4月12日,在位于地下450米的浙江仙居抽水蓄能電站廠房,國產(chǎn)最大單機容量的首臺抽水蓄能機組成功并網(wǎng)發(fā)電,該機組核心設備水泵水輪機、發(fā)電電動機以及自動控制系統(tǒng)由我國自主設計制造。該電站安裝4臺單機容量37.5萬千瓦抽水蓄能機組,其中4臺機組發(fā)電電動機部分由東方電氣集團東方電機有限公司(簡稱“東方電機”)自主設計、制造。電站投產(chǎn)后,將在華東電網(wǎng)中起到調(diào)峰、填谷、事故備用等功能;在4臺機組全部投產(chǎn)后,每年可節(jié)省標煤15萬噸,減少二氧化碳排放量30萬噸。
抽水蓄能是電力系統(tǒng)的“快速反應部隊”,承擔著電網(wǎng)的調(diào)峰填谷,保障電網(wǎng)的經(jīng)濟安全和穩(wěn)定運行重要任務,仙居電站首臺機組投產(chǎn)發(fā)電標志著國產(chǎn)大型抽蓄機組成套設備自主化成果推廣應用取得新突破。
蓄力三十年摘下“皇冠上的明珠”
抽水蓄能機組的設計和制造,是水力發(fā)電設備制造行業(yè)中最復雜、最困難的,將其比喻為水電行業(yè)“皇冠上的明珠”也不為過。從上世紀80年代起,東方電機在國家政策和用戶的大力支持下,憑借著自身強大的科研創(chuàng)新能力和雄厚的制造能力,開始了抽水蓄能機組設計制造的基礎研究。
到90年代,東方電機先后承擔了“八五”國家重點科技攻關項目“大型混流可逆式水泵水輪機關鍵技術研究”、“大型抽水蓄能中間機組研制”、“大型發(fā)電電動機關 鍵技術研究”等工作,并針對模型轉(zhuǎn)輪、通流部件設計、模型試驗方法和大型發(fā)電電動機的雙向推力軸承、電磁、通風、機械結(jié)構及強度、變極變速、變頻變速及起動等關鍵技術進行了大量的研究工作。
進入21世紀,在國家發(fā)展改革委、國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司、三峽集團的大力支持下,東方電機成功參與和自主研制了多個抽水蓄能機組項目,業(yè)績突出。2003年,東方電機先后承擔惠州、白蓮河兩個抽水蓄能項目的聯(lián)合設計與制造任務;2005年,東方電機獲得湖南黑糜峰、內(nèi)蒙古呼和浩特兩個抽水蓄能電站機組設備國產(chǎn)化后續(xù)工作的依托項目。目前,4個電站均已投入商業(yè)運行,運行狀況良好。
2009年12月,東方電機獲仙游抽水蓄能電站4臺30萬千瓦機組合同,4臺機組全部由東方電機自主研發(fā)、制造,該項目在2013年已經(jīng)全部投運,運行狀況良好,受到了業(yè)主、設計院、項目公司的一致好評。仙游抽水蓄能電站的順利投運,標志著我國打破了國外對大容量抽水蓄能技術的壟斷,完全掌握了抽水蓄能核心技術。
2010年~2013年,東方電機先后獲得目前國內(nèi)單機容量最大的浙江仙居4臺37.5萬千瓦抽水蓄能發(fā)電電動機部分合同,深圳4臺30萬千瓦抽水蓄能水泵水輪機部分合同,在400~500米水頭段充分鞏固了固有技術,各項技術指標全面達到世界先進水平。東方電機自主開發(fā)的深圳抽水蓄能水泵水輪機成功解決了“S”特性這一世界難題,在行業(yè)內(nèi)引起高度反響。
2015年,東方電機獲得安徽績溪6臺30萬千瓦和吉林敦化兩臺35萬千瓦兩個抽水蓄能項目合同。其中,敦化項目屬700米水頭段,績溪項目屬650米水頭段,均是國內(nèi)乃至世界范圍內(nèi)超高水頭段的大容量項目,且機組轉(zhuǎn)速均為500轉(zhuǎn)/分鐘。機組的研發(fā)制造難度公認為行業(yè)最高,也是國產(chǎn)抽水蓄能設備的空白地帶。這兩個項目的成功中標,標志著東方電機抽水蓄能技術及研制能力都達到了世界先進水平。
抽水蓄能機組科技創(chuàng)新“三級跳”
科技創(chuàng)新是立業(yè)之魂,是開拓市場的利器。自2006年以來,東方電機依托仙游、仙居、深蓄、績溪、敦化等抽水蓄能項目,瞄準陽江、長龍山、廈門、金寨、句容、文登、沂蒙、天池、蟠龍等后續(xù)抽水蓄能項目,從基礎著手,大力配置研發(fā)硬件和軟件,取得了巨大的成果。
一是新建了兩座抽水蓄能水力試驗臺,完成數(shù)十個水力模型的水力試驗,水頭范圍覆蓋200米~750米,水力研發(fā)達到世界先進水平,研發(fā)的水泵水輪機水力模型穩(wěn)定性、安全性獲得業(yè)內(nèi)認可;二是建立高速重載雙向軸承試驗臺,完成仙游、仙居等多個項目真機參數(shù)推力軸承試驗,完成多項軸承新技術研究;三是建立大比例抽水蓄能機組通風模型試驗裝置;四是提出了多項具有自主知識產(chǎn)權、原創(chuàng)性的結(jié)構設計和工藝,并獲得多項****。
至此,東方電機抽水蓄能機組綜合技術產(chǎn)生了三次質(zhì)的飛躍,實現(xiàn)了抽水蓄能 科技創(chuàng)新的“三級跳”:機組參數(shù)水平達到世界先進水平;機組穩(wěn)定性、安全性指標達到世界先進水平;機型成功擴展至700米的高水頭范圍。東方電機達到了世界抽水蓄能機組頂級水平,形成了獨立、完整,具有完全自主知識產(chǎn)權和東方特色的抽水蓄能機組技術體系;培養(yǎng)了完整的涵蓋研發(fā)、設計、制造、成套、安裝、調(diào)試的年輕有為的技術和管理隊伍,具有可持續(xù)發(fā)展的能力。
“十三五”期間,我國將繼續(xù)加快特高壓電網(wǎng)建設,清潔能源也將繼續(xù)快速發(fā)展,這必然要求系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和保障手段的同步增強。加快建設抽水蓄能電站在保障能源電力安全、促進清潔能源消納、提高能效、治理霧霾、拉動經(jīng)濟增長、服務民生中的戰(zhàn)略意義和全局影響將更加凸顯。東方電機必將乘著國家“十三五”規(guī)劃的東風,在高水頭、大容量、高轉(zhuǎn)速及變轉(zhuǎn)速等高端抽水蓄能核心技術方面繼續(xù)開拓創(chuàng)新,擔負起“國之重器”的歷史重任,也為推動國家重裝產(chǎn)業(yè)向高端邁進,為國家“供給側(cè)結(jié)構性改革”作出積極貢獻。同時,東方電機也將借助國家“一帶一路”戰(zhàn)略的實施,大力開拓國際市場,為民族工業(yè)走向世界,中國裝備“走出去”貢獻力量。