《科技進(jìn)步與對(duì)策》創(chuàng)刊于1984年，是由中國(guó)管理科學(xué)學(xué)會(huì)、湖北省科技廳主管，湖北省科技信息研究院主辦，科學(xué)出版社出版，科技日?qǐng)?bào)社、全國(guó)科技振興城市經(jīng)濟(jì)研究會(huì)、中南六省四市科技廳（局）等單位協(xié)辦的關(guān)于科技進(jìn)步理論、政策與方法的學(xué)術(shù)類期刊，主要關(guān)注科技進(jìn)步對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的影響、科研政策、科技管理與組織、效益評(píng)價(jià)等方面的理論與實(shí)踐問(wèn)題。
　　摘 要：汽輪發(fā)電機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。空冷汽輪發(fā)電機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)，是科技發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物。空冷技術(shù)的研究對(duì)于我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展具有非常重要的意義，所以文章對(duì)于空冷技術(shù)研究的必要性進(jìn)行了闡述，然后對(duì)于空冷技術(shù)的改進(jìn)進(jìn)行了研究，對(duì)于空冷汽輪發(fā)電機(jī)的發(fā)展具有重要的意義。

　　關(guān)鍵詞：科技進(jìn)步與對(duì)策,空冷汽輪發(fā)電機(jī),冷卻技術(shù),降耗

　　1 空冷汽輪發(fā)電機(jī)現(xiàn)狀分析

　　在我國(guó)的發(fā)電企業(yè)中，大多數(shù)是利用發(fā)電機(jī)來(lái)進(jìn)行發(fā)電的，對(duì)于我國(guó)的電網(wǎng)運(yùn)行具有非常重要的作用，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了基礎(chǔ)動(dòng)力。在電力生產(chǎn)中，單機(jī)容量應(yīng)該與電網(wǎng)的總?cè)萘勘３忠欢ǖ谋壤�，如果單機(jī)的容量有所提升，那么單位容量就會(huì)有所下降，對(duì)于材料的消耗也就會(huì)降低，有效的提高了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

　　要想滿足汽輪發(fā)電機(jī)向大容量發(fā)展，主要有兩種途徑，一種是增大發(fā)電機(jī)的線性尺寸，另一種是增加電磁負(fù)荷。而在現(xiàn)實(shí)中，由于受到零部件的限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)線性的增大，所以只能是通過(guò)增加電磁負(fù)荷來(lái)實(shí)現(xiàn)。在增加電磁負(fù)荷的同時(shí)必然會(huì)加大線棒的銅損，線圈的溫度由此升高，有可能會(huì)超過(guò)限定的范圍。所以說(shuō)為了保證發(fā)電機(jī)能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，需要采取一定的冷卻技術(shù)來(lái)控制發(fā)電機(jī)的溫度，保持在容許的范圍內(nèi)。所以冷卻技術(shù)是汽輪發(fā)電機(jī)向更大容量發(fā)展的必然條件，冷卻技術(shù)的研究對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)具有非常重要的意義。

　　2 空冷汽輪發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

　　2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，安全性好

　　由于空冷技術(shù)的系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，并且冷卻介質(zhì)為空氣，不需要介質(zhì)的補(bǔ)充，也不需要水處理以及制氫等設(shè)備，簡(jiǎn)化了操作環(huán)節(jié)。并且由空氣作為冷卻介質(zhì)，不會(huì)發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。在空冷設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，也不會(huì)影響到發(fā)電機(jī)的運(yùn)行，具有很高的安全性。在日常的維護(hù)工作，比較簡(jiǎn)便，所以在汽輪發(fā)電機(jī)中應(yīng)用的比較普遍，并且得到了迅速的發(fā)展。

