大容量空冷發(fā)電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢探究

曹中旭 王雙情

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，發(fā)電機(jī)也隨之不斷更新?lián)Q代，到上世紀(jì)30年代，空冷發(fā)電機(jī)投入使用?？绽浒l(fā)電機(jī)的產(chǎn)生及應(yīng)用給我們生產(chǎn)生活帶來了諸多的便利，滿足了人們不斷增長的用電需求，對(duì)人類的生產(chǎn)生活及可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了極其重要的影響。本文主要闡述了大容量空冷發(fā)電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，希望能對(duì)大容量空冷發(fā)電機(jī)的更好發(fā)展起到積極作用。

關(guān)鍵詞：空冷發(fā)電機(jī) 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

引言

發(fā)電機(jī)的冷卻介質(zhì)有空氣、水和氫氣三種。與水冷、氫冷發(fā)電機(jī)相比，空冷發(fā)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、輔機(jī)少、可靠性高和易維護(hù)等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使空冷發(fā)電機(jī)更適用于熱電聯(lián)產(chǎn)、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電以及余熱發(fā)電、坑口電站、調(diào)峰運(yùn)行等節(jié)約能源項(xiàng)目。采用空冷發(fā)電機(jī)可以減少電廠初期建設(shè)投資，減少運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用，降低發(fā)電成本從而大幅度提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。在市場需求不斷增長的刺激下，國際上許多大公司一直非常重視開發(fā)和研制空冷發(fā)電技術(shù)。在這方面處于領(lǐng)先地位的當(dāng)屬瑞士ABB公司。該公司現(xiàn)己制造出單機(jī)容量為500MVA等級(jí)的空冷發(fā)電機(jī)并己投入運(yùn)行。

1大容量空冷發(fā)電機(jī)的沿襲和變革

阿爾斯通公司空冷發(fā)電機(jī)系列產(chǎn)品依照轉(zhuǎn)子直徑的大小劃分為許多不同的等級(jí)?！霸谕粋€(gè)等級(jí)中轉(zhuǎn)子直徑都是相等的。改變轉(zhuǎn)子本體的長度可使發(fā)電機(jī)輸出功率在一定的范圍內(nèi)變化。每個(gè)等級(jí)的編號(hào)，也叫機(jī)座號(hào)，就是根據(jù)轉(zhuǎn)子直徑的大小進(jìn)行加倍取整處理后選取的。在70年代初期，90MVA的空冷發(fā)電機(jī)已投入使用。1984年188MVA的機(jī)組調(diào)試成功。1993年實(shí)現(xiàn)了255MVA的輸出功率。1995年ABB公司制造了世界上第一臺(tái)沖破300MVA大關(guān)的23型頂級(jí)空冷汽輪發(fā)電機(jī)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，到1998年，SOOMVA25型頂級(jí)空冷汽輪發(fā)電機(jī)完成了型式試驗(yàn)。2008年6月，首臺(tái)350MW空冷汽輪發(fā)電機(jī)在南汽完成了制造，這是國內(nèi)容量最大的空冷汽輪發(fā)電機(jī)。”

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，空冷發(fā)電機(jī)的水平不斷提高。除了科學(xué)技術(shù)這一原因，促使大型空冷發(fā)電機(jī)發(fā)展的原因還有社會(huì)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、人們生產(chǎn)生活用電量的增大，電網(wǎng)的形成促使大型的發(fā)電機(jī)來保證電網(wǎng)的穩(wěn)定；提高發(fā)電效率是促使大型空冷發(fā)電機(jī)不斷發(fā)展的內(nèi)在因素?？绽浒l(fā)電機(jī)容量的不斷增加，一方面是轉(zhuǎn)子質(zhì)量的提高，提升了原材料的使用性能；還有新的冷卻技術(shù)的投入使用，延長了機(jī)組的使用壽命。發(fā)電機(jī)冷卻方式經(jīng)過了空冷—?dú)淅洹畾浠旌侠鋮s—全水冷等階段。世界各大電機(jī)制造公司都經(jīng)歷了這樣的發(fā)展過程，冷卻技術(shù)的不斷改變帶來的直接結(jié)果就是單機(jī)容量的不斷增加。大容量發(fā)電機(jī)的容量不是無限制的增大，限于現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平以及人們的科研水平和創(chuàng)新能力，現(xiàn)投入使用的空冷發(fā)電機(jī)容量都在1000MW以下，生產(chǎn)過大容量的空冷發(fā)電機(jī)還存在一此問題，比如技術(shù)、生產(chǎn)安全問題等。

2大容量空冷發(fā)電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

2.1空冷發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量不斷擴(kuò)大

1936年P(guān)uma研發(fā)設(shè)計(jì)了160MW的空冷發(fā)電機(jī)，直到上世紀(jì)70年代初期，由于使用材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、科學(xué)技術(shù)等的進(jìn)步，國外的一此大公司都陸續(xù)開始研發(fā)100MW的空冷發(fā)電機(jī)?！癇BC公司在70年代末制造出當(dāng)時(shí)世界上容量最大的135MW的空冷發(fā)電機(jī)，突破過去容量長期停留在100MW以下的局面，開創(chuàng)了空冷發(fā)電機(jī)向大容量發(fā)展的新時(shí)代?！?0世紀(jì)80年代，國外空冷發(fā)電機(jī)的最大容量擴(kuò)大到200MW，到了90年代升級(jí)到300MW，瑞士的ABB公司生產(chǎn)了世界上第一臺(tái)300MW的空冷發(fā)電機(jī)，在1995年交貨并投入使用。目前世界上最大容量的空冷發(fā)電機(jī)可達(dá)1200MW，但由于技術(shù)、運(yùn)行安全等方面的問題，空冷發(fā)電機(jī)的容量都控制在1000MW以下。

