哈電電機(jī)引領(lǐng)我國抽水蓄能技術(shù)持續(xù)躍升


中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)   時(shí)間:2021-12-15





  日前,國家能源局公布的抽水蓄能發(fā)展規(guī)劃明確:到2025年,抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較 “十三五”翻一番,達(dá)到6200萬千瓦以上。到2030年,抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模較“十四五”再翻一番,達(dá)到1.2億千瓦左右。


  這是以哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司 (以下簡稱哈電電機(jī))為代表的我國電力裝備制造企業(yè),推動(dòng)我國抽水蓄能技術(shù)和裝備制造水平進(jìn)一步躍升的重大機(jī)遇,對促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面綠色轉(zhuǎn)型具有重要意義。


  目前,哈電電機(jī)已參與了22座抽水蓄能電站、79臺(tái)套機(jī)組的研發(fā)制造,一次又一次把性能優(yōu)異、安全可靠的 “皇冠上的明珠”鑲嵌在祖國的大好河山。


  作為我國電力裝備制造行業(yè)的龍頭企業(yè),哈電電機(jī)積極服從服務(wù)于國家戰(zhàn)略,通過科研創(chuàng)新和攻關(guān),推動(dòng)我國抽水蓄能技術(shù)水平持續(xù)躍升,為蒲石河、響水澗、溧陽、仙居、敦化、豐寧、陽江等一大批國家重點(diǎn)抽水蓄能工程打造精品機(jī)組,促進(jìn)了國家能源的清潔、低碳、綠色發(fā)展。


  圓夢之旅


  作為電網(wǎng)系統(tǒng)的重要一環(huán),抽水蓄能電站既能在用電高峰期發(fā)電供能、又能在用電低谷期蓄水儲(chǔ)能,對保證整個(gè)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、提高供電質(zhì)量至關(guān)重要,被譽(yù)為水電 “皇冠上的明珠”。


  長期艱辛探索。哈電電機(jī)從上世紀(jì)60年代,便開始了抽水蓄能研發(fā)的 “圓夢之旅”。1966年,結(jié)合密云電站各項(xiàng)參數(shù),開始進(jìn)行水泵水輪機(jī)水力研究;1977年,與清華大學(xué)等單位合作,開始進(jìn)行100米水頭段水泵水輪機(jī)水力研究;從1980年代中期開始,先后開展了200米、300米和500米水頭段的水泵水輪機(jī)水力研究,并研發(fā)出了具有代表性的水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪。


  取得實(shí)質(zhì)突破。2005年2月,國家發(fā)改委為了進(jìn)一步推進(jìn)我國抽水蓄能技術(shù)發(fā)展,支持哈電電機(jī)簽訂了寶泉、白蓮河等單機(jī)容量300兆瓦的抽水蓄能機(jī)組合同,要求加快抽水蓄能機(jī)組研制技術(shù)的研究速度。在國家的大力支持下,哈電電機(jī)多措并舉提升技術(shù)水平,全面掌握了抽水蓄能機(jī)組制造技術(shù)。


  打破國外壟斷。哈電電機(jī)在博采眾長的同時(shí),堅(jiān)持加大自主創(chuàng)新力度,先后完成多個(gè)大型抽水蓄能項(xiàng)目機(jī)組的研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造,摸索出了一套獨(dú)有的水力開發(fā)技術(shù)體系,打破了國外技術(shù)壟斷,實(shí)現(xiàn)了抽水蓄能機(jī)組的完全國產(chǎn)化。


  創(chuàng)新之路


  由于抽水蓄能機(jī)組自身的特性要求,不但設(shè)計(jì)水頭高,而且啟停機(jī)時(shí)工況復(fù)雜,對機(jī)組各部件的剛強(qiáng)度、抗疲勞性能等要求十分嚴(yán)格。哈電電機(jī)有針對性地創(chuàng)新、優(yōu)化,多年來,在水泵水輪機(jī)、發(fā)電電動(dòng)機(jī)、控制系統(tǒng)裝置及系統(tǒng)集成技術(shù)等方面取得了多項(xiàng)重大成果,獲得國家發(fā)明專利6項(xiàng),獲得省部級科技進(jìn)步獎(jiǎng)3項(xiàng)。


  破解世界性難題。抽水蓄能機(jī)組的主要研發(fā)難點(diǎn)集中在效率與穩(wěn)定性同時(shí)兼顧的問題上,尤其是水力穩(wěn)定性更是難中之難。在水泵水輪機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定區(qū),業(yè)內(nèi)稱之為 “S區(qū)”和 “駝峰區(qū)”,機(jī)組并網(wǎng)困難是公認(rèn)的世界難題。


