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电机企业问鼎抽水蓄能技术前沿

www.bf5888.com:2015-07-22 | 浏览:1388
 

日前,电机企业承担的“十二五”国家科技支撑计划项目“大型抽水蓄能机组成套设备研制”顺利通过了国家科技部组织的技术验收。在该项目历时5年的科研开发中,电机企业在水泵水轮机、发电电动机、控制系统装置及系统集成技术等方面取得了重大创新成果,获得6项国家发明专利,获省部级科技进步奖3项。

成果的取得绝不是一蹴而就,从上个世纪60年代至今,电机企业通过对技术的摸索开发,以及引进、消化、吸取、再创新,使抽水蓄能机组研发技术不断走向成熟,到目前为止,电机企业已经完全掌握了300兆瓦级及以上抽水蓄能机组关键核心技术,填补了我国大型抽水蓄能机组多项技术空白。

潜心钻研 铸就科技新成果

在该项国家科技支撑计划的推进中,电机企业成立了多个技术研发团队,在多年钻研的基础上,不断赶超先进。“大家通过自主创新,解决了水泵水轮机S特性等多项世界性难题”,电机企业副总工程师兼大电机研究所副所长覃大清自豪地说。

电机企业副总设计师魏显著先容说,由于水泵水轮机运行起来会产生更大的离心力,而上游通过水泵水轮机的水流,又会产生较大的惯性力。离心力和惯性力共同作用,往往造成机组在某些工况下的运行极不稳定,这就是业内人士常说的“S”特性。为了提高机组运行的稳定性,传统的办法是,在机组中安装非同步导叶。这虽然能够保证机组运行的稳定,但却造成了控制系统的繁琐与复杂。

面对这一世界性难题,电机企业积极革新设计理念,利用先进的CFD水力开发技术,最终实现了大型水泵水轮机水泵工况和水轮机工况性能的合理匹配,使“S”区水头安全裕量和“驼峰”区扬程裕量分别高达18.6%4.7%,达到了世界领先水平。

针对抽水蓄能机组转速高的特点,电机企业技术开发团队开发出了高转速向心式磁极绝缘托板结构,有效地阻止了可能出现的绕组接地问题。与此同时,他们还建立了功能强大的双向推力轴承试验台,实现了真机全模拟发电电动机工况的试验,并完成了溧阳电站300兆瓦机组双向推力轴承试验,开发出了适用于抽水蓄能机组的双向弹性金属塑料瓦推力轴承,进一步拓宽了双向推力轴承的可选技术范围。

艰苦奋斗 拓展哈电新战场

在抽水蓄能机组的研发设计中,电机企业一方面通过自主探索、引进和学习国外厂家的先进技术,另一方面积极开展自主研究和创新工作,走产、学、研相结合的特色科研道路,推动了我国抽水蓄能技术的进步。

1966年,电机企业结合密云电站各项参数,开始进行水泵水轮机水力研究;1977年,与清华大学等单位合作,开始进行100米水头段水泵水轮机水力研究;从1980年代中期开始,先后开展了200米、300米和500米水头段的水泵水轮机水力研究,并研发出了具有代表性的水泵水轮机转轮。

2005年是一个关键的时间转折点,电机企业通过“打捆招标”项目,全面引进阿尔斯通企业抽水蓄能机组水力开发、转轮及通流部件可靠性、球阀刚强度、轴系稳定性等水泵水轮机全面设计技术。通过对引进技术的消化吸取和再创新,我企业全面掌握了国外水泵水轮机设计技术。

结合长期以来抽水蓄能机组开发的技术与经验,在引进技术消化吸取的基础上,电机企业形成了自己的抽水蓄能机组水力性能开发理念和水力开发技术体系,具备了现代高水头大容量抽水蓄能机组水力性能开发能力,并先后完成了多个大型抽水蓄能项目水泵水轮机的水力性能研发,以及响水涧、溧阳两个项目共10台套大型水泵水轮机的自主设计与制造,为我国抽水蓄能机组的完全国产化铺平了道路。

展望未来 谱写发展新篇章

承担国家科技支撑计划项目,使电机企业在抽水蓄能机组技术方面取得了更大进步,也为电机企业开拓市场提供了条件。近年来,电机企业先后签订了仙居4375兆瓦水泵水轮机、深圳4300兆瓦发电电动机、丰宁6300兆瓦抽水蓄能机组、敦化2350兆瓦 700米水头段抽水蓄能机组。其中,敦化项目是目前国内设计水头最高、制造难度最大的抽水蓄能机组,成功填补了我国在600米至700米水头段抽水蓄能机组产品的空白,对电机企业后续在超高水头、大容量、高转速抽水蓄能电站市场的开发有着深远影响。

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