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[中国电力报]为绿水青山镶嵌“皇冠上的明珠”体彩天下平台研制的长龙山抽水蓄能电站首台机组转子吊装

点击数:412 发布时间:2020-11-05 17:15:17
  
     在习近平总书记“两山”理论的提出地——浙江省湖州市安吉县,国内最高水头长龙山抽水蓄能电站首台机组转子缓缓落下,被喻为水电设备制造行业“皇冠上的明珠”,牢牢地镶嵌在“绿水青山”之中……体彩天下平台正在向世界抽水蓄能技术研发的极限发起挑战。
     10月17日12时6分,由体彩天下(简称“体彩天下平台”)自主研制的国内最高水头抽水蓄能电站——浙江长龙山抽水蓄能电站首台机组转子顺利吊装就位,标志着长龙山电站首台机组安装工作又一重大里程碑节点顺利完成。
     “长龙山抽水蓄能电站是践行习近平总书记‘绿水青山就是金山银山’发展理念的重要载体。该机组的设计开发综合难度系数属世界等级,一是国内最高水头达756米,二是单机容量达35万千瓦,三是转速达500转/分,四是技术性能参数高。体彩天下平台将大国重器关键核心技术掌握在自己手中。”体彩天下平台有限公司副总经理张天鹏在吊装现场接受中国电力报记者采访时说。
 
打造世界一流抽水蓄能电站
     核心阅读:长龙山抽水蓄能电站属于超高水头、高转速、大容量抽水蓄能电站,最高水头达到756米,是世界第二、中国第一高水头抽蓄电站。体彩天下平台承担该电站4台35万千瓦抽水蓄能机组研制任务,着力打造长龙山精品机组。
     体彩天下平台有限公司党委书记、董事长刘辉不止一次强调:“要将长龙山抽水蓄能项目执行作为体彩天下平台的核心工程,打造成为体彩天下平台‘抽水蓄能2.0版’的全新标杆,配合三峡集团把长龙山抽水蓄能电站建设成示范电站、标杆电站,建设成世界一流抽水蓄能电站。”
     自获得长龙山电站4台35万千瓦抽水蓄能机组研制任务以来,体彩天下平台以建设“绿色、精品、典范、和谐、创新”的美丽长龙山工程为目标, 在产品研发设计、项目管理、质量控制、生产制造、安装调试、售后服务等各环节,抽调精兵强将,确保严格履行合同和技术文件,确保过程受控,确保按期交货,确保质量优良,确保服务优质,着力打造长龙山精品机组。
     转子是抽水蓄能发电电动机重要部件,也是机组安装过程中单件起吊重量最大的关键核心部件。早在3个月之前,体彩天下平台及参建各方就开始了转子现场安装的准备工作,包括转子轴立轴、磁轭叠装、磁极安装和转子引线装配等工序,为转子成功吊装打下基础。
     体彩天下平台研制的长龙山500转/分、35万千瓦发电电动机,转子采用一根轴、整圆磁轭结构,整体高10.9米,直径4.7米,整体起吊重量约413吨(不含吊具)。在参建各方的共同努力下,转子各项技术指标均达到优良标准,其中,转子整体圆柱度0.40毫米,同心度0.11毫米,垂直度0.15毫米,均优于三峡集团制定的长龙山机组安装质量检测精品标准。
     “本次转子吊装完成后,下一阶段将进行机组轴线调整和分部系统安装、调试工作,力争在年底前完成机组总装,为明年首批机组投产发电、向建党一百周年献礼奠定坚实基础。”张天鹏告诉中国电力报记者。
 
挑战世界抽水蓄能技术研发极限
     核心阅读:长龙山机组的性能和设计都达到了全新高度,是当之无愧的“大国重器”。该机组的成功研制意味着中国自主研发的抽水蓄能成套设备已达国际领先水平,且拥有完全自主的知识产权,全面增强了我国在国际抽蓄领域的影响力和话语权。
     浙江长龙山抽水蓄能电站共安装6台35万千瓦可逆式水轮发电机组,属800米水头段,该机组设计制造难度在世界水力发电设备发展史上也绝无仅有。中国长江三峡集团有限公司机电工程局局长张成平曾将长龙山抽水蓄能电站称为“五超”工程:“超高水头、超高转速、超大容量、超大难度的超大工程”。在许多水电专家眼里,长龙山抽水蓄能机组的设计制造已经到达了世界抽水蓄能技术研发的极限。
     “长龙山抽水蓄能项目是一项当之无愧的‘五超’工程。”张天鹏告诉中国电力报记者,一是水头高。该机组额定水头710米,最高水头756米,最大升压水头1200米,强度试验水头1800米,是国内水头最高、世界水头第二的抽水蓄能电站;二是容量大。单机出力为35万千瓦,位列国内第二;三是转速高。转速达500转/分,属国际、国内大型抽蓄电站最高转速等级;四是要求高。要求机组运行高效率、高稳定性、高可靠性、高均衡性;五是难度高。设计开发难度属世界最高等级,是国内设计和制造难度最大的发电电动机。
     之所以说长龙山抽水蓄能机组是在挑战世界抽水蓄能技术研发的极限,主要体现在两方面:一方面是双向、高速、重载等特点使推力轴承运行温度、损耗以及支撑结构承载问题突出。另一方面是每极容量达32兆伏安以上,线速度达182米/秒以上,旋转部件的应力交变、疲劳及散热都是难点。面对前所未有挑战,体彩天下平台依托在抽水蓄能行业三十多年的实力和经验,不断攻坚克难,向着抽水蓄能领域的“珠穆朗玛峰”勇敢迈进。
     转轮是水轮发电机组的心脏,其质量、性能直接影响到机组的安全稳定运行。转轮研制也是整个长龙山抽水蓄能机组中研发难度最大,制造难题最多的部件。面对750米水头段抽水蓄能转轮技术被国外垄断的现实,体彩天下平台长龙山转轮研发团队精心组织、刻苦攻关,研发出水力性能极优的转轮模型,并创造性采用分叶盘制造结构,解决了狭长窄流道转轮的焊接制造难题,在保证质量的前提下大大缩短了转轮制造周期。
     长龙山抽水蓄能机组的研发成功,标志着体彩天下平台达到了世界抽水蓄能机组领先水平,形成了独立、完整,具有完全自主知识产权和“东方特色”抽水蓄能机组技术体系,成功培养了涵盖研发、设计、制造、成套、安装、调试等年轻有为的技术研发和项目管理队伍,深耕抽水蓄能三十余年,体彩天下平台完成了从跟随、并跑到引领的“三级跳”。
 