　　2.2 經(jīng)濟(jì)性高

　　在空冷汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，不需要使用額外的輔助系統(tǒng)，減少了投資，并且在運(yùn)行的過(guò)程中，運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用都比較節(jié)省，降低了成本投入，提高了經(jīng)濟(jì)性。在科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展下，對(duì)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)的空冷技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，相對(duì)于以前來(lái)講在效率上有很大的提高，提高了經(jīng)濟(jì)性。由于我國(guó)的空冷技術(shù)相對(duì)于國(guó)外來(lái)講還比較落后，所以對(duì)于空冷技術(shù)進(jìn)行研究具有非常重要的意義，對(duì)我國(guó)的工業(yè)發(fā)展有促進(jìn)作用。

　　3 空冷汽輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻技術(shù)改進(jìn)分析

　　3.1 單路壓入方式

　　利用轉(zhuǎn)子兩端的兩臺(tái)軸流式風(fēng)扇將來(lái)自冷卻器的冷風(fēng)吹進(jìn)氣隙和轉(zhuǎn)子，然后通過(guò)鐵心的徑向風(fēng)溝流到外殼，這種冷卻原理的定子端部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于離開(kāi)轉(zhuǎn)子的熱風(fēng)在氣隙中與流到定子有效部件的冷風(fēng)混合，故應(yīng)用范圍在150mw以下，否則徑向風(fēng)溝中的氣體溫度會(huì)太高，不能有效的冷卻鐵心。

　　3.2 單路抽風(fēng)方式

　　從冷卻器出來(lái)的冷風(fēng)首先流過(guò)定子鐵心背部和轉(zhuǎn)子，經(jīng)定、轉(zhuǎn)子徑向風(fēng)道流入氣隙，再?gòu)臍庀斗謩e由兩端風(fēng)扇抽出。采用這種方案，定子和轉(zhuǎn)子可以并行通風(fēng)。這使給定溫升下的有效部件更加緊湊，同時(shí)也可避免將風(fēng)扇損耗帶到發(fā)電機(jī)內(nèi)，但其代價(jià)是發(fā)電機(jī)端部空間結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，而且不利于冷卻定子端部，因?yàn)榱魅攵瞬繀^(qū)域的氣流已經(jīng)是吸收了鐵心損耗和轉(zhuǎn)子風(fēng)摩損耗的熱氣流。

　　3.3 軸向分段多流方式

　　利用轉(zhuǎn)子兩端的風(fēng)扇將冷風(fēng)吹入發(fā)電機(jī)后，氣流分為三路：一路由定子端部進(jìn)入氣隙;另一路經(jīng)定子機(jī)座通風(fēng)管進(jìn)入鐵心背部，經(jīng)定子徑向風(fēng)道進(jìn)入氣隙;還有一路進(jìn)入轉(zhuǎn)子通風(fēng)副槽，由轉(zhuǎn)子徑向支路進(jìn)入氣隙。

　　這三路氣流在氣隙會(huì)合后，經(jīng)鐵心出風(fēng)風(fēng)道由鐵心背部出風(fēng)區(qū)排出。但實(shí)際上由于大容量汽輪發(fā)電機(jī)氣隙風(fēng)阻與鐵心背部比較相對(duì)較小，氣流有可能大部分流入氣隙，造成鐵心背部進(jìn)風(fēng)量減少，甚至可能出現(xiàn)氣流倒流的現(xiàn)象，使背部進(jìn)風(fēng)區(qū)定子軛部冷卻效果下降，因此在氣隙進(jìn)風(fēng)處需設(shè)擋風(fēng)板。

