12月30日,世界總裝機容量最大的抽水蓄能電站——豐寧抽水蓄能電站傳來好消息,由哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司研制的豐寧抽蓄1號機組正式投產發(fā)電。
機組運行平穩(wěn),振動、擺度、溫升數據優(yōu)異,穩(wěn)態(tài)工況下上導、下導、水導軸承擺度僅有0.06毫米,無葉區(qū)壓力脈動100千帕,全部指標均達到精品標準,獲得了業(yè)主方的高度評價。哈電電機攜手參建各方,以高效清潔能源裝備助力“綠色冬奧”。
30日上午,國網新源河北豐寧抽水蓄能電站首批機組投產發(fā)電儀式成功舉行,豐寧抽水蓄能電站首批機組正式投產發(fā)電。
國家能源局監(jiān)管總監(jiān)黃學農;河北省政府副省長、黨組副書記袁桐利;北京市副市長談緒祥;北京冬奧組委專職副主席、秘書長韓子榮;國家電網有限公司董事長、黨組書記辛保安;豐寧電站董事長何一純;哈電股份副總裁、哈電電機黨委書記、董事長王貴,及其他參建各方代表共同見證了這一歷史時刻。
豐寧抽蓄電站位于河北省承德市豐寧滿族自治縣境內,電站總裝機容量3600兆瓦(12臺機組),是當今世界總裝機容量最大的抽水蓄能電站,一次蓄滿可儲存新能源電量近4000萬度,全年可以消納新能源87億度,是世界最大的“超級充電寶”,緊急情況下最大可提供相當于三分之一個三峽水電站的調節(jié)出力。豐寧項目創(chuàng)造了4項“世界第一”,3個“首次”:
電站分兩期開發(fā)建設,一期工程6臺單機容量300兆瓦的抽水蓄能機組,全部由哈電電機供貨。
自2015年開始豐寧項目研發(fā)、設計,再到生產制造、安裝調試服務,哈電電機職工全力打造精品,確保了豐寧首臺機組圓滿投產發(fā)電,且各項指標達到或優(yōu)于合同標準,標志著哈電電機在抽水蓄能項目上又取得了一塊新的里程碑!
01 穩(wěn)定性與效率兼顧
哈電電機掌握了一套獨有的抽水蓄能研發(fā)制造體系,在抽水蓄能項目水泵水輪機“S區(qū)”和“駝峰區(qū)”穩(wěn)定性研究、降低水泵水輪機無葉區(qū)壓力脈動幅值等一系列課題上取得了原創(chuàng)性成果,解決了水泵水輪機水力穩(wěn)定性和效率難以兼顧的世界性難題,實現(xiàn)了100%自主知識產權,成功站在了世界抽水蓄能技術領域的前沿。
據哈電電機豐寧項目技術總負責人戴然介紹,豐寧水泵水輪機最大水頭458米,額定轉速428.6轉/分鐘,是未來十年蓄能項目的主流機型。哈電電機從轉輪流道優(yōu)化和葉片翼型設計創(chuàng)新入手,為豐寧項目開發(fā)了新型高穩(wěn)定水泵水輪機模型轉輪,在保持優(yōu)異能量性能的同時,大大提高了空載工況和額定工況的水力穩(wěn)定性,關鍵性能指標達到國際領先水平。該新型轉輪設計還獲得了國家發(fā)明專利,從本質上提升了400米至500米水頭段超大水頭變幅水泵水輪機水力穩(wěn)定性。
此外,哈電電機在豐寧水泵水輪機上還首次使用了具有哈電發(fā)明專利的頂蓋防抬起裝置,進一步提高了機組運行的安全可靠性;水導軸承采用小比徑瓦結構,大幅提高了水導軸承的穩(wěn)定性和承載能力。
02 剛度高、安全穩(wěn)定
在高轉速大容量抽蓄機組中,上機架支撐結構是關鍵技術之一。目前同類機組實現(xiàn)高剛度的普遍做法是設置阻尼器,但阻尼器目前僅有一家國外公司能夠供貨,不僅價格高、供貨周期長,還可能存在技術風險。
