Sistema de resfriamento de gerador em usina hidrelétrica|Resfriador Ar-Água do Hidrogerador VRCOOLER

Os sistemas de resfriamento de hidrogeradores (geradores de usinas hidrelétricas) dissipam o calor dos enrolamentos do estator, dos pólos do rotor e do núcleo do estator causado pela perda de cobre e perda de ferro. Diferente dos grandes turbogeradores térmicos, as unidades hidráulicas apresentam baixa velocidade de rotação, grande diâmetro e estrutura multipolar.

Modos de resfriamento comuns: resfriamento por circulação fechada a ar, resfriamento por água, hidrogênio e água, resfriamento interno por água do estator. VRCOOLER fornece refrigeradores ar-água personalizados para geradores hidrelétricos, substituição 1:1 de acordo com desenhos ou amostras antigas para projetos de revisão e atualização de usinas hidrelétricas.

 

 

Principais Tipos de Refrigeração para Hidrogerador

1. perda de resfriamento ar-água (mais comum para unidades hidrelétricas de médio e grande porte)

Circulação de ar fechada dentro da carcaça do gerador. O ar quente passa através de refrigeradores de ar com tubos aletados; o calor é retirado pelo resfriamento da água. O ar resfriado circula de volta para resfriar o estator e o rotor. Sem hidrogênio, gerenciamento de segurança simples, amplamente utilizado em usinas hidrelétricas a fio d’água e reservatórios.

2. Resfriamento interno de água do estator (grande gerador hidrelétrico de alta capacidade)

A água deionizada flui diretamente dentro dos condutores ocos do estator para alta remoção de calor. O trocador de calor externo auxiliar resfria a água deionizada circulante. O rotor ainda adota resfriamento a ar. Aplicado para unidades hidrelétricas de grande capacidade.

3. Resfriamento de hidrogênio (raro para energia hidrelétrica)

Principalmente para turbogeradores térmicos. Raramente adotado em usinas hidrelétricas devido ao alto custo de segurança e manutenção do local.

 

Componentes principais do sistema fechado de resfriamento ar-água

1. Resfriador de ar do hidrogerador (trocador de calor com tubo aletado)

Componente principal, ar-água. O ar interno do gerador quente flui através da superfície da aleta; a água de resfriamento flui dentro dos tubos. Geralmente vários resfriadores instalados ao redor da estrutura do estator do gerador, layout horizontal.

2. Carcaça fechada do gerador

Mantenha a circulação do ar interno fechada, evite a entrada de poeira e ar úmido externo.

3. Ventiladores / sopradores circulantes

Promova a circulação forçada de ar dentro da cavidade do gerador. Alguns grandes geradores hidrelétricos contam com o efeito de autobombeamento do rotor sem ventiladores extras.

4. Sistema auxiliar de água de resfriamento

Tubulação de abastecimento de água bruta/água purificada, filtro, válvula de entrada e saída, portas de ventilação e drenagem.

5. Instrumentos de monitoramento

Sensor de temperatura de entrada/saída de ar, temperatura da água, sensor de pressão diferencial, alarme de sobretemperatura.

Considerações críticas de design e aplicação

1. Controle anticondensação

A estação hidrelétrica frequentemente enfrenta alta umidade ambiente. A temperatura da água de resfriamento deve ser mantida acima do ponto de orvalho do ar, evitando que a condensação goteje no isolamento do enrolamento do estator e cause falha no isolamento. Os pontos de ventilação e drenagem devem estar devidamente dispostos.

2. Desempenho antivibração

O hidrogerador possui peças rotativas pesadas e vibração de baixa frequência. O suporte do feixe de tubos deve ser reforçado para evitar rachaduras por fadiga do tubo e vazamento de água durante a operação de longo prazo.

3. Antiincrustante do lado da água e fácil manutenção

A fonte de resfriamento geralmente é a água do rio com sedimentos. Requer filtro de água de entrada; o resfriador deverá suportar limpeza química ou conjunto removível para revisão.

4. Resistência à corrosão

Para plantas que utilizam água bruta de resfriamento de rios/lagos, os tubos de cuproníquel Cu-Ni são preferidos contra erosão e corrosão por lodo.

5. Projeto de redundância

Vários refrigeradores de ar dispostos em paralelo. A unidade pode manter a carga parcial funcionando quando um resfriador está em manutenção

 

Vantagens do resfriamento fechado a ar e água para hidrogerador

- Sem perigo de hidrogênio, baixo custo de gerenciamento de segurança no local

- Desempenho de resfriamento estável, adequado para operação hidrelétrica contínua de longo prazo

- Fácil revisão e substituição de peças sobressalentes

- Solução comprovada para novos projetos hidrelétricos e modernização de estações antigas