  以往的進(jìn)口機(jī)組通常借助機(jī)械手段來實(shí)現(xiàn)機(jī)組并網(wǎng),這樣不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,機(jī)組振動(dòng)大,而且會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)組的運(yùn)行壽命和安全可靠性。哈電電機(jī)打破了傳統(tǒng)的機(jī)械思維方式,從水力設(shè)計(jì)的角度入手,解決了水泵水輪機(jī)不穩(wěn)定區(qū)并網(wǎng)難題,大大降低了機(jī)組的振動(dòng),提高了機(jī)組的安全可靠性,此項(xiàng)水力設(shè)計(jì)技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。


  “分?jǐn)?shù)極路比”誕生。隨著抽水蓄能機(jī)組容量的不斷增加,常出現(xiàn)容量、電壓和轉(zhuǎn)速不匹配的問題。為此,哈電電機(jī)科研人員想盡了所有繞組接線的可能性,繪制了上千種繞組接線圖,提出了分?jǐn)?shù)極路比繞組的評價(jià)指標(biāo)。通過持續(xù)地研究驗(yàn)證,科研人員終于選出了最佳的繞組排列方案,并開發(fā)出了相關(guān)的程序,獲得了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分?jǐn)?shù)極路比繞組技術(shù)創(chuàng)新成果,填補(bǔ)了國內(nèi)技術(shù)空白。


  此外,哈電電機(jī)還研發(fā)出水泵水輪機(jī)長短葉片轉(zhuǎn)輪、高轉(zhuǎn)速向心式磁極絕緣托板等獨(dú)創(chuàng)成果,為機(jī)組穩(wěn)定性和效率的雙向提高增加砝碼,達(dá)到世界領(lǐng)先水平。


  傲人成績


  在國家發(fā)展改革委、國家能源局、科技部、國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司等國家部委和業(yè)主單位的大力支持下,哈電電機(jī)走上大型抽水蓄能機(jī)組的自主化研制之路,培養(yǎng)了一批抽水蓄能領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人才,為我國抽水蓄能技術(shù)的完善和創(chuàng)新夯實(shí)了基礎(chǔ)。


  完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。2008年4月,哈電電機(jī)喜獲安徽響水澗抽水蓄能機(jī)組合同。經(jīng)過不懈努力,響水澗機(jī)組于2011年成功并網(wǎng)發(fā)電,機(jī)組運(yùn)行效率、壓力脈動(dòng)、空化等綜合特性指標(biāo)均達(dá)到了國際先進(jìn)水平。


  整體技術(shù)國際先進(jìn)。哈電電機(jī)連續(xù)完成國家重點(diǎn)抽水蓄能項(xiàng)目機(jī)組研制任務(wù),引領(lǐng)我國抽水蓄能裝備研制走上快車道。2015年,成功中標(biāo)世界裝機(jī)容量最大的河北豐寧抽水蓄能電站機(jī)組合同;2016年,研制的當(dāng)時(shí)國內(nèi)單機(jī)容量最大375兆瓦仙居抽水蓄能機(jī)組實(shí)現(xiàn) “一年四投”。同年,哈電電機(jī)在與國外企業(yè)公開競爭的項(xiàng)目中勝出,成功簽訂荒溝4臺(tái)300兆瓦抽水蓄能機(jī)組合同,并首次將發(fā)電電動(dòng)機(jī)繞組對稱四支路技術(shù)應(yīng)用其中。2017年,水頭變幅最大的溧陽抽水蓄能機(jī)組 “一年六投”,于次年通過了專項(xiàng)成果鑒定 “整體技術(shù)國際先進(jìn),關(guān)鍵技術(shù)國際領(lǐng)先”。


  此外,哈電電機(jī)還先后簽訂了吉林敦化、山東文登、福建周寧、江蘇句容、廣東陽江、浙江縉云等抽水蓄能機(jī)組制造合同。其中,陽江抽水蓄能電站機(jī)組單機(jī)容量400兆瓦,為目前國內(nèi)單機(jī)容量最大;最高揚(yáng)程超過700米、額定轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/分、綜合技術(shù)難度和技術(shù)水平為我國最高,屬世界級超高水頭電站。


  目前,哈電電機(jī)正在開展單機(jī)容量425兆瓦、最高水頭近800米的抽水蓄能機(jī)組技術(shù)研究,將引領(lǐng)我國抽水蓄能技術(shù)和裝備制造水平再上新臺(tái)階,助力國家實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)。(富宏杰 王學(xué)善 由慶祝)


  轉(zhuǎn)自:中國工業(yè)報(bào)

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