Pakotetut öljy- ja vesijäähdyttimet muuntajille

 Pakotetut{0}}öljynjäähdyttimet (FOC)

(I) Toimintaperiaate

Pakotetut-öljynjäähdyttimet perustuvat ydinlogiikkaan "pakotettu kierto + ilmajäähdytys", mikä katkaisee luonnollisen öljykierron jäähdytyksen riippuvuuden lämpötilaerosta. Ohjaamalla aktiivisesti öljyn virtausta nopeuttamaan kiertoa, ne parantavat merkittävästi lämmönpoistotehokkuutta. Kansainvälisen sähköteknisen komission (IEC) standardin 60076-2:2011 mukaan sen jäähdytysmenetelmä on koodattu OFAF:ksi (Oil Forced-Air Forced), mikä tarkoittaa sisäistä pakotettua öljynkiertoa ja ulkoista pakotettua ilmankiertoa. Käytön aikana erillinen uppopumppu ottaa kuumaa öljyä säiliön yläkerroksesta, paineistaa sen ja lähettää sen jäähdyttimen rungon lämmönpoistoputkikimppuun. Samanaikaisesti jäähdytyspuhallin käynnistyy ja pakottaa ilman virtaamaan nopeasti lämmönpoistoputkien pinnan yli. Lämmön johtumisen ja konvektion kautta kuumassa öljyssä oleva lämpö siirtyy nopeasti ilmaan. Jäähdytetyllä muuntajaöljyllä on alhaisempi lämpötila ja suurempi tiheys, ja se virtaa takaisin muuntajasäiliön pohjalle alemman yhdysputken kautta jäähdyttämään sydäntä ja käämityksiä, muodostaen täydellisen pakotetun öljykierron lämmönpoistosilmukan, joka poistaa jatkuvasti laitteen käytön aikana syntyvän lämmön.

(2) Rakennerakenne

Pakotettu öljynjäähdytin koostuu pääasiassa jäähdyttimen rungosta, uppopumpusta, jäähdytystuulettimesta, öljyputkijärjestelmästä, sähköisestä ohjausrasiasta ja lisäsuojakomponenteista. Jääkaapin rungossa on tyypillisesti putki-riparakenne, jossa lämmönpoistoputket on valmistettu korroosiota-kestävästä, korkean-lämpöä-johtavasta kupari- tai alumiiniletkusta, joka on ulkopuolelta ripattu lämmönpoistoalueen lisäämiseksi. Uppopumppu öljyn kierron virtalähteenä on korkea hyötysuhde, alhainen melu ja öljyn korroosionkestävyys, mikä varmistaa vakaan öljyn kierron. Jäähdytyspuhallin on enimmäkseen aksiaalivirtauspuhallin, jota ohjataan lämpötila-anturilla ja joka käynnistyy vasta, kun öljyn lämpötila saavuttaa asetetun arvon, mikä mahdollistaa energiansäästön. Sähköinen ohjausrasia on vastuussa öljypumpun ja puhaltimen käynnistyksen ja pysäytyksen yleisestä ohjauksesta, ja se sisältää myös lämpötilan ja öljyvirtauksen valvontatoiminnot. Lisäsuojakomponentteja ovat öljyvirtauksen osoittimet ja paine-eron merkit, jotka voivat antaa hälytyssignaaleja, jos öljyn kiertohäiriö tai epänormaali vedenpaine{10}ero, mikä varmistaa laitteiden turvallisuuden.

(3) Ydinominaisuudet ja sovellusskenaariot
Pakotettujen öljynjäähdyttimien tärkein etu on niiden korkea lämmönpoistotehokkuus. ONAF-menetelmiin verrattuna niiden lämmönpoistotehokkuutta voidaan lisätä yli 30 %, mikä voi täyttää suurten muuntajien lämmönpoistotarpeet suuren kuormituksen aikana; Rakenne on suhteellisen kompakti ja se voidaan asentaa suoraan muuntajan runkoon pienellä jalanjäljillä ja kohtuullisella huoltotyömäärällä; Vahva mukautumiskyky, voi säätää lämmönpoistokapasiteettia lisäämällä tai vähentämällä käynnissä olevien jäähdyttimien määrää muuntajan kuormituksen muutosten mukaan ja saavuttaa kuormituksen ja lämmön haihtumisen yhteensopivuus.

