【摘要】由東方電機(jī)股份有限公司負(fù)責(zé)的鹽鍋峽7#和9#發(fā)電機(jī)增容改造于2003年全部完成，至今已安全穩(wěn)定運(yùn)行14年，足以證明機(jī)組改造是成功的。

【關(guān)鍵詞】通風(fēng)改造；全端部回風(fēng)結(jié)構(gòu)；通風(fēng)損耗

前言

鹽鍋峽發(fā)電廠共裝機(jī)十臺(tái)，八臺(tái)機(jī)組單機(jī)容量44MW，其余八臺(tái)機(jī)容量均為45MW。屬國(guó)產(chǎn)六十年代生產(chǎn)的老式機(jī)組，至今運(yùn)行三十年以上。要求僅對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子部分進(jìn)行改造，使發(fā)電機(jī)增容至50MW。對(duì)其7號(hào)發(fā)電機(jī)進(jìn)行的電氣參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)的測(cè)試結(jié)果表明，發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)存在問題。必須對(duì)現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行全面改造，才能保證增容后發(fā)電機(jī)溫升限制在更加合理的范圍內(nèi)，保證發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行。

1、原發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻系統(tǒng)分析（45MW，cosφ=0.85額定工況）

1.1原發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻系統(tǒng)風(fēng)量分析計(jì)算

采用等值線路圖進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程對(duì)發(fā)電機(jī)通風(fēng)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果為：

發(fā)電機(jī)總風(fēng)量Q0=57.43 （m3/s）

定子有效段風(fēng)量Q=44.61 （m3/s）

采用原通風(fēng)方式發(fā)電機(jī)冷卻所需風(fēng)量Qa=52.68 （m3/s）

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子風(fēng)扇作用產(chǎn)生的風(fēng)量能滿足冷卻要求，且有裕度，如果發(fā)電機(jī)風(fēng)路暢通，內(nèi)部不存在死風(fēng)區(qū)，或強(qiáng)大的風(fēng)渦旋場(chǎng)，發(fā)電機(jī)各部分溫升的實(shí)測(cè)值應(yīng)與計(jì)算值相近，相差不應(yīng)大于10K。

1.2發(fā)電機(jī)通風(fēng)試驗(yàn)和溫升測(cè)試

下表為7號(hào)機(jī)在cosφ=0.85額定工況下實(shí)測(cè)值與計(jì)算值比較（冷風(fēng)溫度按40℃）

1.3 通風(fēng)系統(tǒng)改造應(yīng)達(dá)到的最終目的：

a） 發(fā)電機(jī)增容至50MW，且定子不改動(dòng)，必須靠改善風(fēng)路，增大發(fā)電機(jī)定子有效風(fēng)量，且定子有效風(fēng)量均勻進(jìn)入定子鐵芯。目標(biāo)是：第一，使定子平均溫升降低5K；第二，使定子的最高溫度降低10K；第三，選用高效率的空氣冷卻器，理順發(fā)電機(jī)內(nèi)部風(fēng)路使冷卻發(fā)電機(jī)定子的冷風(fēng)溫度降低5K。

b） 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子改造后其溫升不超過(guò)75K。

1.4 原發(fā)電機(jī)風(fēng)路系統(tǒng)分析

鹽鍋峽發(fā)電廠各臺(tái)機(jī)結(jié)構(gòu)相同，運(yùn)行情況相近，根據(jù)4號(hào)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)觀察測(cè)試及對(duì)原施工圖紙進(jìn)行分析。其風(fēng)路存在以下缺點(diǎn)：

a） 轉(zhuǎn)子磁極線圈為半圓頭結(jié)構(gòu)，斗式風(fēng)扇安裝位置高，距定子鐵芯直線段高度約400mm，斗式風(fēng)扇作用不大，大量的風(fēng)到達(dá)定、轉(zhuǎn)子間的氣隙后從兩端溢出至端部，造成進(jìn)入定子鐵芯中部的風(fēng)量少，定子鐵芯中部線圈和鐵芯得不到充分冷卻。

b） 原設(shè)計(jì)為定子機(jī)座兩端與空氣冷卻器不連通，風(fēng)進(jìn)入端部冷卻線棒端部后無(wú)法進(jìn)入空氣冷卻器，將回旋到轉(zhuǎn)子支架上、下平面再次進(jìn)入循環(huán)，使得冷卻定子的風(fēng)溫提高。定子齒壓板背部無(wú)擋風(fēng)圈，而定子鐵芯背部屬高風(fēng)壓區(qū)，高壓熱風(fēng)經(jīng)壓指間間隙進(jìn)入端部，同時(shí)參與了定子線圈和鐵芯冷卻的高壓熱風(fēng)經(jīng)定子機(jī)座環(huán)板開孔回到端部，此熱風(fēng)將不經(jīng)空冷器冷卻再次進(jìn)入循環(huán)，使冷卻定、轉(zhuǎn)子風(fēng)溫提高。

c） 原老式空氣冷卻器銅絲與銅管錫焊點(diǎn)存在大量脫落，灰塵杜塞，冷卻效果差，空冷器周邊存在大量熱風(fēng)（約45℃）溢出，使發(fā)電機(jī)的冷風(fēng)溫度提高。

d） 發(fā)電機(jī)內(nèi)部存在渦流，通風(fēng)損耗大。這部分損耗最終轉(zhuǎn)化為熱能，同樣會(huì)使發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子溫升提高。

e） 發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子發(fā)熱部件均受到不同程度的油污染，發(fā)熱部件的散熱效果差。

