王湖
华电新疆五彩湾北一发电有限公司
摘要：随着世界经济化发展与产业化革新，许多国家都在不断的升级改善自己的核心技术，发展超超临界发电机对我国实行节能环保方面有着重大作用。本文以超超临界发电机组主要设计技术介绍,对超超临界发电机组核心参数等方面进行了深入研究探讨。
关键词：超超临界 超超临界发电机组 技术问题
一、超超临界发电机组发展现状
超超临界机组和超临界机组指的是锅炉内工质的压力，锅炉内的工质都是水，在22.115Mpa347.15°C这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的临界点，炉内工质的压力低于这个压力叫做临界锅炉，高于这个压力叫做超临界锅炉，锅炉内蒸汽温度高于593°C被称为超超临界。
目前，世界上知名的超超临界发电机组设计公司有美国的西门子公司。美国的西门子西屋超超临界发电机组有火电核电系列，两级发电机组有空冷和全氢冷，空冷的发电机组功率达40—300MW，全氢冷的发电机组在200—600MW，四级的发电机组有全氢冷和水氢冷两种，前一种的功率在700MW左右，后一种在1100MW—1300MW左右，我国的上海发电机厂目前使用有发电机组有双水内冷QFS系列发电机组功率在50——300MW，空冷QF系列发电机组功率在3——125MW，发展先进的发电机设计技术是企业高质量发展必要条件，目前，国内已经成功研发大型的超超临界发电机组，各项指标都已达国际标准，根据专家测试性能得出结论，国内大型的超超临界发电机组各项性能已经可以满足发电机厂的技术规范要求，与国外先进的同类的的超超临界发电机水平相当。国内大型的超超临界发电机组的研制成功，用于替代国外进口的超超临界发电机，为我国节省了一大笔经济开支，超超临界发电机的成功制造，标志着我国具备研发制造大型超超临界发电机的产品，超超临界发电机的发电机为我国实现超超临界发电机组做出了巨大贡献，为我国的供电系统打下坚实的基础。
二、超超临界发电机组材料技术分析
原材料的问题已经引起了各国的重视，现如今各国加强了对资源的管理，发展超超临界发电机在生产和制造的过程中需要用到许多高性能材料，对于超超临界发电机需要用到的抗热性高、抗热强度稳定、抗烟气氧化腐蚀和抗高温腐蚀材料需求较高，性能稳定，性价比高，材料质量保证是发展超超临界发电机的重要条件，目前超超临界发电机用到的材料都是具备良好抗热性的稳定材料，由于超临界发电机和超超临界发电机在生产制造中遇到的蒸汽温度不同，常见使用下面几种材料：
第一类低铬耐热钢材料，允许其蒸汽气温最高不超过540°C，第二类改良型的马氏体钢材料，允许其蒸汽气温最高不超过600°C，第三类新型奥式体耐热钢，具有良好的抗烟气氧化腐蚀和抗高温腐蚀性能，允许其蒸汽气温最高不超过600°C，国外先进的超超临界发电机技术为我国研发高性能超超临界发电机提供了有效的技术支持，对超超临界发电机选用的材料有了一定参考。
三、发电机组定子和转子接地技术设计
超超临界发电机组包含三种定子绕组，对不同的定子绕组结构使用的绝缘等级、材料、结构不同，F（B）/定子绕组含无氧铜，整体结构向自由伸缩、径向固定，定子绕组线棒导体部分采用五根绝缘实心导线和一根不锈钢空心钢管为一排，共2排10组,其中不锈钢用于水冷却，不产生氧化铜而引起堵塞，提高可靠性，定子绕组水内冷，成型绝缘水管固定牢靠，避免了相互交叉、磨损和松动，定子绕组的绝缘少胶。转子采用空心铜线，轴向-径向通风。
通风系统内定子线圈水内冷，两者相连接线和出线套管直接氢内冷，对超超临界发电机组的轴流式风扇、定子绕组、并连环、出线套管水内冷、定子铁心多路径向通风、转子气隙取气斜流式通风，在气隙取气斜流式通风里面安装有挡风块，挡风块上面有出风区和进风区，绕心内圈有风区隔板，减少窜风现象，超超临界发电机发电机的总体通风系统为径向多流通风系统，发电机沿轴向间隔分布有18个风区，冷热风区相间布置以保证轴向温度的均匀分布。
