三峽工程水利發(fā)電機(jī)關(guān)鍵技術(shù)獲得實(shí)質(zhì)突破
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世界最大的三峽工程、世界最大的水輪發(fā)電機(jī)組吸引、聚集了一批國(guó)內(nèi)制造大型水輪發(fā)電機(jī)組的廠家，以其獨(dú)特的自身優(yōu)勢(shì)，力爭(zhēng)在競(jìng)爭(zhēng)中獲勝。三峽工程左岸廠房14臺(tái)700MW水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行國(guó)際招標(biāo)，規(guī)定投標(biāo)者對(duì)提供設(shè)備的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)負(fù)全部責(zé)任，要求與中國(guó)有資格的制造企業(yè)聯(lián)合設(shè)計(jì)、合作制造，并向中國(guó)制造企業(yè)轉(zhuǎn)讓技術(shù)，中國(guó)制造企業(yè)分包份額的比例不低于總價(jià)的25%，后2臺(tái)機(jī)組以中國(guó)制造企業(yè)為主。國(guó)外大型水電設(shè)備制造廠商組成5個(gè)聯(lián)合體投標(biāo)，形成競(jìng)爭(zhēng)局面。在工程施工中，哈電、東電參與其中。哈電、東電有幾十年設(shè)計(jì)制造大型水輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)驗(yàn)，近20年來(lái)，在國(guó)家有關(guān)部門支持下，開展三峽機(jī)組的科技攻關(guān)，消化吸收引進(jìn)技術(shù)效果較好，已經(jīng)掌握水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)與模型試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)電磁設(shè)計(jì)、大部件強(qiáng)度剛度計(jì)算、推力軸承計(jì)算與試驗(yàn)、軸系穩(wěn)定性計(jì)算、發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻計(jì)算、專項(xiàng)關(guān)鍵工藝等技術(shù)，可以自主開發(fā)設(shè)計(jì)制造大型水輪發(fā)電機(jī)組。并與國(guó)外企業(yè)一起攻克多項(xiàng)技術(shù)難題。
一、水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)和模型轉(zhuǎn)輪研究難題。水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)和模型轉(zhuǎn)輪研究是決定水輪機(jī)性能的關(guān)鍵，國(guó)際電工委員會(huì)IEC規(guī)定，在符合要求的水輪機(jī)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行模型轉(zhuǎn)輪驗(yàn)收試驗(yàn)作為驗(yàn)收水輪機(jī)性能是否滿足合同條款的依據(jù)。國(guó)內(nèi)外水輪機(jī)制造廠家一直在水力試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行能量、空化和穩(wěn)定性能的研究，三峽左岸機(jī)組招標(biāo)形成激烈競(jìng)爭(zhēng)局面。最終選定的VGS(GE Canada)和Alstom(挪威Kvaemer)兩個(gè)模型轉(zhuǎn)輪的能量和空化性能完全達(dá)到了合同的要求，在運(yùn)行范圍內(nèi)無(wú)氣蝕，代表了當(dāng)今國(guó)際上水輪機(jī)性能的最好水平。僅3年時(shí)間，中水頭混流式水輪機(jī)的效率提高
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的水輪發(fā)電機(jī)組向大容量發(fā)展，部件尺寸加大，造成結(jié)構(gòu)剛度減弱，普遍存在振動(dòng)問題。三峽機(jī)組容量和部件尺寸都是世界最大的，為此引起企業(yè)的高度重視。哈電、東電運(yùn)用引進(jìn)技術(shù)的水力設(shè)計(jì)，在符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的水力試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)三峽水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪進(jìn)行復(fù)試，并自選參數(shù)進(jìn)行了幾個(gè)轉(zhuǎn)輪的計(jì)算與試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，已達(dá)到了引進(jìn)技術(shù)的同等水平。目前此技術(shù)運(yùn)用到云南小灣、廣西龍灘等700MW級(jí)水輪發(fā)電機(jī)組的研究開發(fā)中，效果也是良好的。
二、確保水輪發(fā)電機(jī)組推力軸承的安全運(yùn)行。三峽推力軸承負(fù)荷是目前世界最大的，各制造企業(yè)都有自己的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。VGS(GE Canada)采用小螺旋彈簧簇支撐的巴氏合金瓦面材料浸油外循環(huán)結(jié)構(gòu)，鏡板直徑5.4m，Alstom(ABB)采用不同直徑園柱肖支撐雙層瓦的巴氏合金瓦面材料浸油外循環(huán)結(jié)構(gòu)，鏡板直徑5.2m，推力軸承各項(xiàng)參數(shù)都在常規(guī)范圍以內(nèi)。ABB與哈爾濱大電機(jī)研究所合作，在3000t推力軸承試驗(yàn)臺(tái)用半數(shù)真機(jī)推力瓦完成全負(fù)荷試驗(yàn)，測(cè)定各項(xiàng)真機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，保證機(jī)組可靠運(yùn)行。在與國(guó)外技術(shù)交流中，國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)一步了解了俄羅斯電力工廠在采用彈性金屬塑料瓦面材料方面的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，目前國(guó)內(nèi)許多水電站已經(jīng)采用，受到用戶的普遍歡迎。在國(guó)內(nèi)有多年設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合三峽機(jī)組的引進(jìn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)制造企業(yè)已經(jīng)掌握大型推力軸承的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，可以充分發(fā)揮我國(guó)推力軸承試驗(yàn)的有利條件，繼續(xù)開展推力軸承支撐結(jié)構(gòu)和彈性金屬塑料瓦的試驗(yàn)研究工作，并運(yùn)用于三峽右岸機(jī)組。
三、提高發(fā)電機(jī)定子線棒絕緣的可靠性和發(fā)電機(jī)壽命。發(fā)電機(jī)定子線棒絕緣耐熱等級(jí)提高到B級(jí)、F級(jí)以來(lái)，世界上同時(shí)存在兩大技術(shù)流派：一是以西屋公司為代表的(包括ABB、Siemens公司等)制造企業(yè)，采用少膠帶VPI工藝，即以少膠云母帶包扎后，在罐中抽真空加壓浸漬樹脂加溫使絕緣固化，生產(chǎn)效率較高；二是GE公司為代表的(包括俄羅斯電力工廠，法國(guó)Alstom公司等)制造企業(yè)，采用多膠帶液壓工藝，即以含有固化劑的多膠云母帶包扎后，一批線棒入罐液壓工藝，以瀝青為介質(zhì)加溫加壓使絕緣固化。
通過技術(shù)改進(jìn)及三峽工程的檢驗(yàn)，哈電、東電制造的定子線棒質(zhì)量，被業(yè)內(nèi)人士普遍看好。外商同意哈電、東電按多膠帶模壓工藝制造，并經(jīng)中國(guó)三峽總公司認(rèn)可，分包合同中各2臺(tái)定子線棒由國(guó)內(nèi)企業(yè)提供。國(guó)內(nèi)制造線棒用于外商技術(shù)負(fù)責(zé)的發(fā)電機(jī)中，這的確是一項(xiàng)很大的進(jìn)步，為今后我國(guó)這一技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
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