项目概述

上海电气集团上海电机厂有限公司（以下简称“上电公司”）成功研制并交付了国内领先的 7000 kW、80 极立式同步电动机（TL 系列），并已在江苏皂河泵站稳定运行。该机组为立式泵首要驱动设备，承担排涝、引水和防洪等关键任务，是我国大型水利、市政工程中关键动力装备国产化与可靠性提升的重要示范工程。

项目背景与关键要求

• 用途：驱动皂河泵站竖轴立式泵，承担连续高负荷长时间运行，保障区域排涝与防洪能力。
• 技术指标：额定功率 7000 kW，极数 80 极，立式机座结构，定子/转子同步工作，满足连续运行（S1）及可靠起动要求。
• 可靠性与寿命：设备须满足长期连续运行、低维护频次与高可用性要求；关键部件应可追溯并符合大型工程检验标准。
• 运行环境：泵站环境多尘湿热，且常年运行工况复杂，对防腐、散热与振动控制有严格要求。
• 并网/控制接口：需与泵站电气控制系统、励磁系统和监控（SCADA/DCS）无缝对接，支持远程监测与预警。

技术方案与 TL 系列亮点

针对此类超大功率立式同步电机的工况，上电公司基于 TL 系列进行了系列深化设计与专项适配，核心技术要点包括：

• 立式专用结构：轴向长、轴系承载高，TL 系列采用加强结构设计与高刚性轴系，优化轴承布置与润滑方案，保证长时间轴向载荷下的稳定性。
• 高极数同步设计：80 极同步结构保证低速大转矩输出，电磁设计优化以降低铁耗和转子电磁振动，实现高效率与低噪声运行。
• 冷却与散热策略：依据立式泵的安装特点优化冷却风道与热通路，采用 IC411 / IC416 及必要时的强制冷却装置，确保在长时间满载时温升受控。
• 绝缘与耐久：采用真空浸漆（VPI）及高等级绝缘材料（F 级设计、按 B 级温升考核），提高绕组寿命与耐环境能力。
• 抗振与动平衡：严格的转子多级动平衡、有限元强度校核与机座刚性优化，显著降低振动，延长轴承寿命并降低基础应力。
• 智能监测接入：标配温度传感、振动监测、转速与励磁状态监测，并支持与泵站 DCS/SCADA 的接入，实现远程告警与条件维护。
• 防腐与密封：针对泵站潮湿、溅水与腐蚀性环境提供表面防腐、密封件增强与关键部位防潮处理。

制造、试验与质量控制

为保证该立式同步电动机满足大型水利工程的高可靠性需求，上电公司在制造与检验阶段采取以下严格措施：

1. 材料与件审：关键材料（硅钢片、绕组导体、轴承、绝缘材料）均通过供应商资质审查与入厂检验，全部资料可追溯。
2. 工艺控制：绕组、浸漆、装配等关键工序实行工艺卡管控与过程见证，转子装配采用高精度装配工艺。
3. 动态检验：进行多阶段动平衡、温升试验、出厂负载试验、短路/开路动态响应试验及绝缘耐压测试。
4. FAT 与客户/第三方见证：出厂前完成工厂试验（FAT），并邀请客户及第三方检测机构见证关键试验并签署试验报告。

运输、安装与现场调试

机组经专用运输并采用分段吊装至皂河泵站现场，安装与调试要点如下：

• 基础与对中：采用刚性基础设计并进行高精度测量校正，轴系对中控制在规范要求内，确保运行时最小振幅。
• 接入与联调：与现场励磁系统、励磁机（或励磁单元）、中低压开关装置、监控系统完成电气接口联调。
• 现场试验：完成空载、带载（分级）试验、振动与温升监测、长期可靠性仿真运行及应急启停演练，满足泵站投运标准。

运行表现与客户收益

该 7000 kW / 80 极立式同步机共性表现与带来的客户价值包括：

• 运行可靠：机组在多次满负载与连续运行试验中表现稳定，温升、振动、噪声等关键指标均达到设计目标并保持长期稳定性。
• 高效节能：同步电机的电磁优化设计使得在额定工况下效率优异，降低了泵站长期能耗与运行成本。
• 维护周期延长：加强的轴承、润滑和监测措施，以及在线监控能力，使得计划性维护间隔延长、非计划停机显著减少。
• 提升泵站应急能力：作为核心驱动设备，机组的高可用性直接增强了泵站在极端气象及应急排涝中的保障能力。
• 国产化与本地化服务：TL 系列的成功应用提升了本地配套与备件供应能力，缩短响应时间并降低总体拥有成本。

关键攻关点与解决方案

• 超大极数电磁设计复杂：通过多轮电磁仿真与优化，解决了转子磁场一致性与定子槽形匹配问题，降低了谐波与振动源。
• 立式轴向载荷与润滑：采用专用轴承组合与再润滑/油润滑方案，并设计了轴承温度与润滑状态在线监测，保证润滑可靠性。
• 现场安装与对中难度：制定专门的对中与胀差控制流程，并采用高精度测量工具与实时调整策略，确保现场一次成功安装。
• 防腐与密封：在易受潮环境对外壳、法兰与电缆接口实施防腐、防溅及密封处理，延长现场使用寿命。

维护与运维建议

1. 建立定期巡检制度：轴承温度、绕组温度、振动、振幅及励磁系统状态应常态化监测并记录趋势。
2. 在线监测与预警：将温度、振动、转速数据接入泵站 SCADA，实现阈值告警与远程诊断。
3. 润滑计划：按轴承与工况制定再润滑或更换周期，重点监控轴承油位与润滑油污染度。
4. 备件与模块化策略：关键备件（轴承、密封圈、冷却风扇、励磁元件）建立本地备件池，缩短检修时间。

客户评价与延伸合作

泵站运营方对机组运行稳定性与上电公司的交付能力给予高度评价，认为该机组显著提高了泵站日常运营与极端应急情况下的可靠性。基于本项目成功经验，上电公司已与相关地方水利单位在其他泵站与防洪工程中展开后续技术交流与设备配套合作。

7000 kW / 80 极立式同步电动机在皂河泵站的成功运行，验证了上电公司在超大功率立式同步电机研发、工程化制造与现场交付方面的技术实力。TL 系列产品凭借高可靠性、高效率与易维护性，已成为我国重大水利、市政工程中值得信赖的动力装备选择，为区域排涝、灌溉与防洪能力提供了坚实保障。

注：为保障工程合规与安全，本文未披露涉及机组具体控制参数、保护设定或其他敏感运行细节。完整技术文件、试验报告与验收记录已按合同和监管要求移交客户与监管部门存档。