展望除鐵器的發(fā)展前景

　我國自主創(chuàng )新的蒸發(fā)冷卻技術(shù)，應用于水輪發(fā)電機組繞組冷卻，取得了極其良好的效果。它是繼水冷之后的新內冷技術(shù)，并可取代沿用多年的水內冷。它除了具有水內冷的優(yōu)點(diǎn)外，還克服了水內冷的本質(zhì)性的弱點(diǎn)：泄漏和堵塞及其產(chǎn)生的嚴重后果。蒸發(fā)冷卻，作為一種高效的冷卻技術(shù)，受到國內外電機專(zhuān)家的關(guān)注已近40年了，中國科學(xué)院顧國彪院士?jì)A注了數十年心血，潛心研究，走過(guò)了基礎研究、工業(yè)機組研制和擴大工程實(shí)踐技術(shù)研制應用的全過(guò)程。

　　當國外還處在實(shí)驗室階段時(shí)，1983年我國研制了兩臺10MW高速機組，1992年又研制了50MW機組，1999年研制了400MW機組，都成功投入了運行，從未發(fā)生過(guò)故障。證明它比水內冷更可靠，證明它是一項成熟的技術(shù)。自上個(gè)世紀八十年代，我國開(kāi)始生產(chǎn)大中型電磁除鐵器起，經(jīng)20多年努力，相繼開(kāi)發(fā)出風(fēng)冷式、油冷式和干式電磁除鐵器。運行中的大中型電磁除鐵器數以千計，基本滿(mǎn)足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。但是，風(fēng)冷式電磁除鐵器，適應環(huán)境能力差、壽命較短。油冷式電磁除鐵器體積龐大、重量較重、成本不菲。
　　干式電磁除鐵器溫升較高，常高達100K以上，磁勢大幅增加，絕緣等級上升，制造成本急增，成為干式除鐵器發(fā)展的難題。所謂把蒸發(fā)冷卻技術(shù)用于電磁除鐵器，即是把電磁除鐵器的繞組和鐵芯浸泡在冷卻介質(zhì)中，當除鐵器通電時(shí)，繞組導體發(fā)熱，并逐漸為周?chē)橘|(zhì)加熱，當達到一定溫度時(shí)，冷卻介質(zhì)汽化，匯集于除鐵器頂部，經(jīng)過(guò)冷卻器后，又變成液體，在重力作用下，流回冷卻介質(zhì)中，如此在密封條件下反復自循環(huán)。其循環(huán)的動(dòng)力，就是繞組的部分熱能本身。沒(méi)有泵和噪音，一切都安靜和可靠的運行。蒸發(fā)冷卻技術(shù)的顯著(zhù)特點(diǎn)是，冷卻介質(zhì)絕緣性能好，汽化的溫度低(通常不超過(guò)50℃)，導體的溫度亦低(最高不超過(guò)70℃)，因而繞組的溫升一般低于20K，比風(fēng)冷式電磁除鐵器還低。因而應用蒸發(fā)冷卻技術(shù)于解決電磁除鐵器繞組溫升問(wèn)題，是理想的選擇。如此顯著(zhù)降低電磁除鐵器的磁勢，其所得的好處，足以抵償使用冷卻介質(zhì)而增加的成本，使其總造價(jià)低于干式和油冷式電磁除鐵器。
　　進(jìn)一步分析發(fā)現，電機繞組和除鐵器繞組有很大的不同。前者為高壓、交流，后者為低壓、直流。電機繞組嵌在鐵芯線(xiàn)槽內，除鐵器繞組繞在鐵芯外，且冷卻介質(zhì)的通道，既可橫向，亦可縱向，更有利于冷卻介質(zhì)的吸熱和蒸發(fā)，提高冷卻效果。也就是說(shuō)，電磁除鐵器采用蒸發(fā)冷卻技術(shù)的條件，比電機繞組的條件更寬松、更容易實(shí)現冷卻的目標。以下把應用蒸發(fā)冷卻技術(shù)設計的除鐵器稱(chēng)為新型電磁除鐵器。其與現行電磁除鐵器相比，無(wú)疑具有很大的優(yōu)越性和很好的技術(shù)經(jīng)濟指標。它不僅集風(fēng)冷式、油冷式和干式電磁除鐵器的優(yōu)點(diǎn)于一身，而且又克服了它們各自的缺點(diǎn)。是一個(gè)理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。和風(fēng)冷式電磁除鐵器相比，新型電磁除鐵器的制造成本稍高，但運行費用低，全密封，適應環(huán)境能力則遠在風(fēng)冷式電磁除鐵器之上，且幾乎免維修。
　　和油冷式電磁除鐵器相比，新型電磁除鐵器的制造成本更低，體積和重量更小，密封更好，免維修。和干式電磁除鐵器相比，新型電磁除鐵器溫升很低，因而冷熱態(tài)吸鐵能力相差很小，這是干式電磁除鐵器無(wú)法比擬的。至于制造成本，新型電磁除鐵器的優(yōu)勢更大。防護等級，新型電磁除鐵器則更勝一籌?？傊?，新型電磁除鐵器可替代風(fēng)冷式、油冷式和干式任何一種除鐵器，但現行任何一種電磁除鐵器都無(wú)法在性能和價(jià)格上與它相比。因此，迅速開(kāi)發(fā)新型電磁除鐵器的意義已不言自明。

    先看國內市場(chǎng)，目前國內電磁除鐵器市場(chǎng)年銷(xiāo)售額在1億元左右，并且每年還有一定數量的增長(cháng)。而增長(cháng)的又多為大中型電磁除鐵器。這對新型電磁除鐵器來(lái)說(shuō)，由于在性能和價(jià)位上的優(yōu)勢，無(wú)疑會(huì )增加更多的商機。如果5年內電磁除鐵器年銷(xiāo)售額為1.5億元，新型電磁除鐵器的市場(chǎng)占有率可能達40％，則其年銷(xiāo)售額達6000萬(wàn)元。再看國際市場(chǎng)，幾個(gè)主工業(yè)大國至今生產(chǎn)的電磁除鐵器，主要是油冷式和強迫油冷式電磁除鐵器，干式、風(fēng)冷式電磁除鐵器生產(chǎn)甚少。這就為我們提供了一個(gè)很好的商機，只要找到合適的方式，將蒸發(fā)冷卻電磁除鐵器推向國際市場(chǎng)，每年出口3000～4000萬(wàn)元，是完全可能的。蒸發(fā)冷卻技術(shù)，發(fā)源于和首先受益于發(fā)電機組，現在把它應用于電磁除鐵器，其實(shí)它的應用范圍還可擴大，例如可擴大到電磁過(guò)濾器和磁選機等等，其應用前景令人鼓舞。