大容量空冷發電機的發展現狀及其發展趨勢探究

曹中旭 王雙情

摘 要：隨著科學技術的不斷進步，發電機也隨之不斷更新換代，到上世紀30年代，空冷發電機投入使用。空冷發電機的產生及應用給我們生產生活帶來了諸多的便利，滿足了人們不斷增長的用電需求，對人類的生產生活及可持續發展產生了極其重要的影響。本文主要闡述了大容量空冷發電機的發展現狀及其發展趨勢，希望能對大容量空冷發電機的更好發展起到積極作用。

關鍵詞：空冷發電機 發展現狀 發展趨勢

引言

發電機的冷卻介質有空氣、水和氫氣三種。與水冷、氫冷發電機相比，空冷發電機具有結構簡單、輔機少、可靠性高和易維護等特點。這些特點使空冷發電機更適用于熱電聯產、燃氣蒸汽聯合循環發電以及余熱發電、坑口電站、調峰運行等節約能源項目。采用空冷發電機可以減少電廠初期建設投資，減少運行和維護費用，降低發電成本從而大幅度提高電廠的經濟效益。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和研制空冷發電技術。在這方面處于領先地位的當屬瑞士ABB公司。該公司現己制造出單機容量為500MVA等級的空冷發電機并己投入運行。

1大容量空冷發電機的沿襲和變革

阿爾斯通公司空冷發電機系列產品依照轉子直徑的大小劃分為許多不同的等級。“在同一個等級中轉子直徑都是相等的。改變轉子本體的長度可使發電機輸出功率在一定的范圍內變化。每個等級的編號，也叫機座號，就是根據轉子直徑的大小進行加倍取整處理后選取的。在70年代初期，90MVA的空冷發電機已投入使用。1984年188MVA的機組調試成功。1993年實現了255MVA的輸出功率。1995年ABB公司制造了世界上第一臺沖破300MVA大關的23型頂級空冷汽輪發電機。在這個基礎上，到1998年，SOOMVA25型頂級空冷汽輪發電機完成了型式試驗。2008年6月，首臺350MW空冷汽輪發電機在南汽完成了制造，這是國內容量最大的空冷汽輪發電機。”

隨著科學技術的進步及技術的創新發展，空冷發電機的水平不斷提高。除了科學技術這一原因，促使大型空冷發電機發展的原因還有社會工業、農業、人們生產生活用電量的增大，電網的形成促使大型的發電機來保證電網的穩定；提高發電效率是促使大型空冷發電機不斷發展的內在因素。空冷發電機容量的不斷增加，一方面是轉子質量的提高，提升了原材料的使用性能；還有新的冷卻技術的投入使用，延長了機組的使用壽命。發電機冷卻方式經過了空冷—氫冷—水氫混合冷卻—全水冷等階段。世界各大電機制造公司都經歷了這樣的發展過程，冷卻技術的不斷改變帶來的直接結果就是單機容量的不斷增加。大容量發電機的容量不是無限制的增大，限于現在科學技術的發展水平以及人們的科研水平和創新能力，現投入使用的空冷發電機容量都在1000MW以下，生產過大容量的空冷發電機還存在一此問題，比如技術、生產安全問題等。

2大容量空冷發電機的發展現狀和趨勢

2.1空冷發電機的單機容量不斷擴大

1936年Puma研發設計了160MW的空冷發電機，直到上世紀70年代初期，由于使用材料、結構設計、科學技術等的進步，國外的一此大公司都陸續開始研發100MW的空冷發電機。“BBC公司在70年代末制造出當時世界上容量最大的135MW的空冷發電機，突破過去容量長期停留在100MW以下的局面，開創了空冷發電機向大容量發展的新時代。”20世紀80年代，國外空冷發電機的最大容量擴大到200MW，到了90年代升級到300MW，瑞士的ABB公司生產了世界上第一臺300MW的空冷發電機，在1995年交貨并投入使用。目前世界上最大容量的空冷發電機可達1200MW，但由于技術、運行安全等方面的問題，空冷發電機的容量都控制在1000MW以下。

2.2大容量空冷發電機的市場不斷擴大

上世紀80年代開始，空冷發電機的市場需求量逐漸增加，不僅體現在空冷發電機的設備數量上，還體現在空冷發電機的容量上。其原因有：社會生產力水平的提高，主要是第二產業—加工制造業的快速發展，生產用電的需求量的增加刺激了空冷發電機向大容量發展。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、冬季電力的高峰負荷，空冷發電機的大容量發展就顯得尤為重要。提升發電效率是促進大容量空冷發電機發展的又一重要因素。

2.3大型氫冷汽輪發電機逐漸被空冷發電機所取代

20世紀70年代前，由于受到技術、資金、材料等方面的局限，空冷發電機的容量長期停留在100MW左右，發電效率低于氫冷汽輪發電機，而現在科學技術的不斷進步、創新，空冷發電機不斷突破原有的局限，發電效率逐漸上升，逐漸取代了氫冷汽輪發電機。空冷發電機的優點有：

（1）空冷發電機的冷卻介質是空氣，不需要像氫冷汽輪發電機那樣補充氫氣，也就沒有氫氣爆炸的危險，這就大大提高了空冷發電機的安全運行效率。

（2）空冷發電機的運行與維護簡單易操作，運行費用小于氫冷汽輪發電機，大大提升了經濟效益。

（3）“空冷發電機的價格低于氫冷發電機，主要是因為不需要昂貴的輔助系統，降低了成本，而且不會因為這此輔助系統失靈影響發電機的可用性，可靠性就相對較高。”

（4）安裝工程量小；運行中啟停機方便，結構簡單，啟停機需要的時間較短，運行人員也較少，降低了生產成本。

（5）空冷發電機比氫冷發電機更加環保，降低環境污染。

空冷發電機產生至今，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，每一次更新換代都凝聚了時代的力量、科技的力量。從目前來看，大容量空冷發電機的市場前景是廣闊的，并會隨時代的進步而進步。

3結語

綜上所述，做為大容量空冷發電機市場條件發生了變化，但仍然有很多的市場空間需要開發。就未來相當長的時間內，分析國內外市場對電力設備的需求，應當肯定仍然是量大面廣的產品。相關企業生存和發展的關鍵有以下兩點：一是不斷的開發市場，二是盡快提高我國空冷發電機的技術水平。新的市場形勢既為企業增加了困難，也為企業的發展提供了動力與方向，將更加激勵企業去尋求新的發展機遇與思路。

參考文獻：

[1] 金煦，袁益超，劉聿拯，等.大型空冷汽輪發電機冷卻技術的現狀與分析[J].大電機技術，2004（4）：33-37.

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

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