0、前言
自20世紀(jì)80年代我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)爐水循環(huán)泵電機(jī)技術(shù)以來(lái)，經(jīng)消化吸收后，在200kW的基礎(chǔ)上先后開(kāi)發(fā)出新的派生系列，有250、350、400、550 kW等不同規(guī)格的爐水循環(huán)泵，分別裝備在國(guó)內(nèi)約20家電站上。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的爐水泵電機(jī)基本由英國(guó)泰勒公司、德國(guó)KSB公司和中國(guó)哈爾濱電機(jī)廠(chǎng)有限責(zé)任公司提供。近年來(lái)，我們對(duì)濕定予電機(jī)（包括國(guó)外廠(chǎng)商提供的產(chǎn)品）的運(yùn)行壽命和修理經(jīng)驗(yàn)做了初步統(tǒng)計(jì)，從積累的維修記錄和數(shù)據(jù)上看，其中200 kW／6 000V濕定子爐水泵電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行壽命相對(duì)較低，故障率偏高，維修次數(shù)多，造成的停機(jī)檢修與維護(hù)工作量較大。為了提高該型電機(jī)的使用壽命，通過(guò)對(duì)引起高電壓濕定子電機(jī)的主要故障形式的分析論證，提出了新型替代產(chǎn)品屏蔽式定子爐水泵電動(dòng)機(jī)。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
1、影響200 kW／6 000 V濕定子爐水泵電機(jī)壽命與性能的主要因素
200 kW，6 000 V濕定子爐水泵電機(jī)在電站運(yùn)行的主要故障形式是定子絕緣電阻下降。由于該型電機(jī)的定子繞組長(zhǎng)期浸在循環(huán)冷卻水介質(zhì)中，因而繞組電磁線(xiàn)以及內(nèi)部接頭都采用耐高電壓、防水型絕緣材料及特殊處理工藝。主要有以下幾種現(xiàn)象影響電機(jī)絕緣壽命：
(I)電磁線(xiàn)護(hù)套或主絕緣局部破損或滲入水。
(2)電機(jī)內(nèi)接頭絕緣滲入水或破損。
(3)繞組過(guò)熱造成絕緣層及護(hù)套破損。
(4)電磁線(xiàn)局部絕緣的不穩(wěn)定因素。
(5)接頭絕緣處置不當(dāng)，存在絕緣薄弱環(huán)節(jié)。
(6)電機(jī)運(yùn)行中有異�，F(xiàn)象，如水中雜質(zhì)超標(biāo)、鍋爐水倒流入電機(jī)等。
以上各種因素有一個(gè)共性的問(wèn)題：無(wú)論是防水環(huán)節(jié)還是其密封出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電機(jī)絕緣電阻下降。一旦電機(jī)的絕緣電阻下降到允許值以下，電機(jī)必須停機(jī)修理。輕則需重新處理內(nèi)部接頭，更換引出線(xiàn)處絕緣、護(hù)套等；重則返廠(chǎng)更換新繞組。另外，由于浸在水中的硅鋼片、槽楔、繞組線(xiàn)等壽命有一定的限度，不能得到大幅提高，因而將繞組和鐵心用屏蔽套包罩起來(lái)，使之與電機(jī)內(nèi)腔冷卻水相隔離，從而定子組件絕緣不受水的影響。
2、屏蔽式定子爐水泵電機(jī)的基本原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
屏蔽式定子爐水泵電機(jī)的定子繞組主要由鐵心和線(xiàn)圈組成。線(xiàn)圈采用普通玻璃絲包線(xiàn)和常規(guī)絕緣結(jié)構(gòu)，線(xiàn)圈制作和下線(xiàn)均屬常規(guī)方法，繞組被上下隔板、支撐筒、屏蔽套封閉成一個(gè)單獨(dú)的腔室，定子屏蔽套將電機(jī)內(nèi)腔高壓冷卻水介質(zhì)與鐵心和繞組隔離開(kāi)。
