4.2. Системы избыточного давления и охлаждения статора и ротора электродвигателя
Для охлаждения электродвигателя и создания в нем избыточного давления применяется воздух. Охлаждающий воздух должен быть чистым, с температурой не выше 35°С, не содержать пыли и взрывоопасных примесей. Пыль загрязняет вентиляционные каналы и обмотки, что нарушает нормальное охлаждение двигателя, приводит к его перегреву и снижению эксплуатационной надежности.
В процессе эксплуатации для охлаждения статоров электродвигателей типа СТД-12500-2 ранее использовалась система с замкнутым циклом охлаждения. Охлаждающий статор воздух с помощью вентиляторов циркулировал по замкнутому контуру, где он в свою очередь охлаждался водой в двух воздухоохладителях типа ВБ-140, располагавшихся по бокам статора. Воздухоохладитель состоит из трубных досок с завальцованными в них латунными трубками, по которым циркулировала вода с температурой не более 30°С.
Однако эта система охлаждения статоров электродвигателей не нашла широкого применения в силу следующих недостатков:
- необходимости охлаждения воздуха до 30 °С, что требовало большого количества аппаратов охлаждения и вело к увеличению эксплуатационных затрат;
- снижения надежности работы ГПА из-за увеличения отказов системы водяного охлаждения, особенно в зимний период эксплуатации.
Эти недостатки были исключены после перехода на систему с разомкнутым циклом охлаждения статора.
В этой системе охлаждения в кожухе двигателя предусмотрены специальные окна для забора воздуха из машзала. Для очистки охлаждающего воздуха установлены матерчатые фильтры. Схема системы охлаждения показана на рис. 4.3. Центробежные вентиляторы, расположенные на роторе, нагнетают воздух в зону лобовых частей обмотки статора (зона высокого давления). Из зоны высокого давления воздух распределяется на два потока. Первый поток проходит в воздушную полость двигателя и через вентиляционные радиальные каналы между пакетами статора выходит под обшивку статора (зона горячего воздуха). Второй поток по перепускным каналам проходит к средним пакетам и по радиальным каналам между ними попадает в воздушный зазор двигателя, откуда через каналы крайних пакетов выходит под обшивку статора, смешиваясь с первым потоком. Через боковые жалюзи двигателя и по коробу воздух выводится за пределы компрессорного цеха. На коробе имеются жалюзи, посредством которых в зимний период эксплуатации горячий воздух может использоваться для обогрева помещения машзала. Ротор двигателя охлаждается прямым обдувом воздуха от тех же вентиляторов. Контроль за степенью загрязнения матерчатых фильтров осуществляется датчиками перепада давления типа ДПН-25. При возрастании перепада давления до 40 мм вод.ст. производят замену фильтров. Контроль за эффективностью работы системы охлаждения осуществляется с помощью термометров сопротивления путем замера температуры охлаждающего воздуха на входе вентиляторов и горячего воздуха на выходе из статора.
Рис. 4.3. Схема охлаждения электродвигателя типа СТД:
1 - ротор; 2 - пакеты статора; 3 - вентилятор; 4 - радиальные каналы охлаждения статора; 5 - обшивка статора; 6 - воздушные фильтры; 7 - кожух; 8 - жалюзи подачи теплого воздуха в машзал
С помощью датчиков сопротивления типа ТСМ-11, изготовленных из медной проволоки, контролируется температура в наиболее горячих частях статора. В каждой фазе уложено по одному датчику сопротивления на дно паза - "сталь" и между слоями обмотки - "медь". Температура обмоток ротора и стали статора не должна превышать 130 °С.
При установке ГПА в индивидуальных укрытиях или в компрессорных цехах без разделительной стенки их оборудуют системой создания избыточного давления воздуха, которая предназначена для продувки электродвигателя воздухом перед пуском и поддержания избыточного давления воздуха под кожухом электропривода во время его работы. Перед пуском электродвигатель продувается 5-6-кратным объемом воздуха. Избыточное давление препятствует проникновению газа во внутренние полости двигателя и образованию взрывоопасной смеси. Поступающий под кожух воздух служит также для охлаждения двигателя во время его работы. На рис. 4.4 показана принципиальная схема создания избыточного давления (продувки) электродвигателя ЭГПА-25.
Рис. 4.4. Принципиальная схема системы избыточного давления электропривода ЭГПА-25:
1 - противодождевые жалюзи с электроприводом; 2 - пылеулавливающая воздушная камера; 3 - сетчатые фильтры; 4 - электрические подогреватели воздуха; 5 - центробежный вентилятор с электроприводом; 6 - противопожарный клапан; 7 - центробежный нагнетатель
Оборудование для создания воздушного затвора расположено в отдельном блок-боксе. Воздух, засасываемый двумя вентиляторами 5, проходит через противодождевые жалюзи 1 и попадает в пылеулавливающую камеру 2, где оседают крупные частицы пыли. Далее воздух проходит через сетчатые фильтры тонкой очистки 3, подогреватели воздуха 4 и поступает на центробежный вентилятор 5. После прохождения противопожарного клапана 6 воздух поступает в помещение, где установлен агрегат и по системе воздуховодов подается под кожух двигателя, после чего по свечному воздуховоду отводится за пределы ГПА. Автоматически включающие электроподогреватели 4 (рис. 4.4) предназначены для подогрева воздуха, когда его температура на входе ниже 20 °С. Противопожарный клапан 6 служит для прекращения подачи воздуха под кожух двигателя в случае возникновения пожара.
Система "воздушный затвор" автоматически отключается в случаях:
- сигнализации "пожар в двигателе";
- при переходе агрегата в режим "остановка";
- при закрытии противопожарного клапана;
- при понижении избыточного давления под кожухом двигателя - менее 200 Па;
- по команде оператора.
Отключение "воздушного затвора" приводит к аварийной остановке агрегата. Вентиляционная система - система избыточного давления (продувки) воздуха в данном случае является индивидуальной, отдельной для каждого двигателя. При отключении этой системы или при понижении давления произойдет аварийная остановка ГПА. Без создания избыточного давления и без предварительной продувки двигателя автоматическая система управления не разрешит пуск ГПА.