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“超级工程”白鹤滩投产发电② | 世界单机容量最大机组,如何做到“零配重”?
2021-06-29 10:07:46   来源:四川在线   


白鹤滩机组调试。东方电机供图

“零配重”!6月28日,白鹤滩水电站首批2台机组同时轰鸣,标志着这一全球单机容量最大的水电站正式投产。令人惊叹的是,由东方电机自主研制的白鹤滩水电站左岸2号、3号百万千瓦水电机组,实现了“零配重”。这是全球首个巨型水轮发电机组不需试运行配重即满足精品指标的案例,创造了水电行业新纪录,被业内专家誉为“极品”机组。

50多米高、8000多吨重,相当于埃菲尔铁塔的重量——这是白鹤滩水电站单台机组的“身材”数据。其中,机组转动部件由上万个零部件构成,重达2600吨。

东方电机白鹤滩项目部现场负责人冷建华告诉记者,百万千瓦机组由转轮、转子、主轴等组成,上万个零部件组装,这些零部件如果不是一个机床生产的,可能都会出现细微的重量差别,那么转起来就会出现力矩不平衡偏差,需要“配重”之后才能进入下一个环节。但白鹤滩百万千瓦机组实现了“零配重”,几乎没有力矩不平衡。“这是精品工程的一项重要指标。”冷建华说。

白鹤滩的两台机组,创造了“零配重”的奇迹。这说明在研发设计、制造加工、安装偏差控制上均做到了极致。

白鹤滩项目顶盖加工。东方电机供图

打个比方说,由硅钢卷切割而成的定子冲片,是发电机定子铁芯的核心部件之一。白鹤滩水电站单台机组,需要安装54万片定子冲片。“它是发电机的‘心脏’,对精度要求很高。”东方电机冲剪分厂厂长冷志说,单片定子冲片的精度要求在0.01毫米,而数万张定子冲片叠在一起,误差不能超过0.1毫米——庞然大物,却要精细到比头发丝还细的程度。

再比如转子磁轭,这是机组转动部分的一个部件。首台机组磁轭完成叠装后,在直径15米的磁轭外圆,表面最高点与最低点之差不超过0.36毫米,叠装形成的磁轭中心相对理论中心偏差不超过0.02毫米,这些数据,均远优于精品标准要求。

“机组以111圈每分钟的速度运行时,盖板上竖放的硬币立而不倒。”东方电机相关技术人员说,机组并网后轴承摆度小于7刀,创造了水电行业新纪录,引领世界巨型水电进入“零配重”和摆度“个位数时代”。

这样的奇迹,源自东方电机的自我加压。为打造“新时代大国重器”,三峡集团组织制订了白鹤滩精品机组标准,全面高于行业标准要求。在此基础上,东方电机主动制定了更加严格的内控指标体系。

为攻克难关,东方电机充分总结三峡、溪洛渡等大容量机组研制经验,反复评估优化白鹤滩机组设计计算、制造工艺和现场安装方案,深入开展科研攻关和关键部件试制,进行了大量自主创新,形成了包括机组总体设计、转轮研发、核心部件制造、磁极绕组空内冷技术、低损耗轴承技术、24千伏绝缘系统、平衡受力新型转子支架开发等一系列自主知识产权和核心技术。“可以说,每个零件都是我们自主研发制造的。”

值得一提的是,发电机核心部件定子线棒、转子线圈、定子冲片的生产制造,采用数字化车间生产,生产效率和产品质量大幅提升。优良的冲片质量,确保定子、转子现场叠装后参数指标远优于精品标准要求。目前,东方电机已完成6台精品机组的交付。

据了解,白鹤滩水电站是全球单机容量最大、在建规模最大的水电站。东方电气研制的白鹤滩水轮机最优效率达到96.7%,发电机额定效率超过99%,是世界上效率要求最高的发电机;定子绕组温升不超过63K,转子绕组温升不超过58K,为水电行业最严格的温升控制水平;额定电压24千伏,为水电行业最高电压等级。

电站建成后,年平均发电量624.43亿度,接近成都市年度全社会用电总量,每年可节约标准煤约1968万吨,减少排放二氧化碳5160万吨、二氧化硫17万吨、氮氧化物约15万吨,节能减排效益显著。白鹤滩水库正常蓄水位825米,预留防洪库容75亿立方米,建成后与金沙江下游其它梯级水库联合运用,能有效减少长江中下游地区成灾洪水和分洪损失。

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