大型空冷汽轮发电机冷却技术的现状与分析王立奇

发表时间:2020/6/17   来源:《中国电业》2020年第5期   作者:王立奇
[导读] 社会的不断发展推动了城市化进程的加快,我国是一个人口大国
        摘要:社会的不断发展推动了城市化进程的加快,我国是一个人口大国,在城市不断的发展中城市人口越来越多,进而加大了对电力的需求,为了满足人们生活和工业用电的需求,我国逐渐的扩大了电网的规模。空冷汽轮发电机的发展随着我国社会的发展向着高参数、大机组和大电网的方向进步,在近几十年的发展中空冷技术的大型汽轮发电机虽然在我国的得到了极大的使用和推广,但是其发展还不完全成熟,发展的过程中存在着一些不足,为了有效的提升我国对大型空冷汽轮发电机的研发力度,就应该根据大型空冷汽轮发电机在国内外的发展情况进行分析,再根据发展的利弊情况来为大型空冷汽轮发电机的改进提供一些有利的参考依据。本篇文章,主要就是对大型空冷汽轮发电机冷却技术的现状进行的分析和研究。
关键词:大型空冷汽轮,发电机,冷却技术,发展现状,分析研究
一、国内外空汽轮发电机发展现状
(一)国内空冷汽轮发电机发展现状
        我国的工业化相较于国外起步较晚,在改革开放之后才开始学习西方的先进技术,正是由于这种原因使得我国在对空冷汽轮发电机的应用和发展上相较于国外也研发较晚,导致我国对空冷汽轮发电动机的研发力度和研发技术都不够成熟。在国外对空冷汽轮发电机的容量研发到200MW时,我国对于空冷汽轮发电机容量的研发只有35MW,我国对空冷汽轮发电机研究缓慢的原因主要来自于对冷却技术的了解少,在当时的时代发展中,空冷汽轮发电机的容量超过50MW以上的所使用的冷却技术为氢冷、水氢氢和双水内冷等,面对这种情况,我国为了提升对空冷汽轮的研发力度,就不断的学习国外先进技术,通过对国外技术的学习,我国也研制出了容量超过50MW的空冷汽轮发电机。随着我国社会的进步和科技的发展,对于空冷汽轮发电机的研发也得到了极大的提升,在我国现阶段发展的空冷汽轮发电机中容量最大的为330MW,由此可见,我国对空冷汽轮发电机的研发还需要更进一步的提升,所以必须加强对空冷汽轮发电机的研发力度[1]。
(二)国外空冷汽轮发电机发展现状
        社会经济和科技的不断发展,使得现代生活和工业发展中所用的材料种类越来越多,现代社会是科技发展迅速和互联网的时代,在国外科技得到发展的同时,一些大型的企业就会利用先进的互联网技术来对各种不同形式的导电、绝缘、导磁之类的材料进行应用,进而使得国外发展出100~500MW的大型空冷汽轮发电机。国外发电机在上世纪七十年代末就已经有了较高的成就,当时发展的发电机打破了以往发电机容量一直低于100MW的状况,因此创造了该时期最高容量的世界纪录。这一时期发明的发电机使得空冷汽轮发电机的发展逐渐向着大容量的方向发展,在进入八十年代之后,空冷汽轮发电机的容量又得到了进一步的提升,随着社会的发展和进步,目前世界上作最大容量的空冷汽轮发电机为500MVA的空冷汽轮发电机[2]。


(三)空冷汽轮发电机得到快速发展的原因
