李巧珍,徐国俊,张嘉康

(上海电气电站技术研究与发展中心,上海 200241)

1 前言

近年来,空冷汽轮发电机以其安装维护方便、辅助系统少等优势,成为汽轮发电机的发展趋势。

180MW空冷汽轮发电机转子为副槽径向通风直接冷却,定子铁心为轴向分区的径向风道冷却,定子绕组空气间接冷却。在发电机主要部件处,冷却风量分布合理与否将直接影响电机的性能指标、安全运行的可靠性及电机的使用寿命。因此分析计算研究发电机通风系统的风量风压分布,是汽轮发电机设计过程中必须重点考虑的问题之一。

2 通风系统介绍

整个发电机的风路分为三部分:第一部分从机座上设置的轴向管道将冷空气引到定子铁心背部的进风区,另一部分冷空气从端部定、转子之间的气隙进入,第三部分冷空气由护环下端部空间流入转子绕组。三部分气体在气隙汇合后经定子出风区的径向通风道流出铁心,再经定子铁心背部机座空间流入冷却器。如图 1所示。

由图 1的风路示意图转化成图 2的等效网络图。

3 计算假设及计算方法

3.1 计算的假设条件

通风计算前,根据电机通风系统的特点,作如下假设:

(1)发电机是中心对称的,计算以半个发电机为分析对象;

(2)冷却介质处于连续循环流动状态,流量和压力连续变化;

(3)空气为不可压缩流动,不计空气密度的微小变化;

(4)冷却介质流动随时间变化并不剧烈,可视为定常流动;

(5)忽略重力的影响。

3.2 计算方法

计算方法系发电机通风系统计算的传统方法网络节点法,即根据通风回路中气体的流向分别建立若干个节点,计算每个节点的阻力系数,继而建立等效网络,按交叉点处风量平衡和压力平衡建立方程组。……