2.2大容量空冷發(fā)電機(jī)的市場不斷擴(kuò)大

上世紀(jì)80年代開始，空冷發(fā)電機(jī)的市場需求量逐漸增加，不僅體現(xiàn)在空冷發(fā)電機(jī)的設(shè)備數(shù)量上，還體現(xiàn)在空冷發(fā)電機(jī)的容量上。其原因有：社會(huì)生產(chǎn)力水平的提高，主要是第二產(chǎn)業(yè)—加工制造業(yè)的快速發(fā)展，生產(chǎn)用電的需求量的增加刺激了空冷發(fā)電機(jī)向大容量發(fā)展。人們的生活水平提高，生活用電量也隨之增加，為保證電力供需的平衡，尤其是滿足夏季、冬季電力的高峰負(fù)荷，空冷發(fā)電機(jī)的大容量發(fā)展就顯得尤為重要。提升發(fā)電效率是促進(jìn)大容量空冷發(fā)電機(jī)發(fā)展的又一重要因素。

2.3大型氫冷汽輪發(fā)電機(jī)逐漸被空冷發(fā)電機(jī)所取代

20世紀(jì)70年代前，由于受到技術(shù)、資金、材料等方面的局限，空冷發(fā)電機(jī)的容量長期停留在100MW左右，發(fā)電效率低于氫冷汽輪發(fā)電機(jī)，而現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步、創(chuàng)新，空冷發(fā)電機(jī)不斷突破原有的局限，發(fā)電效率逐漸上升，逐漸取代了氫冷汽輪發(fā)電機(jī)?？绽浒l(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有：

（1）空冷發(fā)電機(jī)的冷卻介質(zhì)是空氣，不需要像氫冷汽輪發(fā)電機(jī)那樣補(bǔ)充氫氣，也就沒有氫氣爆炸的危險(xiǎn)，這就大大提高了空冷發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行效率。

（2）空冷發(fā)電機(jī)的運(yùn)行與維護(hù)簡單易操作，運(yùn)行費(fèi)用小于氫冷汽輪發(fā)電機(jī)，大大提升了經(jīng)濟(jì)效益。

（3）“空冷發(fā)電機(jī)的價(jià)格低于氫冷發(fā)電機(jī)，主要是因?yàn)椴恍枰嘿F的輔助系統(tǒng)，降低了成本，而且不會(huì)因?yàn)檫@此輔助系統(tǒng)失靈影響發(fā)電機(jī)的可用性，可靠性就相對(duì)較高。”

（4）安裝工程量?。贿\(yùn)行中啟停機(jī)方便，結(jié)構(gòu)簡單，啟停機(jī)需要的時(shí)間較短，運(yùn)行人員也較少，降低了生產(chǎn)成本。

（5）空冷發(fā)電機(jī)比氫冷發(fā)電機(jī)更加環(huán)保，降低環(huán)境污染。

空冷發(fā)電機(jī)產(chǎn)生至今，走過了幾十年的路程，由小容量到大容量、不完善到逐步完善的過程，每一次更新?lián)Q代都凝聚了時(shí)代的力量、科技的力量。從目前來看，大容量空冷發(fā)電機(jī)的市場前景是廣闊的，并會(huì)隨時(shí)代的進(jìn)步而進(jìn)步。

3結(jié)語

綜上所述，做為大容量空冷發(fā)電機(jī)市場條件發(fā)生了變化，但仍然有很多的市場空間需要開發(fā)。就未來相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，分析國內(nèi)外市場對(duì)電力設(shè)備的需求，應(yīng)當(dāng)肯定仍然是量大面廣的產(chǎn)品。相關(guān)企業(yè)生存和發(fā)展的關(guān)鍵有以下兩點(diǎn)：一是不斷的開發(fā)市場，二是盡快提高我國空冷發(fā)電機(jī)的技術(shù)水平。新的市場形勢既為企業(yè)增加了困難，也為企業(yè)的發(fā)展提供了動(dòng)力與方向，將更加激勵(lì)企業(yè)去尋求新的發(fā)展機(jī)遇與思路。

參考文獻(xiàn)：

[1] 金煦，袁益超，劉聿拯，等.大型空冷汽輪發(fā)電機(jī)冷卻技術(shù)的現(xiàn)狀與分析[J].大電機(jī)技術(shù)，2004（4）：33-37.

[2] 張立新.空冷發(fā)電機(jī)技術(shù)的發(fā)展分析[J].山西焦煤科技，2004（s1）：67-69.

[3] 張立新.空冷發(fā)電機(jī)技術(shù)的發(fā)展分析[J].山西焦煤科技，2004（s1）：67-69.