        发电机设备在刚开始发展的阶段中应用并不是很多,在市场的发展中得到新的发展的阶段为八十年代末,空冷汽轮发电机的市场不断的扩大,而导致厂家大力对空冷汽轮发电机进行应用的原因主要是由于其自身的优势,将空冷汽轮应用在工业的发展中,由于空冷系统较为简单,所以在使用的过程中不需要进行水处理和制氢设备,且空冷汽轮发电机的使用中,如果一些辅助系统出现不能运行的情况也不会对发电机的正常运行产生影响,由此可见,空冷汽轮发电机的使用不但进一步节省了对设备的维护,而且还具安全性能高的特点,所以在工业发展中进行应用既可以有效的提升工业的生产,还能够提升工业的经济收益。其次,空冷汽轮发电机的正常使用不受到辅助系统的影响,所以不使用辅助系统也是可以的,这样就可以减小对辅助系统进行应用的投资,在现阶段的发展中,空冷汽轮使用的冷却技术为新型技术,使用的效率也有了较大的提升,所以对空冷技术进行使用的经济性也变得较高。
二、空冷汽轮发电机通风冷却技术的分析
(一)空冷汽轮发电机需要注意的问题
        在发电机的发展中要想使冷却汽轮发电机的冷却系统的结构具有合理性和经济性,就需要在发展的过程中注意以下方面:第一,为了合理的对工料进行节省,就要使通风系统的结构具有简单性。第二,为了在最大程度上对风阻进行合理的分配,就需要对风路进行合理的规划。第三,发电机部分风量的分布也要合理。第四,要保障转子得到较好的冷却[3]。
(二)空冷汽轮发电机常用的通风冷却方式
空冷汽轮常用的通风冷却的方式有单路压入方式、单路抽风方式、轴向分段多流方式和转子的主要冷却方式等。在对转子进行冷却时常用的方式有两种,分别为轴向进气冷却和槽底副槽冷却。轴向进气冷却的方式由于通风道较长和风阻较大,所以风扇所消耗的损耗和功率都是较大的,这样就会导致汽轮发电机的效率降低,这种方式一般是在大容量的汽轮发电机中使用。槽底副槽冷却磨损较小,且不需要高压风扇,由于进风的面积有限,所以会对转子齿根强度进行降低[4]。
单路压入式的冷却方式冷却原理的定子的结构较为简单,但是在离开转子的热风会在气隙中与定子的有效部件的冷风进行混合,所以不能有效的冷却铁心。单路抽风方式可以使转子和定子并行通风,这种方式可以它有效的减低风扇的损耗对发电机造成的危害,但是会使得发电机端部的空间结构更加的复杂,所以并不利于对定子端部进行冷却。轴向分段多流方式是利用转子的两端风扇来将冷风吹入发电机,当冷风进入发电机之后气流会分为三路,在三路气流重新汇合时会由铁心通风道排出,在使用这种方法时为了有效的减小气流倒入的情况,就需要在气隙进风的地方设置挡风板。
三、结语:
在我国的工业生产中汽轮发电机有着非常重要的作用,可以有效的促进工业经济的发展。随着科技的进步,在工业领域逐渐形成了一种新型的技术为空冷汽轮发电机,空冷汽轮发电机的形成是社会科技发展和工业进步的必然发展趋势。空冷汽轮发电机在使用的过程中存在着一定的缺陷,为了对这种缺陷进行避免就必须提升发电机的散热强度,由于冷却技术可以改善发电机的散热强度,所以为了更好的促进汽轮发电机向着大容量的方向发展就必须加强对冷却技术的研究。
参考文献:
[1]郝银[1]?辛晓莺[1]?朱同鑫[2].大型空冷汽轮发电机通风冷却系统的优化[J].中国科技博览,2014:30.
[2]李阳,廖毅刚,张海波,黄群.大型空冷汽轮发电机通风冷却研究[C].中国电工技术学会大电机专业委员会2014年学术年会.哈尔滨大电机研究所杂志社,2014.
[3]高速,林松.大型空冷汽轮发电机冷却技术的现状与分析[J].山东工业技术,2017(7):169-169.
[4]唐金贵,韩磊.大型汽轮发电机的启动与并网技术分析[J].武汉电力职业技术学院学报,2015:63?66.
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