Dispositivo di raffreddamento del cuscinetto-Struttura della bobina Gruppo elettrogeno idroelettrico-Olio e acqua
Il vantaggio principale dei raffreddatori con cuscinetti a spirale- risiede nel design ottimizzato della struttura della bobina, che è anche fondamentale per soddisfare i requisiti di scambio di calore olio-acqua dei gruppi idro-generatori. Rispetto ai normali raffreddatori a fascio tubiero-e-, la struttura della bobina utilizza bobine avvolte continuamente come nucleo di scambio termico, solitamente realizzate con materiali resistenti alla corrosione-e termicamente conduttivi come tubi di rame e tubi di acciaio inossidabile (come 1Cr18Ni9Ti). Le bobine sono disposte ravvicinate e hanno un'ampia area di scambio termico, che può migliorare efficacemente l'efficienza dello scambio termico tra olio e acqua. La sua struttura complessiva è costituita principalmente da gruppi bobina, cappucci terminali, un guscio, supporti e guarnizioni. I coperchi terminali sono dotati di flange di ingresso e uscita dell'acqua di raffreddamento, che si collegano al sistema dell'acqua di raffreddamento dell'unità. Il mantello contiene olio lubrificante, con le bobine immerse nell'olio lubrificante, formando una modalità di scambio termico inverso "olio sul lato mantello, acqua sul lato tubo"-il calore dell'olio lubrificante ad alta-temperatura viene trasferito attraverso le pareti della bobina all'acqua di raffreddamento circolante all'interno dei tubi, quindi l'acqua di raffreddamento porta via il calore, ottenendo un rapido raffreddamento dell'olio lubrificante e mantenendo la temperatura dell'olio entro l'intervallo operativo sicuro (tipicamente 38 gradi ~55 gradi, adatto per i requisiti operativi ottimali degli oli per turbine No. 32 e No. 46).
Per le particolari condizioni operative del sistema di olio-acqua dell'unità idro-del generatore, il raffreddatore del cuscinetto del tipo a serpentina-è stato sottoposto a un'ottimizzazione mirata nella sua progettazione strutturale per adattarsi al complesso ambiente operativo della centrale elettrica. I gruppi elettrogeni idroelettrici funzionano in ambienti caratterizzati da vibrazioni frequenti, contenuto potenzialmente elevato di sabbia nell'acqua di raffreddamento e carichi stabili durante il funzionamento continuo a lungo-termine. Pertanto, le bobine dei raffreddatori a spirale-sono piegate a freddo-per ridurre la concentrazione dello stress in corrispondenza delle curve. Contemporaneamente, le bobine vengono collegate alla piastra tubiera tramite espansione del tubo o saldatura protetta da argon-per eliminare il rischio di perdite di olio-acqua. In caso di perdita, la pressione dell'acqua di raffreddamento superiore alla pressione dell'olio può causare la miscelazione dell'acqua di raffreddamento con l'olio lubrificante, con conseguente emulsione dell'olio, guasti alla lubrificazione e, in casi gravi, guasti ai cuscinetti. Al contrario, la pressione negativa durante l'arresto e l'interruzione dell'acqua-può causare l'infiltrazione di olio lubrificante nei tubi di raffreddamento, con conseguente calo del livello dell'olio nella coppa dell'olio e attivazione degli allarmi dell'unità. Inoltre, alcune unità di grandi dimensioni utilizzano una combinazione di più bobine collegate in serie e in parallelo. Ad esempio, ogni unità può essere dotata di 18 raffreddatori, di cui 3 collegati in serie e poi 6 in parallelo. Ciò migliora l'efficienza dello scambio di calore e garantisce il funzionamento continuo del sistema anche in caso di guasto di un singolo dispositivo di raffreddamento, migliorando la ridondanza del sistema olio-acqua.