Sen sovellusskenaariot keskittyvät pääasiassa suuriin{0}}korkeajännitemuuntajiin, erityisesti tehomuuntajiin, joiden jännitetaso on vähintään 220 kV ja kapasiteetti vähintään 120 MVA ja joita käytetään laajalti sähköasemissa, voimalaitoksissa, teollisuuslaitoksissa ja muissa skenaarioissa. Erikoisskenaarioissa, kuten keskikanavan joustavat suorat takaisin-to-takaisin muunnosasemilla, myös matala-meluisia öljynjäähdyttimiä käytetään vähentämään toimintamelua yhdistettynä hiljaisiin uppopumppuihin minimoidakseen laitteiden toiminnan vaikutuksen ympäristöön.

Pakotetut vesijäähdyttimet (FWC) muuntajille
(1) Toimintaperiaate

Pakotettu vesijäähdytin käyttää kaksoisjäähdytystilaa "pakotettu öljykierto + vesijäähdytys", ja sen vakiojäähdytysmenetelmä on koodattu nimellä OFWF (Oil Forced Water Forced), mikä tarkoittaa sisäistä öljyn pakkokiertoa ja ulkoista vesikiertoa. Ydinlogiikka on hyödyntää veden korkeaa ominaislämpökapasiteettia ja lämmönjohtavuutta ilmaan verrattuna ja saavuttaa tehokas lämmönpoisto öljyn-lämmönvaihdon avulla. Upotettava öljypumppu poimii käytön aikana kuuman öljyn muuntajan öljysäiliöstä ja lähettää sen öljy-vesilämmönvaihtimeen (jäähdytinrunko). Samalla kiertovesipumppu pumppaa jäähdytysvettä (lähinnä teollisuuden kiertovettä tai jokivettä) lämmönvaihtimen toiseen kanavaan. Kuuma öljy ja jäähdytysvesi virtaavat vastakkaisiin suuntiin lämmönvaihtimen sisällä ja lämmön johtumisen kautta kuumassa öljyssä oleva lämpö siirtyy nopeasti jäähdytysveteen; Jäähtynyt muuntajaöljy virtaa takaisin öljysäiliöön jatkaakseen osallistumista jäähdytyskiertoon, kun taas lämpöä imevä jäähdytysvesi poistuu jäähdyttimestä. Myöhemmän jäähdytyskäsittelyn jälkeen se voidaan kierrättää tai tyhjentää suoraan, jolloin muodostuu kaksoisjäähdytyspiiri "öljykierto + vesikierto".

On syytä huomata, että käytön aikana on varmistettava, että öljynpaine on korkeampi kuin vedenpaine. Jos lämmönvaihtoputki repeytyy ja vettä pääsee muuntajaöljyyn, se aiheuttaa eristysvaurioita ja aiheuttaa katastrofaalisia onnettomuuksia. Siksi tällä järjestelmällä on erittäin korkeat vaatimukset tiivistyskyvylle.

(2) Rakenne Rakenteeltaan pakotetun vedenjäähdyttimen rakenne on monimutkaisempi kuin pakotetun öljynjäähdyttimen, ja se koostuu pääasiassa jäähdyttimen rungosta, uppoöljypumpusta, kiertovesipumpusta, öljy-vesiputkijärjestelmästä, sähköisestä ohjausrasiasta ja turvasuojalaitteista. Jäähdytinrunko (öljy-veden lämmönvaihdin) koostuu yhdestä öljykammiosta ja kahdesta vesikammiosta. Öljykammio on täytetty tiiviisti pakatuilla jäähdytysputkilla, joiden läpi jäähdytysvesi virtaa. Ulompi öljykammio on jaettu useisiin kanaviin ohjauslevyillä, mikä varmistaa, että kuuma öljy virtaa mutkaisesti jäähdytysputkien pinnalla, mikä parantaa lämmönvaihdon tehokkuutta. Vesikammio on jaettu ylempään ja alempaan kammioon, ja alempi vesikammio on jaettu edelleen kahteen onteloon, jolloin jäähdytysvesi voi virrata kaksisuuntaisesti, mikä lisää lämmön poistumista entisestään. Öljy-vesiputkistojärjestelmä on varustettu venttiileillä, suodattimilla ja muilla komponenteilla, jotka säätelevät öljyn ja veden virtausnopeuksia, suodattavat epäpuhtauksia ja estävät putkien tukkeutumisen. Öljyn virtausosoittimien ja paine-erosignaalien lisäksi turvasuojalaitteet sisältävät vedenpinnan valvonta- ja vedenpaineen valvontakomponentteja, joilla seurataan reaaliaikaisesti vedenkiertojärjestelmän toimintatilaa ja havaitaan viipymättä vuodot, vesipulat ja muut ongelmat.

