摘要：目前，我国的工业发展取得了长足的进步，在这样的前进的步伐下，瓦斯发电的发电系统的发展起到了关键的作用，其中电力行业的发展势头远远超出了人们之前的预料。这不仅在中国有着广泛的使用范围，在世界一些先进发达国家也是一项重要的研究课题。本文研究了如何改造煤矿瓦斯发电机组冷却系统，可以解决超温自动停机而影响发电机组正常运行等难题，以达到发电过程中的生产安全。
关键词：煤矿瓦斯发电；发电机组；冷却系统
前言：在高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井中，均建立了煤层瓦斯抽采及综合利用设施。瓦斯发电是目前最主流的综合利用项目。发电机单机容量增大能降低单位容量成本，提高电厂的经济效益。提高单机容量的最主要措施在于增加线负荷，但线负荷增加后绕组线圈的温度也随之升高，温度的增加对发电机的安全运行不利，因此必须改善发电机的冷却条件，提高其散热强度，才能将发电机各个部位的温度控制在允许的范围以内，确保发电机安全、可靠地运行。
1 发电机组循环水冷却系统工作流程
1.1闭式循环冷却系统
闭式循环冷却系统使用固定的冷却水量来冷却介质，而且冷却水不暴露与大气，没有水被蒸发。闭式循环冷却水系统在煤矿瓦斯发电系统有三种应用场合：一是冷却汽轮机的乏机，如在严重缺水地区建设的空冷机组，多采用这种系统；二是部分电厂将轴瓦冷却水等组成一个专门的闭式循环冷却系统，即二次冷却系统；三是装有水内冷发电机的电厂。
1.2开式循环冷却系统
在开式循环冷却水系统中，冷却水经循环水泵送入凝汽器，进行热交换，被加热的冷却水经冷却塔冷却后，流入冷却塔底部水池，再有循环水泵送入凝汽器循环使用。这种循环利用的冷却水成为循环冷却水。在冷却塔中，循环水的冷却是通过水和空气接触，由蒸发散热、接触散热和辐射散热三个过程共同作用的结果。
其中，接触散热是由较高温度的水与较低温度的空气接触，由于温差使热水中的热量传到空气中去，水温得到了降低。蒸发散热是因为进入冷却塔的空气，湿分含量一般低于饱和状态，而在水汽界面上的空气已经达到饱和状态，这种含湿量的差别，使得水和汽不断扩散到空气中去，随着水汽的扩散，界面上的水分就不断蒸发，把热量传给空气。所以水的蒸发冷却，可以使水温低于空气的湿度。辐射传热是除冷却池外，对其他各型冷却构筑物的影响不大，一般可以忽略不计。
1.3高温循环冷却系统
该系统的功用是：将在高温区工作的零部件（机体、汽缸套、汽缸盖）所吸收的热量及时传递出去，以保证其在保温环境下可靠地工作。“高温循环冷却系统”中的高温水泵冷却水经机体进水管直接压送到机体右侧水道内。又通过飞轮端连接机体左、右两侧的串水管，进入机体左侧水道内。进入机体水道的冷却水，流过汽缸套外部水套，经机体上部与汽缸盖连通的4个串水孔进入汽缸盖水腔，然后由汽缸盖上端面出水口进入各气缸盖的回水管。发动机左右两排汽缸盖的回水管汇合后，经高温回水总管被送往高温热交换器或卧式水箱的高温散热器内进行冷却，最后又回流到高温水泵开始新一轮循环。
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1.4低温循环冷却系统
该系统的功用是：降低增压后的混合气温度和机油温度，以提高发动机充气效率和保持机油的正常润滑。“低温循环冷却系统”中的低温水泵奖冷却水压送到中冷器内，以冷却增压后的混合气，然后经水管送至机油冷却器，以冷却机油，从机油冷却器流程的冷却水经回水管被送往低温热交换器或卧式的低温散热器内进行冷却，最后又回流到低温水泵开始新一轮循环。发动机在工作过程中，需控制其适当的冷却水温，以免带走过多的热量，造成发动机功率下降，油耗增加、工作粗暴等不良后果。因此，在保证受热零件工作可靠的前提下，应使发动机散走的热量尽可能少些。通常发动机的高温回水温度应控制在70～80℃范围内较为适宜。
2冷却系统改造原因
冷却系统常存在的问题：大部分机组冷却系统都会安装在室外，由于夏季室外温度高，靠风扇对内循环冷却水进行冷却，不能有效降低内循环冷却水温度。发电机组正常工作时，水温温度通常在70-80℃之间，一旦循环水温度超过85℃，发电机组将自动停机，导致发电机组不能正常工作，造成发电机组发电功率低。严重影响发电机组的正常工作，瓦斯空排又会造成环境的污染，降低瓦斯利用率。因此必须对冷却系统进行技术改造。改造前的冷却水循环系统。
3冷却水循环系统改造方法
由于瓦斯发电站的环境特殊性，首先必须确保设备防爆安全性。循环水工作流程是：水池中的水通过进水管路分别流向到分支管路中，对高低温散热器进行冲洗降温，流入卧式水箱下面水箱中，再经潜水泵-回水管路将水排回至水池中，达到清水循环利用的目的。
具体制作方法：在室外卧式水箱风扇附近安装分支水管及闸阀，进入卧室水箱内部，用清水对卧式水箱的高低温散热器进行冲洗，降低发动机内循环冷却水的温度，为循环利用水资源，再在卧式水箱下安装一个尺寸适宜的水箱，水箱中安装一台潜水泵，与回水管相连，打回2立方水池中，实现冷却系统循环用水。
4系统改造的优点
节能降耗是电厂生产管理的一项重要工作，对于降低生产成本、提升经济效益、增强企业生存能力具有重要的意义。因此要求我们进一步提高全员节能意识，加强节能管理，降低资源消耗，加快节能技改，通过各项措施，把节能降耗工作推向一个新的高度，从而最大限度地提高我们的经济效益。通过系统改造后，不仅可以有效的解决瓦斯发电机组使用风冷系统降温夏季瓦斯发电机组效率低的问题，而且提高了瓦斯发电量及利用率，为企业增加经济效益显著，减少了瓦斯排放量，取得了良好的经济效益和社会效益。
结语：在现有的煤矿瓦斯发电机中，其使用存在很多老旧和效率底下的原因，这些都是制约发展的因素，在文中提到了煤矿瓦斯发电机组冷却系统改造的方法和技术，以及改造后的效果，其方案与设计的思路是完全正确的，为其它电站机组的改造提供了宝贵的经验。
参考文献：
[1]聂磊，陈衷.开展设备状态维修管理方案[J].机械时讯报，2006，13（10）.
[2]李建中，李金宝，石胜飞.传感器网络及其数据管理的概念、问题与进展[J].软件学报，2003，14（10）.
论文作者:王凯
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/12
标签：瓦斯论文; 系统论文; 冷却水论文; 机组论文; 回水论文; 水箱论文; 汽缸论文; 《基层建设》2018年第9期论文;