电厂制氢站培训教材

氢气的制取和发电机的冷却 氢气的制取和发电机的冷却 第一节 发电机的冷却方式 1. 发电机冷却的重要性 发电机运转时要发生能量消耗，这是有一种能（机械能）转变为另一种能（电能）时所不可避免的。这些损耗的能量，最后都变成了热量，致使发电机的转子、定子、定子绕组等各部件的温度升高。 因为发电机的部件都是有铜质和铁质材料制成的，所以把这种能量消耗叫做铜损和铁损。为了保证发电机能在绕组绝缘材料允许的温度下长期运行，必须及时地把铜损和铁损所产生的热量导出，使发电机各主要部件的温升经常保持在允许的范围内。否则，发电机的温升就会继续升高，使绕组绝缘老化，出力降低，甚至烧坏，影响发电机的正常运行。因此，必须连续不断地将发电机产生的热量导出，这就需要强制冷却。 2. 发电机常用的冷却方式 发电机的冷却是通过冷却介质将热量传导出去来实现的。常用的冷却方式有： 2.1 空气冷却。 容量小的发电机（两万千瓦以下）多采用空气冷却，即使空气有发电机内部通过，将热量带出。这种冷却方式效率差，随着发电机容量的增大已逐渐被淘汰。 2.2 水 冷却。 把发电机转子和定子绕组线 圈 的铜线 作 成空心 ，运行中 使高纯 度的水 通过铜线 内部，带出热量使发电机冷却。这种冷却方式比 空气冷却效果 好 ，但 必须有一套 水 质处 理 系 统 和良 好的机械密 封 装 置 。目 前 ，大型 机组多采用这种冷却方式。 2.3 氢气冷却。 氢气对 热的传导率是空气的六 倍 以上 ，加 以它 是最轻 的一种气体 ，对 发电机转子的阻 力最小，所以大型 发电机多采用氢气冷却方式，即将氢气密 封 在发电机内部，使其 循 环 。循环 的氢气再 由 另设 的冷却器 通水 冷却。氢气冷却有可分 为氢气与 铜线 直 接 接 触 的内冷式（直 接 冷却）和氢气不直 接 与 铜线 接 触 的外 冷式两种。 当 前 除 了小容量（25MW 及以下）汽 轮 发电机仍 采用空气冷却外 ，功 率超 过50MW 的汽 轮 发电机都广 泛 采用了氢气冷却，氢气、水 冷却介质混 用的冷却方式。在冷却系 统 中 ，冷却介质可以按 照 不同 的方式组合 ，归 纳 起 来一般 有以下几 种： 2.3.1 定、转子绕组和定子铁芯 都采用氢表 面 冷却，即氢外 冷； 2.3.2 定子绕组和定子铁芯 采用氢表 面 冷却，转子绕组采用直 接 冷却（即氢内冷）； 2.3.3 定、转子绕组采用...