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(yīng)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(nèi)冷技術(shù)，并可取代沿用多年的水內(nèi)冷。它除了具有水內(nèi)冷的優(yōu)點外，還克服了水內(nèi)冷的本質(zhì)性的弱點：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(nèi)外電機專家的關(guān)注已近40年了，中國科學(xué)院顧國彪院士傾注了數(shù)十年心血，潛心研究，走過了基礎(chǔ)研究、工業(yè)機組研制和擴大工程實踐技術(shù)研制應(yīng)用的全過程。

　　當(dāng)國外還處在實驗室階段時，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)生過故障。證明它比水內(nèi)冷更可靠，證明它是一項成熟的技術(shù)。自上個世紀八十年代，我國開始生產(chǎn)大中型電磁除鐵器起，經(jīng)20多年努力，相繼開發(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(shù)以千計，基本滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。但是，風(fēng)冷式電磁除鐵器，適應(yīng)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(dāng)除鐵器通電時，繞組導(dǎo)體發(fā)熱，并逐漸為周圍介質(zhì)加熱，當(dāng)達到一定溫度時，冷卻介質(zhì)汽化，匯集于除鐵器頂部，經(jīng)過冷卻器后，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(fù)自循環(huán)。其循環(huán)的動力，就是繞組的部分熱能本身。沒有泵和噪音，一切都安靜和可靠的運行。蒸發(fā)冷卻技術(shù)的顯著特點是，冷卻介質(zhì)絕緣性能好，汽化的溫度低(通常不超過50℃)，導(dǎo)體的溫度亦低(最高不超過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(yīng)用蒸發(fā)冷卻技術(shù)于解決電磁除鐵器繞組溫升問題，是理想的選擇。如此顯著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，使其總造價低于干式和油冷式電磁除鐵器。
　　進一步分析發(fā)現(xiàn)，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槽內(nèi)，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，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、更容易實現(xiàn)冷卻的目標。以下把應(yīng)用蒸發(fā)冷卻技術(shù)設(shè)計的除鐵器稱為新型電磁除鐵器。其與現(xiàn)行電磁除鐵器相比，無疑具有很大的優(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)點于一身，而且又克服了它們各自的缺點。是一個理想的更新?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(yīng)環(huán)境能力則遠在風(fēng)冷式電磁除鐵器之上，且?guī)缀趺饩S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(xiàn)行任何一種電磁除鐵器都無法在性能和價格上與它相比。因此，迅速開發(fā)新型電磁除鐵器的意義已不言自明。

    先看國內(nèi)市場，目前國內(nèi)電磁除鐵器市場年銷售額在1億元左右，并且每年還有一定數(shù)量的增長。而增長的又多為大中型電磁除鐵器。這對新型電磁除鐵器來說，由于在性能和價位上的優(yōu)勢，無疑會增加更多的商機。如果5年內(nèi)電磁除鐵器年銷售額為1.5億元，新型電磁除鐵器的市場占有率可能達40％，則其年銷售額達6000萬元。再看國際市場，幾個主工業(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，每年出口3000～4000萬元，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(xiàn)在把它應(yīng)用于電磁除鐵器，其實它的應(yīng)用范圍還可擴大，例如可擴大到電磁過濾器和磁選機等等，其應(yīng)用前景令人鼓舞。