以上風(fēng)路缺點(diǎn)與下列測(cè)試結(jié)果正好相符：

2、發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)改造

2.1 全端部回風(fēng)結(jié)構(gòu)改造方案介紹

2.1.1 主要改進(jìn)措施：

a） 取消原發(fā)電機(jī)斗式風(fēng)扇；

b） 在定子機(jī)座外壁空氣冷卻器支架上、下側(cè)位置開始端部回風(fēng)孔；

c） 在定子上齒壓板背部增設(shè)擋風(fēng)圈，堵住定子齒壓板背部間隙；用鋼板堵住定子機(jī)座環(huán)板上原開孔；

d） 重新設(shè)計(jì)上、下?lián)躏L(fēng)板，靠近定子線圈端部的高磁場(chǎng)區(qū)采用非磁性玻璃鋼材料；

e） 在轉(zhuǎn)子支架上、下側(cè)位置增設(shè)擋風(fēng)圈；

f） 新設(shè)計(jì)上、下?lián)醢?，上擋板安裝在上機(jī)架下部，下?lián)醢灏惭b在下機(jī)架上部；

g） 重新設(shè)計(jì)擠片式新型高效空氣冷卻器。

2.2 改造后發(fā)電機(jī)風(fēng)路分析

改造后發(fā)電機(jī)風(fēng)路具有以下優(yōu)點(diǎn)：

a） 發(fā)電機(jī)風(fēng)路暢通，從轉(zhuǎn)子出來(lái)的風(fēng)冷卻定子后全部進(jìn)入空氣冷卻器；

b） 新型空氣冷卻器效率高，發(fā)電機(jī)風(fēng)水溫差比原發(fā)電機(jī)??；

c） 發(fā)電機(jī)內(nèi)部各主要過(guò)流部件的風(fēng)量分配合理；

d） 發(fā)電機(jī)內(nèi)部渦旋少，通風(fēng)損耗比原發(fā)電機(jī)小，效率比原發(fā)電機(jī)高；

e） 發(fā)電機(jī)定子線圈端部得到充分冷卻，有利于發(fā)電機(jī)改變工況運(yùn)行，延長(zhǎng)其絕緣使用壽命。

2.3 通風(fēng)計(jì)算說(shuō)明

鹽鍋峽發(fā)電機(jī)通風(fēng)計(jì)算采用計(jì)算源程序進(jìn)行計(jì)算，用風(fēng)路圖代替實(shí)際的通風(fēng)管道，然后對(duì)風(fēng)路網(wǎng)路求解，各風(fēng)阻系數(shù)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際相差很小。

發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)所需風(fēng)量（全端部回風(fēng)通風(fēng)方式）：45（m3/s）

風(fēng)量裕度：26%

3、發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)改造后溫升分析計(jì)算

2.1 改造后定子溫升分析

定子溫升分析列表如下：

3.2 改造前后轉(zhuǎn)子溫升分析

3.2.1 改造前轉(zhuǎn)子溫升分析（以7號(hào)機(jī)為例）

1） 轉(zhuǎn)子磁軛出口風(fēng)速v：

2） 散熱系數(shù)a：

3） 溫度分布系數(shù)Kf：

4） 轉(zhuǎn)子熱負(fù)荷WcU2： （IfN=1085A，45MW額定工況測(cè)量值）

5） 轉(zhuǎn)子對(duì)空氣溫升θ： （實(shí)測(cè)θ=93.3K，電阻法，45MW額定工況測(cè)量值）

3.2.2 改造后轉(zhuǎn)子溫升分析（采用異形銅排）

1） 轉(zhuǎn)子磁軛出口風(fēng)速v：

2） 散熱系數(shù)a：

3） 溫度分布系數(shù)Kf：

4） 轉(zhuǎn)子熱負(fù)荷WQU2：

5） 轉(zhuǎn)子對(duì)空氣溫升θ：

丹江口發(fā)電機(jī)改造采用異形銅排，采用此方法計(jì)算轉(zhuǎn)子溫升為45K，用電阻法實(shí)測(cè)值為40K。

4、結(jié)束語(yǔ)

發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)改造后，發(fā)電機(jī)各過(guò)流部件的風(fēng)量、風(fēng)速分配，比改造前更合理，通風(fēng)利用率高，溫升分布更為合理，冷卻效果提高。

作者簡(jiǎn)介：余以明（1964），擔(dān)任鹽鍋峽改造及通風(fēng)改造主任設(shè)計(jì)員。