 |
| طرق تبريد المولدات الكهربائية |
نظم تبريد المولدات
المولد الكهربي هو عبارة عن آلة كهرومغناطيسية تعمل على تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية ذات تيار كهربائي متردد. أغلب المولدات تستخدم مجال مغناطيسي دوار.ويطلق عادة على المولد الكهربائي Electric Generator مولد التيار Alternator ، لكن فان التسمية تشير عادة إلى الآلات الصغيرة الدوارة التي تتم إدارتها بواسطة محركات الاحتراق الداخلي في حين أن مولدات التيار الضخمة في محطات توليد الكهرباء والتي تدار بواسطة التوربينات البخارية يطلق عليها مولدات تربينية Turbo-Alternators.وفيما يلي توضيح للطرق المتبعه في تبريد المولدات:
التبريد بالهواء Air- cooled Generators
يتم عادة تبريد المولدات التي تستخدم في محطات توليد الكهرباء الصغيرة بواسطة الهواء. حيث يتم تزويد المولد بمروحتين للتبريد.توجد دائرتان متشابهتان حول المنتصف كل منها تزود بمروحة محورية. يدخل هواء التبريد من خلال العضو الدوار إلى نهاية الملفات. عندمدخل شرائح العضو الثابت المدفونة في الشقوق Slots .
يسري الهواء من خلال الفراغات بين الملفات حيث تنقسم هنالك إلى جزأين أحدهما يسري من خلال الفراغات في الشقوق حتى
يصل إلى منتصف العضو الدوار ويخرج من خلال فتحة الهواء عبر التجاويف إلى نهاية الشقوق.
أما الجزء الثاني فيسري من خلال الفراغات بين الملفات إلى نهايتها. يصل هذا الهواء إلى محور الأقطاب حيث يترك الفراغات بين الملفات ليخرج في النهاية من خلال فتحة الهواء عبر شقوق صغيرة عند نهاية العضو الدوار .
يتم أيضا تبريد المولدات بالهواء عن طريق دائرة مغلقة Closed-Loop ،وذلك باستخدام مبادل حراري هواء إلى ماء
Air-to-Water Heat Exchanger لطرد الحرارة من الهواء وإعادة إمرار الهواء البارد لتبريد أجزاء المولد الداخلية.
التبريد بالماءWater- cooled Generators
يتم تبريد المولدات الكبيرة عادة بالماء حيث يسري الماء البارد عبر دائرة مغلقة للتبريد من خلال حبال من النحاس Strands في ملفات العضو الثابت ويتم طرد الماء الساخن عند نهاية المولد من ناحية التربينة. وتعتمد كفاءة التبريد بالماء على تصميم حبال النحاس. ومن سلبياتالتبريد بالماء هو مشكلة الترسبات الناتجة عن تكون أكاسيد النحاس والتي تعيق سريان الماء وبالتالي تقلل من كفاءة التبريد.وعليه يلزم المراقبة المستمرة لتكون تلك المواد التي تعيق سريان الماء. لذا تصبح عملية التنظيف ومعالجة المياه حتمية لضمان أداء المولد بالصورة المطلوبة.
التبريد بالهيدروجينHydrogen- cooled Generators
يتم تعبئة جميع المولدات التربينية Turbo-Generators التي تستخدم في محطات توليد الكهرباء والتربينات الغازية والتي تفوق طاقتها ألـ200MW بغاز الهيدروجين. يقوم الهيدروجين بوظيفتين هما :مساعدة العضو الدوار على الدوران وذلك بايجاد بيئة سحب منخفضة داخل المولد نسبة لانخفاض كثافة الهيدروجين.
يعمل على تبريد جميع أجزاء المولد وذلك نسبة لموصليته الحرارية العالية.
لاحظ ان
- من المهم الحصول على الهيدروجين عالي النقاوة وذلك لتقليل الفقد نتيجة للاحتكاك وكذلك منع تكون خليط قابل للانفجار مع الهواء.
- وجود الماء مع غاز الهيدروجين داخل المولدات التي يتم تبريدها بواسطة الهيدروجين يتسبب في العديد من المشاكل وعليه يلزم استخدام الهيدروجين الجاف النقي لتفادي حدوث تلك المشاكل.
- يؤثر تلوث الماء المشار إليه في الفقرة السابقة سلبا على العمر الافتراضي للأجزاء الداخلية للمولد كما تتسبب الرطوبة العالية في كسر غرف (شنابر) الحجز المصنوعة من سبيكة من الحديد والتي تبلغ تكلفة استبدالها أكثر من مليون دولار أمريكي لبعض المولدات الكبيرة.
- يلزم استخدام نظام لتجفيف الهيدروجين من الرطوبة لتفادي حدوث المشاكل السالفة الذكر.
- غاز الهيدروجين له القابلية للانفجار عند اختلاطه بالأكسجين وعليه يجب معرفة درجة نقاوة الهيدروجين في الهواء أثناء تشغيل المولد أو أثناء توقفه وتوجد أجهزة خاصة لقياس درجة نقاوة الهيدروجين.