(3) Ydinominaisuudet ja sovellusskenaariot

Pakkovesijäähdyttimien suurin etu on niiden erittäin korkea lämmönpoistotehokkuus. Samalla jäähdytysteholla niiden tilavuus on paljon pienempi kuin pakotettujen öljynjäähdyttimien, ne ovat kevyempiä ja toimivat pienemmällä melulla (ei tuulettimen ääntä), mikä helpottaa sisäasennukseen ja tekee niistä sopivia skenaarioihin, joissa on tiukat melu- ja tilavaatimukset. Samanaikaisesti ympäristön lämpötila vaikuttaa vähemmän niiden lämmönpoistovaikutukseen, mikä ylläpitää vakaata lämmönpoistokykyä korkeissa lämpötiloissa, mikä tekee niistä sopivia muuntajille, jotka toimivat suuressa kuormituksessa ja korkeissa lämpötiloissa.

Niiden rajoitukset ovat pääasiassa järjestelmän korkea monimutkaisuus, korkeat vaatimukset jäähdytysveden laadulle ja syöttövakaudelle, säännöllisen vedenkiertojärjestelmän huoltotarve, jäähdytysveden lisäys, jäätymisenestoaineen lisääminen ja lämmönvaihtimien puhdistus; ja vesijäähdytteisten järjestelmien suhteellisen lyhyt käyttöikä, mikä vaikeuttaa saman käyttöiän saavuttamista kuin muuntajan (yleensä 40 vuotta fyysistä käyttöikää), mikä lisää myöhempiä ylläpitokustannuksia ja laitteiden vaihtotiheyttä.

Sovellusskenaariot keskittyvät pääosin alueille, joilla on runsaat vesivarat ja helppo salaojitus, kuten vesivoimalaitosrakennusten päämuuntajia; ja paikoissa, joissa on rajoitetusti tilaa ja tiukat meluvaatimukset, kuten maanalaisissa sähköasemissa, kaupunkien ydinalueiden sähköasemissa ja datakeskuksissa. Niitä voidaan käyttää myös erittäin suuritehoisten{1}}muuntajien jäähdyttämiseen, jotta ne täyttävät lämmönpoistotarpeet äärimmäisissä kuormituksissa.

Muuntajien sydämen jäähdytyslaitteina öljyjäähdyttimet ja pakotetut vedenjäähdyttimet on ainutlaatuisilla rakenteillaan ja suorituskyvyllään sovitettu erilaisiin sovellusskenaarioihin ja yhdessä takaavat muuntajien turvallisen ja vakaan toiminnan. Pakotetuista öljynjäähdyttimistä on tullut yleisin jäähdytysvaihtoehto suurille muuntajille niiden yksinkertaisen rakenteen, kätevän huollon ja vahvan sopeutumiskyvyn vuoksi; Pakkovesijäähdyttimillä on korvaamaton rooli erikoistilanteissa niiden korkean lämmönpoistotehokkuuden, alhaisen melutason ja kompaktiuden ansiosta.

Jatkuvan voimajärjestelmän kehittämisen myötä jäähdytinteknologian optimointi jatkuu, ja älykkyydestä, tehokkuudesta ja energiansäästöstä tulee tulevaisuuden ydinkehityssuunta. Käytännön sovelluksissa on välttämätöntä valita ja standardoida kunnossapito tieteellisesti perustuen muuntajien käyttövaatimuksiin ja asennusympäristöön, hyödyntää täysimääräisesti jäähdytysjärjestelmien lämmönpoistotehokkuutta, pidentää muuntajien käyttöikää, varmistaa voimajärjestelmien turvallinen, tehokas ja vakaa toiminta sekä tarjota vankka tuki voimansiirrolle ja -syötölle.