哈電電機豐寧項目設計主管領導羅建華介紹說:“為突破技術壁壘,解決‘卡脖子’難題,哈電電機相關專家對彈簧板支撐結構從設計原理、結構細節(jié)、材料選型、強度計算、成本分析等多方面深入研究,走訪了多個電站進行調研,從多個方案中討論、審查和優(yōu)化,最終應用在豐寧項目上。機組在調試期間振動、擺度數據良好,證明哈電采用的彈簧板結構是完全可行的。”
除此之外,哈電電機在該項目發(fā)電電動機上還采用了行業(yè)首創(chuàng)的整體鍛件磁軛結構,具有精度高、剛度好、穩(wěn)定性強等特點,實現(xiàn)了技術突破;定子線棒主絕緣采用最新優(yōu)化的多膠模壓體系,主絕緣工作場強相較傳統(tǒng)設計提高了11%,真機定子線棒擊穿電壓平均值超過了7.5倍額定電壓,遠高于6.0倍額定電壓的標準要求;關鍵部件轉子支架成功實現(xiàn)100%埋弧自動焊接。
03 智能運維行業(yè)領先
為助力打造豐寧數字化、智能化電站,哈電電機在機組上增加了多種高端智能監(jiān)測模塊,通過水電機組設計理念與智能傳感、大數據分析、人工智能技術的深度融合,開發(fā)出了行業(yè)領先的機組智能運維系統(tǒng)。
該系統(tǒng)實現(xiàn)了機組關鍵部件在各種運行狀態(tài)下的監(jiān)測數據整合、在線故障診斷、趨勢分析預判、機組健康評估等服務功能,將為電站機組運行及維護提供技術支撐,有效提高檢修效率、縮短停機時間、降低運維成本,可為機組提供全生命周期的技術服務和管理。
04 精心服務喜獲“全優(yōu)”評價
在項目執(zhí)行及工地安裝服務過程中,哈電電機始終秉持“追求客戶的滿足,滿足客戶的追求”服務觀,用心用情用力為客戶服務,組建相關精銳管理團隊,建立領導、專家定期走訪工地機制,安排專人負責檔案管理工作。
同時,哈電電機組建了專業(yè)的現(xiàn)場調試團隊,由副總設計師擔任現(xiàn)場調試總指揮,協(xié)同相關技術人員,為現(xiàn)場調試提供強有力的技術支撐,有力保證了豐寧首臺機組安裝調試和并網進度,受到業(yè)主高度認可。憑借全面精細高質量的服務,哈電電機在國家電網定期供方考核中獲得了“全優(yōu)”評價。
目前,豐寧2號機已全部總裝完畢,即將進入無水調試階段;其它機組也在緊鑼密鼓的安裝制造中。
下一步,在國網新源公司的組織協(xié)調下,哈電電機將與各參建單位共同努力,繼續(xù)為電站機組安裝調試工作各關鍵節(jié)點保駕護航,確保2023年豐寧一期機組全部順利投運。
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豐寧抽水蓄能電站主要承擔所在電網的調峰、填谷、緊急事故備用任務,兼有調頻、調相和黑啟動、儲能功能,對保障2022年北京冬奧綠色能源供應,促進新能源消納、推動能源綠色低碳轉型具有重要意義,是河北省區(qū)域電網乃至國家大電網安全的“穩(wěn)定器”“調節(jié)器”“平衡器”。
該電站12臺機組全部投運后,每年可消納過剩電能87億千瓦時,年發(fā)電量66.12億千瓦時,可滿足260萬戶家庭一年的用電。同時,每年可節(jié)約標準煤48萬噸,可減少二氧化碳排放120萬噸,相當于造林24萬余畝。