Refroidisseur de roulement-Structure de bobine Groupe électrogène hydroélectrique-huile et eau
Le principal avantage des refroidisseurs à roulements de type serpentin- réside dans la conception optimisée de leur structure de serpentin, qui est également essentielle pour répondre aux exigences d'échange thermique huile-eau des groupes électrogènes hydro-. Par rapport aux refroidisseurs à coque-et-à tubes ordinaires, la structure du serpentin utilise des serpentins enroulés en continu comme noyau d'échange thermique, généralement constitués de matériaux résistants à la corrosion-et thermiquement conducteurs tels que des tubes en cuivre et des tubes en acier inoxydable (tels que 1Cr18Ni9Ti). Les serpentins sont étroitement disposés et disposent d'une grande zone d'échange thermique, ce qui peut améliorer efficacement l'efficacité de l'échange thermique entre l'huile et l'eau. Sa structure globale se compose principalement d'assemblages de bobines, d'embouts, d'une coque, de supports et de joints. Les embouts sont équipés de brides d'entrée et de sortie d'eau de refroidissement, se connectant au système d'eau de refroidissement de l'unité. La coque contient de l'huile lubrifiante, les serpentins étant immergés dans l'huile lubrifiante, formant un mode d'échange thermique inversé « huile côté coque, eau côté tube » -la chaleur de l'huile lubrifiante à haute température-est transférée à travers les parois du serpentin à l'eau de refroidissement circulant à l'intérieur des tubes, puis l'eau de refroidissement évacue la chaleur, permettant un refroidissement rapide de l'huile lubrifiante et maintenant la température de l'huile dans la plage de fonctionnement sûre. (généralement 38 degrés ~ 55 degrés, adapté aux exigences de fonctionnement optimales des huiles de turbine No. 32 et No. 46).
Pour les conditions de fonctionnement particulières du système d'huile-eau du groupe hydroélectrique-, le refroidisseur à roulements de type serpentin-a fait l'objet d'une optimisation ciblée dans sa conception structurelle pour s'adapter à l'environnement d'exploitation complexe de la centrale électrique. Les groupes électrogènes hydroélectriques fonctionnent dans des environnements caractérisés par des vibrations fréquentes, une teneur potentiellement élevée en sable dans l'eau de refroidissement et des charges stables pendant un fonctionnement continu à long terme. Par conséquent, les serpentins des refroidisseurs de type serpentin-sont pliés à froid-pour réduire la concentration de contraintes au niveau des virages. Simultanément, les bobines sont connectées à la plaque tubulaire via une expansion du tube ou un soudage blindé à l'argon-pour éliminer le risque de fuite d'huile-eau. En cas de fuite, la pression de l'eau de refroidissement dépassant la pression d'huile peut provoquer un mélange de l'eau de refroidissement avec l'huile lubrifiante, entraînant une émulsification de l'huile, une défaillance de la lubrification et, dans les cas graves, une défaillance des roulements. À l'inverse, la pression négative pendant l'arrêt et la coupure d'eau-peut provoquer une infiltration d'huile lubrifiante dans les tuyaux de refroidissement, entraînant une baisse du niveau d'huile dans le carter d'huile et déclenchant des alarmes de l'unité. De plus, certaines grandes unités utilisent une combinaison de plusieurs bobines connectées en série et en parallèle. Par exemple, chaque unité peut être équipée de 18 refroidisseurs, dont 3 connectés en série puis 6 en parallèle. Cela améliore l'efficacité de l'échange thermique et garantit le fonctionnement continu du système même en cas de panne d'un seul refroidisseur, améliorant ainsi la redondance du système d'eau à huile-.
