东方150MW空冷汽轮发电机

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1、第19卷第1期东方电气评论Vol.19No.12005年3月DONGFANGDIANQIPINGLUNMar.2005文章编号：1001-9006(2005)01-0008-05东方150MW空冷汽轮发电机陈文学(东方电机股份有限公司，四川德阳618000)摘要：近年来，东电公司在成功制造75MW空冷汽轮发电机的基础上试制了150MW空冷汽轮发电机。这是目前国内自行研制的最大容量的空冷发电机，其中采用的一些单项技术为今后发展更大容量空冷发电机打下基础。重点介绍该机的主要技术特点和研制方针。由于空气的热容量和导热率较低，设计空冷汽轮

2、机的关键是降低有效部件的损耗，加强这些部位的冷却。因此，首先将技术攻关的重点放在通风研究上，通过采用先进的软件进行通风计算以及1:1通风模型试验研究，优化机内风量分配，以适度的风量均匀地冷却整个发电机，使各部位的温度都不超过绝缘允许的水平；其次，定子线棒的发热是限制提高发电机容量的关键之一，为此采取了减小损耗、改进绝缘和改善冷却等措施；此外，通过试验研究决定转子线圈的通风冷却方式也是本发电机的攻关项目之一。除此之外，随着发电机容量增加而需要采取的一些措施，如为提高进相运行能力而采取的降低铁心端部损耗措施，为减小机座和基础振动而采取

3、的铁心隔振措施，以及为提高发电机承担不平衡负荷能力而增设阻尼绕组等措施也在设计中予以了考虑。2002年9月，东电公司成功完成了首台150MW空冷汽轮发电机的型式试验。试验证明该发电机的效率、温升和所有技术指标完全达到国家标准的要求，完全满足额定出力下长期安全运行的需要。最后还介绍了东电公司开发更大容量空冷汽轮发电机的技术发展方向，如定子线棒真空浸渍绝缘技术，逆向通风方式以及多支路定子线圈连接结构等。图6表1关键词：150MW；空冷；径向多流；轴向分段通风；鼻端换位；优化中图分类号：TM311文献标识码：A空气作为最方便的、不需要辅

4、助系统的冷却介1前言质，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，对于转速空冷汽轮发电机具有系统简单、安装周期短、高、体积受限制的大容量汽轮发电机，带来了一系启停方便、运行经济、可靠性高、维护检修方便等列的技术障碍。因此，开发大容量空冷汽轮发电突出优点，近年来日益受到用户的欢迎，特别是在机，最核心的问题是降低损耗和解决散热问题，必燃汽轮机联合循环电站项目上显示出巨大的市场前须在发热与散热之间找到一个最佳平衡点。景。随着新结构、新材料和计算机辅助设计手段的运在世界上，空冷汽轮发电机从60/75MW级发

5、用，空冷汽轮发电机单机容量不断增大，大型空冷展到150MW级是一个关键的台阶，需要解决的技汽轮发电机正逐步成为国内外发展的一种趋势，成术难点多，难度高。东电公司利用计算机辅助设计为各公司保持竞争优势、占领市场的主力产品之等先进设计手段以及1：1实物模型试验等，针对发一。电机的电磁方案、定/转子通风结构优化、绝缘结东方电机股份有限公司（东电公司）在75MW构优化、特大高宽比定子线圈的制造、定子隔振结空冷汽轮发电机试制成功和顺利投入运行的基础上构等一系列技术难题进行了基础科研和开发工作。进行了完整的总结，找出了可继承的成功技术和需20

6、02年9月，国内第一台150MW空冷汽轮发要改进的结构，于2001年初开始了依靠自己的力量电机在东电公司完成了制造和厂内型式试验，2003开发研制目前国内最大容量的150MW空冷发电机年7月投入商业运行。发电机的所有技术参数完全工作。达到了国家标准和业主的的要求，满足机组长期安第1期陈文学东方150MW空冷汽轮发电机9全运行的需要。平。(2)合理分配冷却气流。通风系统的关键是优化2设计参数发电机内的风量分布，消除通风死角，尽可能使发电机各发热部件得到均匀冷却，改善主要发热部件发电机基本设计数据如下：的冷却，降低最热点的温度。额定容

7、量/MVA176.53.2发电机总体通风结构额定功率/MW150根据东电公司多年的经验以及对国外空冷发电额定电压/kV13.8机通风方式的分析研究，东方150MW机的整体风额定电流/A7383路结构采用了东电公司传统、成熟的“径向多流”功率因数0.85通风方式，如图1所示。频率/Hz50发电机定子沿轴向共分为5个风区，2个进风转速/r·min-1区与3个出风区间隔排布。由转子两端轴流式风扇3000绝缘等级F级(温升按B级考核)驱动的冷空气，大部沿铁心口部进入气隙；另一部冷却方式转子空内冷、定子空外冷风在冷却了定子端部后进入冷风区铁

8、心背部，沿铁短路比≥0.5心径向风道冷却了铁心和线棒后进入气隙。上述两效率/%≥98.6路风加上另一路冷却转子后的出风，在气隙中混定子线圈温度/℃≤120合，再沿铁心径向风道冷却热风区的定子铁心和线定子铁心温度/℃≤120棒后，进入热风区铁心背部，