　　4 空冷汽輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化

　　在汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定的損耗，嚴(yán)重的影響到發(fā)電機(jī)的性能。尤其是在大容量的汽輪發(fā)電機(jī)中，由于機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，主要是增加了線圈的熱量，由此線圈的絕緣壽命受到影響。在熱量的影響下，發(fā)電機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度會(huì)受到影響，由此引發(fā)的熱變形和熱應(yīng)力對(duì)發(fā)電機(jī)都有很大的負(fù)作用。所以說(shuō)在對(duì)空冷汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行研究的過(guò)程中，主要應(yīng)該通過(guò)冷卻技術(shù)，降低鐵損耗、銅損耗之外，還要降低發(fā)電機(jī)的機(jī)械損耗，以高效的冷卻技術(shù)將發(fā)電機(jī)的溫度控制在限定的范圍內(nèi)。其中很大部分的機(jī)械損失是由通風(fēng)冷卻造成的，在冷卻風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，會(huì)消耗大量的機(jī)械能，然后在轉(zhuǎn)化為熱量，從而加速了機(jī)械損耗。為了降低機(jī)械損耗，需要對(duì)通風(fēng)冷卻技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，主要從降低冷卻風(fēng)扇的動(dòng)力損耗方面來(lái)進(jìn)行。

　　風(fēng)扇作為發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻系統(tǒng)的耗功元件之一，它由轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)，消耗一定的機(jī)械能，再將所消耗的大部分機(jī)械能轉(zhuǎn)換為冷卻氣體的勢(shì)能和動(dòng)能的同時(shí)，部分由于風(fēng)扇與氣體摩擦轉(zhuǎn)換為熱能。在其他條件相同的情況下，由于空氣密度大于氫氣密度，而為了達(dá)到同樣冷卻效果，空冷與氫冷相比，前者需要更多的冷卻介質(zhì)。因此，空冷汽輪發(fā)電機(jī)的風(fēng)扇與空氣之間的摩擦損耗要比氫冷汽輪發(fā)電機(jī)大得多。對(duì)空冷汽輪發(fā)電機(jī)而言，提高其風(fēng)扇的效率尤為必要。為此，國(guó)內(nèi)外有關(guān)學(xué)者和技術(shù)人員都試圖進(jìn)一步提高空冷汽輪發(fā)電機(jī)冷卻風(fēng)扇的性能。

　　5 冷卻器冷卻能力的進(jìn)一步提高

　　大型空冷汽輪發(fā)電機(jī)通常采用水-空冷卻器，其空側(cè)的散熱能力是決定冷卻器性能的關(guān)鍵。水-空冷卻器空側(cè)一般采用肋片結(jié)構(gòu)，但它們存在許多缺陷：緊湊性差，適用范圍有限等。因此，采用穿片式肋片結(jié)構(gòu)是提高水-空冷卻器性能的有效途徑。由于穿片式冷卻器的傳熱和阻力特性與翅片結(jié)構(gòu)以及管束布置形式等因素密切相關(guān)，為此國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)不同結(jié)構(gòu)的穿片式冷卻器的傳熱和阻力特性進(jìn)行了深入的研究，但因不同研究者研究的翅片管束布置形式、翅片結(jié)構(gòu)和試驗(yàn)工況不同以及對(duì)影響管束傳熱特性和阻力特性的各種因素沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)全面的研究，造成研究成果的應(yīng)用存在一定的局限性，采用不同的計(jì)算方法所得的結(jié)果差異較大，故有必要對(duì)其傳熱特性及阻力特性進(jìn)行進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究和分析。

　　6 結(jié)束語(yǔ)

　　在工業(yè)發(fā)展的需求下，大容量的汽輪發(fā)電機(jī)成為發(fā)展的主要趨勢(shì)，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)來(lái)講具有非常重要的作用。在汽輪發(fā)電機(jī)的容量增大的情況下，需要對(duì)溫度進(jìn)行進(jìn)行控制，以保證發(fā)電機(jī)可以穩(wěn)定的運(yùn)行�？绽浼夹g(shù)的研究對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)具有重要意義，可以很好的控制溫度。但是從現(xiàn)有的技術(shù)來(lái)看，還存在很多的問(wèn)題，影響到空冷技術(shù)的發(fā)展，所以要根據(jù)實(shí)際情況，不斷的對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)理念，為空冷技術(shù)的研究創(chuàng)造有利的條件。利用空冷技術(shù)對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行冷卻有利于我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，從而促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，所以要對(duì)其進(jìn)行研究。

　　參考文獻(xiàn)

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