大容量空冷發電機技術達世界先進水平
東方電機35萬千瓦空冷汽輪發電機項目獲殊榮
中國電力報 中電新聞網 記者 于海江 通訊員 許華
東方電機35萬千瓦空冷汽輪發電機項目獲殊榮
中國電力報 中電新聞網 記者 于海江 通訊員 許華
在9月24日~26日舉行的第十八屆中國科協年會全國科技工作者創新創業大賽總決賽暨頒獎典禮上，由四川省德陽市送選的東方電機有限公司（簡稱“東方電機”）“35萬千瓦空冷汽輪發電機技術革新與推廣應用項目”榮獲銀獎。
空冷汽輪發電機具有系統簡單，安裝周期短，啟停方便等優勢，在燃氣輪機聯合循環電站項目上顯示出巨大的市場前景，隨著新結構、新材料和計算機輔助設計手段的運用，空冷汽輪發電機單機容量不斷增大，大型空冷汽輪發電機逐步成為國內外發展趨勢，成為各公司保持競爭優勢、占領市場的主流產品之一。
全力搶占市場制高點
今年4月6日，東方電機研制的35萬千瓦空冷汽輪發電機，在國內數十位專家的現場見證下完成廠內真機型式試驗，各項試驗數據表明，完全符合設計要求，試驗取得成功。這標志著具有世界先進水平的大容量空冷汽輪發電機在東方電機研制成功，使該公司在發電機研發領域又達到了一個新的高度，為提升東方電機市場核心競爭力創造了有利條件。
空冷汽輪發電機繞組、鐵芯等發熱部件均采用空氣冷卻，與傳統汽輪發電機相比，具有系統簡單，安裝周期短，啟停方便，運行經濟，可靠性高，安全性能強，維護檢修方便等突出優點，近年來日益受到用戶的歡迎，具有廣大的市場前景。東方電機為填補30萬千瓦級空冷發電機的空白，拓展30萬千瓦級汽輪發電機的市場份額，把研制開發具有完全自主知識產權的35萬千瓦空冷汽輪發電機作為公司戰略目標，全力搶占市場制高點。
事實上，早在2011年，東方電機在沒有市場訂單的情況下，自籌資金，投入大容量全空冷汽輪發電機科研樣機的研制。經過近5年的研發，解決了該機型存在冷卻困難導致定轉子溫升高，尺寸大導致的制造困難及運輸困難等難題。針對這些技術困難和難題，東方電機多部門聯合研發，進行充分的技術論證，進行了大量的基礎技術研究及計算，并接受和通過了真機型式試驗的考驗。
針對發電機冷卻困難的難題，東方電機研發人員查閱了大量資料，對各種形式的通風系統進行了分析研究，設計了多個通風降溫方案并進行反復論證，制作了旋轉模型，通過3000轉下的旋轉模型試驗來驗證新的通風冷卻系統滿足設計要求。針對制造過程中的困難，研發人員對各部套的制造工藝多次論證，采用了多項新工藝措施來完成樣機的研制。針對運輸困難，東方電機憑借多年的解決運輸難題的經驗，設計采用了內外定子、外機座上下分瓣結構，以減小運輸重量和尺寸，滿足產品運往全國各地的運輸要求。
最大限度降低制造成本
空氣作為最方便的、不需要輔助系統的冷卻介質，最早應用于汽輪發電機的冷卻。但空氣與氫氣相比，有比重大、傳熱效率低的缺點，對于轉速高、體積受限制的大容量汽輪發電機，帶來了一系列的技術障礙。因此，開發大容量空冷汽輪發電機，最核心的問題是降低損耗和解決散熱問題，必須在發熱與散熱之間找到一個最佳平衡點。
2002年9月，國內第一臺15萬千瓦空冷汽輪發電機在東方電機完成了制造和廠內型式試驗，2003年7月投入商業運行。發電機的所有技術參數完全達到了國家標準和業主的要求，滿足機組長期安全穩定運行需要，為該公司研制更大容量空冷汽輪發電機奠定了基礎。
相比較而言，氫冷汽輪發電機需要承受壓力較高、結構復雜、需可靠性高的密封裝置防止發生氫氣的泄露而引起的爆炸。水冷發電機也需要水密封裝置。而空冷汽輪發電機不需要密封裝置，因此,空冷發電機與氫冷、水冷發電機相比，結構簡單、節省材料人力、減少制造工時，從而可降低制造成本，使用單位可減少一次性投資，并且維護費用減少，可靠性增加。
與氫冷汽輪發電機和水冷汽輪發電機相比，空冷汽輪發電機可靠性較高，一方面是因為系統簡單，沒有旋轉的輔助設備，減少了故障的幾率；另一方面是介質安全，氫氣是可燃易爆性氣體，運行中氫壓較高易泄漏而發生著火爆炸，造成機毀人亡的可能，國內外都發生過此類事故。水冷發電機在導體內通水，如接頭焊接質量不良、導體檢驗不嚴格，則易發生漏水事故，從而引起繞組短路接地擴大事故,造成長期停機修理，影響機組可用小時數，降低可用率。而空冷發電機因其本體和輔助設備簡單，從而避免了上述兩種冷卻方式發電機的事故，而提高了機組運行的可靠性。