Dans les applications pratiques des systèmes d'huile-eau dans les groupes hydroélectriques-, les performances des refroidisseurs à roulements de type serpentin-sont étroitement liées à leur installation et à leur entretien. Une sélection appropriée basée sur la capacité de l’unité et les conditions de fonctionnement est cruciale. Les principales considérations pour la sélection incluent le matériau du serpentin, la zone d'échange thermique et l'adaptation du débit d'huile-eau : pour les centrales électriques avec une teneur élevée en sable dans l'eau de refroidissement, les serpentins en acier inoxydable-résistants à l'usure sont préférés pour éviter les dommages causés par le sable et les sédiments ; pour les grandes unités, des serpentins en spirale ou des combinaisons de plusieurs serpentins en ligne- peuvent être utilisés pour augmenter la zone d'échange thermique et répondre aux exigences d'échange thermique à charge élevée- ; tandis que les unités auxiliaires plus petites peuvent utiliser des refroidisseurs à serpentins compacts en forme de U pour économiser de l'espace d'installation. Lors de l'installation, assurez-vous d'une étanchéité fiable entre le refroidisseur et le réservoir d'huile et les conduites d'eau de refroidissement. Utilisez des joints en caoutchouc -résistants à l'huile pour isoler les chambres à eau et à huile, et installez des supports d'amortissement des vibrations-pour réduire l'impact des vibrations de l'unité sur les connexions de la bobine et éviter la défaillance des joints et les dommages à la bobine.
Lors du fonctionnement et de la maintenance quotidiens, une attention particulière doit être portée à l'état d'isolation de l'huile-eau et à l'efficacité de l'échange thermique du refroidisseur à serpentin-pour éviter que l'accumulation de tartre, le blocage ou les fuites n'affectent le fonctionnement du système. Nettoyez régulièrement les conduites d'eau de refroidissement pour éliminer les sédiments et le tartre, évitant ainsi une diminution de l'efficacité de l'échange thermique. Surveillez la qualité de l'huile en temps réel à l'aide d'un dispositif de surveillance dynamique huile-eau. Si une émulsification d’huile ou des niveaux d’huile anormaux sont détectés, enquêtez rapidement sur d’éventuelles fuites de serpentin. Résolvez le problème en scellant les serpentins endommagés avec des broches en cuivre ou en remplaçant l'ensemble du refroidisseur pour garantir l'absence de fuite croisée-entre les systèmes d'huile et d'eau. Respectez strictement les procédures d’arrêt et d’approvisionnement en eau. Avant d'arrêter et de couper l'alimentation en eau, fermez les vannes d'entrée et de sortie. Lors de la reprise de l'alimentation en eau, ouvrez d'abord la vanne d'entrée, puis la vanne de sortie pour éviter l'accumulation de pression négative dans les canalisations, ce qui pourrait entraîner des fuites et prolonger la durée de vie du refroidisseur.
Par rapport à d'autres types d'équipements de refroidissement tels que les échangeurs de chaleur à plaques, les refroidisseurs à roulements à serpentins offrent de plus grands avantages dans les systèmes d'huile-eau des groupes hydroélectriques- : ils ont une structure simple, sont faciles à entretenir, permettent le démontage et le nettoyage des serpentins, ont des exigences moindres en matière de qualité de l'eau de refroidissement (pas besoin de filtration fine) et conviennent aux centrales électriques situées dans des zones où les rivières contiennent des niveaux élevés de sédiments ; ils possèdent également une excellente résistance à la pression, répondant aux exigences de charge élevées-du fonctionnement continu à long terme des unités hydroélectriques-, et offrent une efficacité d'échange thermique stable, contrôlant efficacement les températures des roulements en dessous des niveaux d'alarme et empêchant les arrêts de l'unité en raison d'une surchauffe. Leur application résout non seulement le problème de la dissipation thermique des roulements dans les groupes électrogènes hydro-, mais optimise également la stabilité opérationnelle du système huile-eau, réduit les taux de défaillance des équipements et fournit un soutien solide pour la production d'énergie efficace et sûre des centrales électriques.
À mesure que les unités hydroélectriques-évoluent vers une plus grande capacité et des paramètres plus élevés, la conception structurelle des refroidisseurs à roulements de type serpentin-est également constamment améliorée. Par exemple, l'utilisation de serpentins de forme irrégulière pour améliorer le coefficient de transfert de chaleur, l'optimisation de la conception des canaux d'écoulement pour réduire la rétention d'huile lubrifiante et l'ajout de vannes de régulation de débit pour obtenir un contrôle précis de la température de l'huile améliore encore leur adaptabilité aux systèmes d'huile-eau et répond aux exigences de refroidissement dans différentes conditions de fonctionnement. En tant qu'équipement de base pour l'échange thermique huile-eau dans les unités hydroélectriques-, l'application rationnelle et la maintenance scientifique des refroidisseurs à roulements de type serpentin-sont d'une grande importance pour garantir le fonctionnement stable à long terme-de l'unité, réduire les coûts d'exploitation et de maintenance et améliorer l'efficacité de la production d'électricité.