電機(jī)運(yùn)行時(shí)，只有導(dǎo)軸承、推力軸承、隔熱屏和轉(zhuǎn)子等部件浸泡在水中。定子屏蔽套處所構(gòu)成的承壓邊界能夠承受與泵腔相同的運(yùn)行壓力(20MPa)，也能夠承受機(jī)組水壓試驗(yàn)考核壓力。屏蔽套采用特殊不銹鋼制成，具有耐腐蝕、高強(qiáng)度、高壽命等特點(diǎn)，能夠保證壓力邊界穩(wěn)定性及壽命；電機(jī)引出線(xiàn)結(jié)構(gòu)、推力軸承座、隔熱屏、電機(jī)機(jī)殼及其兩端的隔均按壓力邊界設(shè)計(jì)，能夠確保電機(jī)外殼壓力邊界的安全性和可靠性；電機(jī)繞組內(nèi)埋設(shè)了三支鉑電阻溫度計(jì)，并通過(guò)專(zhuān)門(mén)的測(cè)溫接線(xiàn)盒與外部二次儀表連接，更能直接準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)電機(jī)繞組的溫度，配合電機(jī)隔熱屏內(nèi)腔的一次水溫度的監(jiān)測(cè)，基本上能夠監(jiān)測(cè)到電機(jī)運(yùn)行溫度的變化和異常；電機(jī)機(jī)殼外壁有一個(gè)水冷系統(tǒng)，該冷卻水是電機(jī)繞組散熱的主要途徑，是保證電機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)繞組溫度不超出正常范圍的一個(gè)必要因素。
3、KSB型爐水泵電機(jī)與屏蔽式定子爐水泵電機(jī)的主要性能指標(biāo)
KSB型爐水泵電機(jī)與屏蔽式定子爐水泵電機(jī)主要性能指標(biāo)的對(duì)比見(jiàn)表1。
4、新型爐水泵電機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)
4.1電機(jī)繞組的壽命大幅提高
由于新型爐水泵電機(jī)的繞組不與介質(zhì)水直接接觸，始終處于“干態(tài)”，正常情況下，繞組的絕緣系統(tǒng)壽命大于10年，電機(jī)壽命的瓶頸點(diǎn)不再是繞組線(xiàn)、接頭及引出線(xiàn)處的絕緣電阻下降問(wèn)題，繞組的可靠性也大幅提高，影響電機(jī)壽命的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移至易損件（導(dǎo)軸承、軸套、推力瓦、推力盤(pán)等）的壽命和電機(jī)運(yùn)行使用狀況上，只要能夠?qū)﹄姍C(jī)及其附件做到正常保養(yǎng)、維護(hù)、運(yùn)行，不出現(xiàn)如屏蔽套破裂等特殊故障，造成介質(zhì)水進(jìn)入繞組腔，繞組的壽命就不會(huì)提前結(jié)束；另外，泵機(jī)組無(wú)論是冷態(tài)運(yùn)行還是熱態(tài)運(yùn)行，電機(jī)始終沒(méi)有過(guò)載工況，既沒(méi)有對(duì)電機(jī)有力的沖擊，也不會(huì)出現(xiàn)對(duì)繞組的熱沖擊。這些都有利于提高繞組的運(yùn)行壽命。
4.2電機(jī)能夠耐一定的熱沖擊
在濕定子爐水泵電機(jī)實(shí)際運(yùn)行中，偶爾會(huì)發(fā)生短時(shí)鍋爐水從泵側(cè)“倒灌”入電機(jī)的現(xiàn)象（注：在該電機(jī)運(yùn)行時(shí)，不允許鍋爐水倒灌人電機(jī)）。雖然隔熱屏的水溫監(jiān)測(cè)裝置上會(huì)有報(bào)警顯示，但大多數(shù)情況下，拆機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)繞組的上端部絕緣護(hù)套及主絕緣有變形、變色現(xiàn)象。這主要是因?yàn)楦邷劐仩t水直接作用在耐熱等級(jí)較低的防水電磁線(xiàn)上，造成絕緣受熱后產(chǎn)生變化。
