大容量空冷发电机技术达世界先进水平
东方电机35万千瓦空冷汽轮发电机项目获殊荣
中国电力报 中电新闻网 记者 于海江 通讯员 许华
东方电机35万千瓦空冷汽轮发电机项目获殊荣
中国电力报 中电新闻网 记者 于海江 通讯员 许华
在9月24日~26日举行的第十八届中国科协年会全国科技工作者创新创业大赛总决赛暨颁奖典礼上，由四川省德阳市送选的东方电机有限公司（简称“东方电机”）“35万千瓦空冷汽轮发电机技术革新与推广应用项目”荣获银奖。
空冷汽轮发电机具有系统简单，安装周期短，启停方便等优势，在燃气轮机联合循环电站项目上显示出巨大的市场前景，随着新结构、新材料和计算机辅助设计手段的运用，空冷汽轮发电机单机容量不断增大，大型空冷汽轮发电机逐步成为国内外发展趋势，成为各公司保持竞争优势、占领市场的主流产品之一。
全力抢占市场制高点
今年4月6日，东方电机研制的35万千瓦空冷汽轮发电机，在国内数十位专家的现场见证下完成厂内真机型式试验，各项试验数据表明，完全符合设计要求，试验取得成功。这标志着具有世界先进水平的大容量空冷汽轮发电机在东方电机研制成功，使该公司在发电机研发领域又达到了一个新的高度，为提升东方电机市场核心竞争力创造了有利条件。
空冷汽轮发电机绕组、铁芯等发热部件均采用空气冷却，与传统汽轮发电机相比，具有系统简单，安装周期短，启停方便，运行经济，可靠性高，安全性能强，维护检修方便等突出优点，近年来日益受到用户的欢迎，具有广大的市场前景。东方电机为填补30万千瓦级空冷发电机的空白，拓展30万千瓦级汽轮发电机的市场份额，把研制开发具有完全自主知识产权的35万千瓦空冷汽轮发电机作为公司战略目标，全力抢占市场制高点。
事实上，早在2011年，东方电机在没有市场订单的情况下，自筹资金，投入大容量全空冷汽轮发电机科研样机的研制。经过近5年的研发，解决了该机型存在冷却困难导致定转子温升高，尺寸大导致的制造困难及运输困难等难题。针对这些技术困难和难题，东方电机多部门联合研发，进行充分的技术论证，进行了大量的基础技术研究及计算，并接受和通过了真机型式试验的考验。
针对发电机冷却困难的难题，东方电机研发人员查阅了大量资料，对各种形式的通风系统进行了分析研究，设计了多个通风降温方案并进行反复论证，制作了旋转模型，通过3000转下的旋转模型试验来验证新的通风冷却系统满足设计要求。针对制造过程中的困难，研发人员对各部套的制造工艺多次论证，采用了多项新工艺措施来完成样机的研制。针对运输困难，东方电机凭借多年的解决运输难题的经验，设计采用了内外定子、外机座上下分瓣结构，以减小运输重量和尺寸，满足产品运往全国各地的运输要求。
最大限度降低制造成本
空气作为最方便的、不需要辅助系统的冷却介质，最早应用于汽轮发电机的冷却。但空气与氢气相比，有比重大、传热效率低的缺点，对于转速高、体积受限制的大容量汽轮发电机，带来了一系列的技术障碍。因此，开发大容量空冷汽轮发电机，最核心的问题是降低损耗和解决散热问题，必须在发热与散热之间找到一个最佳平衡点。
2002年9月，国内第一台15万千瓦空冷汽轮发电机在东方电机完成了制造和厂内型式试验，2003年7月投入商业运行。发电机的所有技术参数完全达到了国家标准和业主的要求，满足机组长期安全稳定运行需要，为该公司研制更大容量空冷汽轮发电机奠定了基础。
相比较而言，氢冷汽轮发电机需要承受压力较高、结构复杂、需可靠性高的密封装置防止发生氢气的泄露而引起的爆炸。水冷发电机也需要水密封装置。而空冷汽轮发电机不需要密封装置，因此,空冷发电机与氢冷、水冷发电机相比，结构简单、节省材料人力、减少制造工时，从而可降低制造成本，使用单位可减少一次性投资，并且维护费用减少，可靠性增加。
与氢冷汽轮发电机和水冷汽轮发电机相比，空冷汽轮发电机可靠性较高，一方面是因为系统简单，没有旋转的辅助设备，减少了故障的几率；另一方面是介质安全，氢气是可燃易爆性气体，运行中氢压较高易泄漏而发生着火爆炸，造成机毁人亡的可能，国内外都发生过此类事故。水冷发电机在导体内通水，如接头焊接质量不良、导体检验不严格，则易发生漏水事故，从而引起绕组短路接地扩大事故,造成长期停机修理，影响机组可用小时数，降低可用率。而空冷发电机因其本体和辅助设备简单，从而避免了上述两种冷却方式发电机的事故，而提高了机组运行的可靠性。