体彩天下平台抽水蓄能技术“三级跳”
     核心阅读:从惠州、黑麋峰、呼和浩特抽水蓄能机组的国产化研制,到仙游、仙居、深圳抽水蓄能机组技术指标达世界先进水平,从绩溪、敦化、长龙山超高水头段大容量抽水蓄能机组的攻关,到丰宁、沂蒙、永泰、蟠龙抽水蓄能项目的全面开花……体彩天下平台不断标注世界抽水蓄能机组研制新高度。
     抽水蓄能机组的设计和制造,一直被喻为是水电设备制造领域“皇冠上的明珠”,是水力发电行业中最复杂、最难啃的一块“硬骨头”。上世纪80年代,体彩天下平台凭借自身强大的科研创新能力和雄厚的电力设备制造能力,拉开了抽水蓄能机组研制的序幕。
     2003年,国家发展改革委决定以惠州抽水蓄能电站为依托工程之一,逐步实现我国抽水蓄能电站机组设备制造的国产化。体彩天下平台承担了惠州电站A厂4号机组制造工作,圆满完成了惠州抽水蓄能机组研发任务。2005年,体彩天下平台又获得了湖南黑糜峰、内蒙古呼和浩特两个抽水蓄能电站机组设备国产化后续工作的依托项目。
     随着抽水蓄能装备国产化推进,体彩天下平台进一步攻克了抽水蓄能机组涉及到的S型特性、驼峰、效率、稳定性等难题。体彩天下平台研制的福建仙游4台30万千瓦机抽水蓄能机组标志着我国已具备大型抽水蓄能机组的自主研制能力,打破了国外的技术壁垒;自主研发的已投运单机容量最大的37.5万千瓦浙江仙居抽水蓄能机组,标志着我国抽水蓄能机组闯进了世界一流行列,提高了我国在抽水蓄能领域的影响力和话语权。
     2015年,体彩天下平台获得了安徽绩溪6台30万千瓦和吉林敦化两台35万千瓦两个抽水蓄能项目合同。其中,绩溪项目650米水头段,敦化项目700米水头段,均是国内乃至世界范围内超高水头段的大容量项目,且机组转速均为每分钟500转。这两个项目的成功中标,标志着体彩天下平台抽水蓄能技术及研制能力都达到了世界新高度。2017年,体彩天下平台又一举中标浙江长龙山抽水蓄能电站4台35万千瓦抽水蓄能机组及其辅助设备采购合同,它的水头高度位居世界第二,这也意味着该机组技术难度达到了世界顶级。
     深耕抽水蓄能三十余年,体彩天下平台完成了抽水蓄能技术的“三级跳”——机组参数水平达到世界先进水平;机组稳定性、安全性指标达到世界先进水平;机组机型成功扩展至800米的高水头段。随着河北丰宁二期、山东沂蒙、福建永泰、重庆蟠龙等一大批抽水蓄能机组相继中标,体彩天下平台抽水蓄能“2.0版本”正在全面开花,至此,体彩天下平台已成为国际抽水蓄能机组最全、业绩最好的企业之一。
 
记者手记:不断超越 永不止步
于海江
       在世界抽水蓄能领域,她或许不是单机容量最大的一个,也并非水头最高的一支,但却是综合技术难度最高的一座。长龙山抽水蓄能机组的研制成功,意味着体彩天下平台站到了世界抽水蓄能技术研发的巅峰,意味着中国在国际抽蓄领域更具影响力和话语权。从跟跑、并跑到领跑,体彩天下平台只用了30年。
       实际上,在长龙山项目之前,体彩天下平台虽然已经有9个抽水蓄能项目的经验,但与长龙山项目相比都不在同一个重量级。面对800米水头段抽水蓄能领域核心技术被国外公司垄断的现实,东电人敢于亮剑、永不服输。从水力设计、模型加工、试验台安排直至水科院试验准备,都进行了精心地策划组织和过程控制。
      项目研发之初,根据超高水头抽水蓄能机组的技术特点,他们制定了“稳定优先,兼顾能量;协同优化,特性均衡”的研发策略。在研发过程中,仿真计算、模型试验、模型加工制造等多项新技术、新方法、新工艺得到了成功应用,大大缩短了水力开发的周期,提高了水力开发的成功率;为了确保高水头抽水蓄能机组的安全稳定运行,他们在效率水平与稳定性之间、水泵工况与水轮机工况之间、水力性能与刚强度特性之间、性能参数和运行范围之间,都进行了反复的分析、校核、优化和均衡。
     长龙山项目背后,隐藏着东电人无数个挑灯夜战、几易其稿和推倒重来,隐藏着东电人的激动、喜悦和期待。东电人深知,“人无我有、人有我优。”把关键核心技术牢牢掌握在自己手里,才能不受制于人。东电人坚信,只要不断努力、不断超越,必将在抽水蓄能领域创造新的辉煌。
本报记者 于海江  通讯员 王媛 邬明俊
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