新型爐水泵電機(jī)繞組也被屏蔽套包罩起來(lái)，若出現(xiàn)上述情況時(shí)，一方面繞組的耐熱等級(jí)要高，另一方面鍋爐水不能直接到達(dá)繞組線(xiàn)上，外圍結(jié)構(gòu)件會(huì)隔離一部分熱量或延長(zhǎng)熱響應(yīng)時(shí)間。
當(dāng)然，運(yùn)行中應(yīng)盡量避免這樣的意外情況發(fā)生，若倒灌的時(shí)間較長(zhǎng)，產(chǎn)生的溫度則較高，畢竟鍋爐水的溫度要遠(yuǎn)高于繞組的耐熱等級(jí)，嚴(yán)重時(shí)也會(huì)燒毀電機(jī)。
4.3電機(jī)的故障診斷更直觀(guān)．維護(hù)更方便
新型爐水泵電機(jī)運(yùn)行監(jiān)控更直觀(guān)，易于故障診斷與判定，基本能夠區(qū)分出電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、機(jī)械、溫度和軸承磨損等方面的故障現(xiàn)象，可以根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施加以解決。只要不是電機(jī)屏蔽套和繞組的故障，一般的檢修和故障處理，在電站現(xiàn)場(chǎng)就能實(shí)施，而不需要返回原制造廠(chǎng)進(jìn)行檢修，縮短了維修周期。
4.4新型爐水泵電機(jī)使電站運(yùn)營(yíng)效益更佳
電機(jī)的高壽命可延長(zhǎng)其檢修周期，大幅降低維修工作量，減少停機(jī)維修帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。爐水泵電機(jī)懸掛于幾十米高空，拆卸和安裝的工作量很大。在有備品電機(jī)的情況下，拆卸舊機(jī)、安裝新機(jī)，加上鍋爐啟、停的時(shí)間，至少要4天，一臺(tái)300MW機(jī)組停機(jī)4天的損失約為：0.08元/kWh×(300 000 kW/h x 24h/天x4天)=230萬(wàn)元。這還不包括維修的直接費(fèi)用。另外，故障電機(jī)的檢修費(fèi)用大幅降低。新型爐水泵電機(jī)的主要故障形式是易損件的磨損，主要檢修工作內(nèi)容是更換以及清洗電機(jī)內(nèi)腔，這些工作在電站就能夠完成，費(fèi)用較低：而濕定子電機(jī)的主要故障是絕緣系統(tǒng)，其繞組維修與更換必須返同制造廠(chǎng)才能完成，這樣的費(fèi)用約為40~ 50萬(wàn)元左右。
雖然新型爐水泵電機(jī)的效率略低一些，正常情況下鍋爐有2臺(tái)泵同時(shí)運(yùn)行，每年要多消耗25萬(wàn)KWH的電能（相當(dāng)于300 MW汽輪發(fā)電機(jī)停機(jī)1h的發(fā)電量），但相對(duì)于濕定子電機(jī)的日常維護(hù)、檢修、故障電機(jī)的修理以及故障頻發(fā)度來(lái)講，其運(yùn)營(yíng)費(fèi)用要小得多，因而能火大提高電站的運(yùn)營(yíng)效益。
5、結(jié)束語(yǔ)
隨著用戶(hù)對(duì)半屏蔽電機(jī)的深入了解，作為電站工程升級(jí)換代的配套產(chǎn)品，將會(huì)有越來(lái)越多的用戶(hù)選擇使用新型爐水泵電機(jī)。可以預(yù)言，這種新型爐水泵電機(jī)有著廣闊的應(yīng)用前景和市場(chǎng)潛力。富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶(hù)們不錯(cuò)的選擇。