Nelle applicazioni pratiche dei sistemi olio-acqua nelle unità idro-generatrici, le prestazioni dei raffreddatori con cuscinetti a serpentina-sono strettamente correlate alla loro installazione e manutenzione. La selezione adeguata basata sulla capacità dell’unità e sulle condizioni operative è fondamentale. Le considerazioni chiave per la selezione includono il materiale della bobina, l'area di scambio termico e l'adattamento della portata di olio-acqua: per le centrali elettriche con un elevato contenuto di sabbia nell'acqua di raffreddamento, sono preferibili serpentine in acciaio inossidabile-resistente all'usura per prevenire danni causati da sabbia e sedimenti; per le unità di grandi dimensioni, è possibile utilizzare batterie a spirale o combinazioni di più batterie in linea-per aumentare l'area di scambio termico e soddisfare i requisiti di scambio termico a carico elevato-; mentre le unità ausiliarie più piccole possono utilizzare raffreddatori a serpentina compatti a forma di U-per risparmiare spazio di installazione. Durante l'installazione, garantire una tenuta affidabile tra il radiatore, il serbatoio dell'olio e i tubi dell'acqua di raffreddamento. Utilizza guarnizioni in gomma resistenti all'olio-per isolare le camere dell'acqua e dell'olio e installa supporti di smorzamento delle vibrazioni-per ridurre l'impatto delle vibrazioni dell'unità sui collegamenti della bobina e prevenire guasti alle guarnizioni e danni alla bobina.
Durante il funzionamento e la manutenzione quotidiana, è necessario prestare particolare attenzione allo stato di isolamento dell'olio-acqua e all'efficienza dello scambio di calore del raffreddatore del tipo a serpentina-per evitare che accumuli di calcare, blocchi o perdite compromettano il funzionamento del sistema. Pulire regolarmente i tubi dell'acqua di raffreddamento per rimuovere sedimenti e incrostazioni, evitando una diminuzione dell'efficienza dello scambio termico. Monitora la qualità dell'olio in tempo reale utilizzando un dispositivo di monitoraggio dinamico dell'olio-acqua. Se si rileva emulsione dell'olio o livelli anomali dell'olio, indagare tempestivamente su eventuali perdite della bobina. Risolvi il problema sigillando le bobine danneggiate con perni di rame o sostituendo l'intero dispositivo di raffreddamento per garantire l'assenza di perdite incrociate-tra i sistemi dell'olio e dell'acqua. Rispettare scrupolosamente le procedure di chiusura e fornitura idrica. Prima di chiudere e interrompere l'alimentazione idrica, chiudere le valvole di ingresso e uscita. Quando si ripristina l'erogazione dell'acqua, aprire prima la valvola di ingresso, quindi la valvola di uscita per evitare l'accumulo di pressione negativa nei tubi, che potrebbe causare perdite e prolungare la durata del frigorifero.
Rispetto ad altri tipi di apparecchiature di raffreddamento come gli scambiatori di calore a piastre, i raffreddatori con cuscinetti a serpentina offrono maggiori vantaggi nei sistemi olio-acqua delle unità idro-generatrici: hanno una struttura semplice, sono di facile manutenzione, consentono lo smontaggio e la pulizia delle serpentine, hanno requisiti inferiori per la qualità dell'acqua di raffreddamento (non necessitano di filtrazione fine) e sono adatti per centrali elettriche in aree con fiumi contenenti elevati livelli di sedimenti; possiedono inoltre un'eccellente resistenza alla pressione, soddisfacendo le esigenze di carico elevato-del funzionamento continuo a lungo-termine delle unità idro-generatrici e offrono un'efficienza stabile dello scambio di calore, controllando efficacemente le temperature dei cuscinetti al di sotto dei livelli di allarme e prevenendo gli arresti delle unità dovuti al surriscaldamento. La loro applicazione non solo risolve il problema della dissipazione del calore dei cuscinetti nelle unità idro-generatrici, ma ottimizza anche la stabilità operativa del sistema olio-acqua, riduce i tassi di guasto delle apparecchiature e fornisce un forte supporto per la generazione di energia efficiente e sicura delle centrali elettriche.
Man mano che le unità idro-generatrici si evolvono verso capacità maggiori e parametri più elevati, anche il design strutturale dei raffreddatori con cuscinetti di tipo a serpentina-viene costantemente aggiornato. Ad esempio, l'utilizzo di bobine di forma irregolare per migliorare il coefficiente di trasferimento del calore, l'ottimizzazione del design del canale di flusso per ridurre la ritenzione dell'olio lubrificante e l'aggiunta di valvole di regolazione del flusso per ottenere un controllo preciso della temperatura dell'olio migliora ulteriormente la loro adattabilità ai sistemi olio-acqua e soddisfa i requisiti di raffreddamento in diverse condizioni operative. Essendo l'apparecchiatura principale per lo scambio di calore olio-acqua nelle unità idro-generatrici, l'applicazione razionale e la manutenzione scientifica dei raffreddatori con cuscinetti a serpentina-sono di grande importanza per garantire il funzionamento stabile a lungo-termine dell'unità, riducendo i costi di funzionamento e manutenzione e migliorando l'efficienza della produzione di energia.
