大容量空冷发电机的发展现状及其发展趋势探究

曹中旭 王双情

摘 要：随着科学技术的不断进步，发电机也随之不断更新换代，到上世纪30年代，空冷发电机投入使用。空冷发电机的产生及应用给我们生产生活带来了诸多的便利，满足了人们不断增长的用电需求，对人类的生产生活及可持续发展产生了极其重要的影响。本文主要阐述了大容量空冷发电机的发展现状及其发展趋势，希望能对大容量空冷发电机的更好发展起到积极作用。

关键词：空冷发电机 发展现状 发展趋势

引言

发电机的冷却介质有空气、水和氢气三种。与水冷、氢冷发电机相比，空冷发电机具有结构简单、辅机少、可靠性高和易维护等特点。这些特点使空冷发电机更适用于热电联产、燃气蒸汽联合循环发电以及余热发电、坑口电站、调峰运行等节约能源项目。采用空冷发电机可以减少电厂初期建设投资，减少运行和维护费用，降低发电成本从而大幅度提高电厂的经济效益。在市场需求不断增长的刺激下，国际上许多大公司一直非常重视开发和研制空冷发电技术。在这方面处于领先地位的当属瑞士ABB公司。该公司现己制造出单机容量为500MVA等级的空冷发电机并己投入运行。

1大容量空冷发电机的沿袭和变革

阿尔斯通公司空冷发电机系列产品依照转子直径的大小划分为许多不同的等级。“在同一个等级中转子直径都是相等的。改变转子本体的长度可使发电机输出功率在一定的范围内变化。每个等级的编号，也叫机座号，就是根据转子直径的大小进行加倍取整处理后选取的。在70年代初期，90MVA的空冷发电机已投入使用。1984年188MVA的机组调试成功。1993年实现了255MVA的输出功率。1995年ABB公司制造了世界上第一台冲破300MVA大关的23型顶级空冷汽轮发电机。在这个基础上，到1998年，SOOMVA25型顶级空冷汽轮发电机完成了型式试验。2008年6月，首台350MW空冷汽轮发电机在南汽完成了制造，这是国内容量最大的空冷汽轮发电机。”

随着科学技术的进步及技术的创新发展，空冷发电机的水平不断提高。除了科学技术这一原因，促使大型空冷发电机发展的原因还有社会工业、农业、人们生产生活用电量的增大，电网的形成促使大型的发电机来保证电网的稳定；提高发电效率是促使大型空冷发电机不断发展的内在因素。空冷发电机容量的不断增加，一方面是转子质量的提高，提升了原材料的使用性能；还有新的冷却技术的投入使用，延长了机组的使用寿命。发电机冷却方式经过了空冷—氢冷—水氢混合冷却—全水冷等阶段。世界各大电机制造公司都经历了这样的发展过程，冷却技术的不断改变带来的直接结果就是单机容量的不断增加。大容量发电机的容量不是无限制的增大，限于现在科学技术的发展水平以及人们的科研水平和创新能力，现投入使用的空冷发电机容量都在1000MW以下，生产过大容量的空冷发电机还存在一此问题，比如技术、生产安全问题等。

2大容量空冷发电机的发展现状和趋势

2.1空冷发电机的单机容量不断扩大

1936年Puma研发设计了160MW的空冷发电机，直到上世纪70年代初期，由于使用材料、结构设计、科学技术等的进步，国外的一此大公司都陆续开始研發100MW的空冷发电机。“BBC公司在70年代末制造出当时世界上容量最大的135MW的空冷发电机，突破过去容量长期停留在100MW以下的局面，开创了空冷发电机向大容量发展的新时代。”20世纪80年代，国外空冷发电机的最大容量扩大到200MW，到了90年代升级到300MW，瑞士的ABB公司生产了世界上第一台300MW的空冷发电机，在1995年交货并投入使用。目前世界上最大容量的空冷发电机可达1200MW，但由于技术、运行安全等方面的问题，空冷发电机的容量都控制在1000MW以下。

2.2大容量空冷发电机的市场不断扩大

上世纪80年代开始，空冷发电机的市场需求量逐渐增加，不仅体现在空冷发电机的设备数量上，还体现在空冷发电机的容量上。其原因有：社会生产力水平的提高，主要是第二产业—加工制造业的快速发展，生产用电的需求量的增加刺激了空冷发电机向大容量发展。人们的生活水平提高，生活用电量也随之增加，为保证电力供需的平衡，尤其是满足夏季、冬季电力的高峰负荷，空冷发电机的大容量发展就显得尤为重要。提升发电效率是促进大容量空冷发电机发展的又一重要因素。

2.3大型氢冷汽轮发电机逐渐被空冷发电机所取代

20世纪70年代前，由于受到技术、资金、材料等方面的局限，空冷发电机的容量长期停留在100MW左右，发电效率低于氢冷汽轮发电机，而现在科学技术的不断进步、创新，空冷发电机不断突破原有的局限，发电效率逐渐上升，逐渐取代了氢冷汽轮发电机。空冷发电机的优点有：

（1）空冷发电机的冷却介质是空气，不需要像氢冷汽轮发电机那样补充氢气，也就没有氢气爆炸的危险，这就大大提高了空冷发电机的安全运行效率。

（2）空冷发电机的运行与维护简单易操作，运行费用小于氢冷汽轮发电机，大大提升了经济效益。

（3）“空冷发电机的价格低于氢冷发电机，主要是因为不需要昂贵的辅助系统，降低了成本，而且不会因为这此辅助系统失灵影响发电机的可用性，可靠性就相对较高。”

（4）安装工程量小；运行中启停机方便，结构简单，启停机需要的时间较短，运行人员也较少，降低了生产成本。

（5）空冷发电机比氢冷发电机更加环保，降低环境污染。

空冷发电机产生至今，走过了几十年的路程，由小容量到大容量、不完善到逐步完善的过程，每一次更新换代都凝聚了时代的力量、科技的力量。从目前来看，大容量空冷发电机的市场前景是广阔的，并会随时代的进步而进步。

3结语

综上所述，做为大容量空冷发电机市场条件发生了变化，但仍然有很多的市场空间需要开发。就未来相当长的时间内，分析国内外市场对电力设备的需求，应当肯定仍然是量大面广的产品。相关企业生存和发展的关键有以下两点：一是不断的开发市场，二是尽快提高我国空冷发电机的技术水平。新的市场形势既为企业增加了困难，也为企业的发展提供了动力与方向，将更加激励企业去寻求新的发展机遇与思路。

参考文献：

[1] 金煦，袁益超，刘聿拯，等.大型空冷汽轮发电机冷却技术的现状与分析[J].大电机技术，2004（4）：33-37.

[2] 张立新.空冷发电机技术的发展分析[J].山西焦煤科技，2004（s1）：67-69.

[3] 张立新.空冷发电机技术的发展分析[J].山西焦煤科技，2004（s1）：67-69.