四、超超临界发电机技术能力分析
未来我国还有很大一部分时间是由电力生产，为了保证电力工业的可持续发展，加快电力结构调整，最有效的途径是加快建设发展超超临界发电机组，超临界机组是指主蒸汽压力大于水的临界压力的大型发电机组，普通的超超临界发电机，一般蒸汽压力为24MPa,主蒸汽和热蒸汽温度为530~550°C；高效的超超临界发电机，一般蒸汽压力为30MP及以上，主蒸汽和热蒸汽温度为600°C以上，高效的发展超超临界发电机比常规的发展超超临界发电机发电效率提高百分之4以上。随着目前科学技术增强，企业加大了对核心企业技术的投入与产品生产的规范化，国内目前超超临界发电机组的技术发展已经完善涵盖了国内各种型式的主机设备，发电机在生产效率可以达到百分之九十以上的生产效率，每二十四小时补氢量小于等于12Nm3/d，额定工况下发电机定子绕组和转子最高温度维持在90°C左右，最大不超过120°C，在最大负荷时金属温度不超过90°C，定子端部自震频率与振幅小于九十五赫兹，发电机轴系自然扭振频率在44~55赫兹。超临界、超超临界发电机组都是我国目前火力发电的在中坚力量，具有良好的节能效果，超超临界发电机与超临界机组相比，热效率要提高百分之1.2，一年可节约燃煤6000多吨，为我国的节能减排做出突出贡献。
五、优化提高超超临界发电机发电能力
改进措施：
1.对超超临界发电机定子绕组槽内设置滑移层，端部固定的滑销系统可以使定子线圈端部沿轴转向有一定伸缩量。
2.对定子线圈采用F级环氧粉云母，它具有良好的绝缘性能和机械性能，上层与楔子的下波纹板间也贴有聚四氟乙烯滑移层，端部采用能够伸缩的刚柔结构，当超超临界发电机运行时，发电机的温度变化能够绕组沿轴自由伸缩，有效的减缓绕组绝缘中产生的机械应力。
3.定子端部所有设有滑移结构的线圈在径向和圆周方向被固定，允许沿轴向移动，允许定子绕组沿轴向移动，可以减少定子铁心和绕组热膨胀差引起的应力，适应于高峰运行，转子线圈与固定件结合的部分涂滑移层，转子导体为高强度含银铜排，适合企业两班工作制度生产。
4.转子的铜线为含银铜线，增强机器工作的稳定性，发电机设置横向、轴向定位健、机座的热胀冷缩不会导致中心线位移，定子线圈的冷却水系统设置水温自动调节装置，保证冷却水温恒定。
5.通过对线圈截面结构的改进，采用了隐风斗以及低损耗椭圆瓦结构，600MW级发电机效率由99%提高到99.08%。采用八大措施进一步提高可靠性，根据齿牙板弯曲度，采用内倾式齿牙板对特铁心端部阶梯进行补偿，硅钢片采用水溶性漆，减小铁心蠕变，按照CrownTest+压铅法对铁心本体齿部、背部进行全补偿。阶梯冲片采用Donuts结构，交叉式布置小槽，提高端部铁心刚度，不锈钢通风条激光点焊接的风道板，提高它的整体平整度。在嵌线前、后收紧铁心，保持铁心稳定性，增加叠装时冷热压力，采用汽励两端同时加压的工艺，提升气励效率。
结束语：
从目前我国的经济体系结构来看，我国仍将以火电电力结构发电为主，主要以燃煤为原料对各地发电，长期以来，火力发电占据我国电力结构发电的主导地位，随着国家加大对环保工程的审核力度，各种政策相应出台，这对我国火电发电机组的发展带来巨大挑战，发电厂应该加快产业结构调整，加大对机器设备的科研投入，改善机械设备，加强节能减排，逐步替代一些能耗高，污染大的机器设备，加快技术升级、提高煤电转换效率，降低燃煤火电行业的资源消耗，研发具有先进科技水平、能耗低、节能环保的新型机械发电设备。
参考文献：
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