间系统降温除尘改造项目方案，得到更加客观、科学、合理、有效的综合评价结果。将最好解决方案应用到日后的改造升级实践中去。

目前，随着我国对电厂稳定性要求的提高以及新技术发展应用愈来愈普及， 火电厂励磁小间降温除尘系统改造升级更是需要节能与高效并重。我励磁小间降温除尘系统改造升级将会为更多电厂同样改造需求提供范例。