中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在習(xí)近平總書記“兩山”理念的提出地——浙江省湖州市安吉縣，國(guó)內(nèi)最高水頭長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站首臺(tái)機(jī)組轉(zhuǎn)子緩緩落下，被喻為水電設(shè)備制造行業(yè)“皇冠上的明珠”，牢牢地鑲嵌在“綠水青山”之中……東方電機(jī)正在向世界抽水蓄能技術(shù)研發(fā)的極限發(fā)起挑戰(zhàn)。
10月17日12時(shí)6分，由東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司（簡(jiǎn)稱“東方電機(jī)”）自主研制的國(guó)內(nèi)最高水頭抽水蓄能電站——浙江長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站首臺(tái)機(jī)組轉(zhuǎn)子吊裝就位，標(biāo)志著長(zhǎng)龍山電站首臺(tái)機(jī)組安裝工作完成又一重大里程碑節(jié)點(diǎn)。
“長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站踐行了習(xí)近平總書記‘綠水青山就是金山銀山’理念。該機(jī)組的設(shè)計(jì)開發(fā)綜合難度系數(shù)屬世界等級(jí)，一是國(guó)內(nèi)最高水頭達(dá)756米，二是單機(jī)容量達(dá)35萬千瓦，三是轉(zhuǎn)速達(dá)500轉(zhuǎn)/分，四是技術(shù)性能參數(shù)高。東方電機(jī)將大國(guó)重器核心技術(shù)掌握在自己手中。”東方電機(jī)有限公司副總經(jīng)理張?zhí)禊i在吊裝現(xiàn)場(chǎng)接受中國(guó)電力報(bào)記者采訪時(shí)說。
打造世界一流抽水蓄能電站
長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站屬于超高水頭、高轉(zhuǎn)速、大容量抽水蓄能電站，最高水頭達(dá)到756米，是世界第二、中國(guó)第一高水頭抽蓄電站。東方電機(jī)承擔(dān)該電站4臺(tái)35萬千瓦抽水蓄能機(jī)組研制任務(wù)，著力打造長(zhǎng)龍山精品機(jī)組。
東方電機(jī)有限公司黨委書記、董事長(zhǎng)劉輝不止一次強(qiáng)調(diào)：“要將長(zhǎng)龍山抽水蓄能項(xiàng)目執(zhí)行作為東方電機(jī)的核心工程，打造成為東方電機(jī)‘抽水蓄能2.0版’的全新標(biāo)桿，配合三峽集團(tuán)把長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站建設(shè)成示范電站、標(biāo)桿電站，建設(shè)成世界一流抽水蓄能電站。”
自獲得長(zhǎng)龍山電站4臺(tái)35萬千瓦抽水蓄能機(jī)組研制任務(wù)以來，東方電機(jī)以建設(shè)“綠色、精品、典范、和諧、創(chuàng)新”的美麗長(zhǎng)龍山工程為目標(biāo)，在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、項(xiàng)目管理、質(zhì)量控制、生產(chǎn)制造、安裝調(diào)試、售后服務(wù)等各環(huán)節(jié)，抽調(diào)精兵強(qiáng)將，確保嚴(yán)格履行合同和技術(shù)文件，確保過程受控，確保按期交貨，確保質(zhì)量?jī)?yōu)良，確保服務(wù)優(yōu)質(zhì)，著力打造長(zhǎng)龍山精品機(jī)組。
轉(zhuǎn)子是抽水蓄能發(fā)電電動(dòng)機(jī)重要部件，也是機(jī)組安裝過程中單件起吊重量最大的關(guān)鍵核心部件。東方電機(jī)研制的長(zhǎng)龍山500轉(zhuǎn)/分、35萬千瓦發(fā)電電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子采用一根軸、整圓磁軛結(jié)構(gòu)，整體高10.9米，直徑4.7米，整體起吊重量約413噸（不含吊具）。在參建各方的共同努力下，轉(zhuǎn)子各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，其中，轉(zhuǎn)子整體圓柱度0.40毫米，同心度0.11毫米，垂直度0.15毫米，均優(yōu)于三峽集團(tuán)制定的長(zhǎng)龍山機(jī)組安裝質(zhì)量檢測(cè)精品標(biāo)準(zhǔn)。
“本次轉(zhuǎn)子吊裝完成后，下一階段將進(jìn)行機(jī)組軸線調(diào)整和分部系統(tǒng)安裝、調(diào)試工作，力爭(zhēng)在年底前完成機(jī)組總裝，為明年首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電、向建黨一百周年獻(xiàn)禮奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。”張?zhí)禊i告訴中國(guó)電力報(bào)記者。
挑戰(zhàn)世界抽水蓄能技術(shù)研發(fā)極限
長(zhǎng)龍山機(jī)組的性能和設(shè)計(jì)都達(dá)到了全新高度，是當(dāng)之無愧的“大國(guó)重器”。該機(jī)組的成功研制意味著中國(guó)自主研發(fā)的抽水蓄能成套設(shè)備已達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平，且擁有完全自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，全面增強(qiáng)了我國(guó)在國(guó)際抽蓄領(lǐng)域的影響力和話語權(quán)。
浙江長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站共安裝6臺(tái)35萬千瓦可逆式水輪發(fā)電機(jī)組，屬800米水頭段，該機(jī)組設(shè)計(jì)制造難度在世界水力發(fā)電設(shè)備發(fā)展史上也絕無僅有。中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司機(jī)電工程局局長(zhǎng)張成平曾將長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站稱為“五超”工程：“超高水頭、超高轉(zhuǎn)速、超大容量、超大難度的超大工程”。在許多水電專家眼里，長(zhǎng)龍山抽水蓄能機(jī)組的設(shè)計(jì)制造已經(jīng)到達(dá)了世界抽水蓄能技術(shù)研發(fā)的極限。
“長(zhǎng)龍山抽水蓄能項(xiàng)目是一項(xiàng)當(dāng)之無愧的‘五超’工程?！睆?zhí)禊i告訴中國(guó)電力報(bào)記者，一是水頭高。該機(jī)組額定水頭710米，最高水頭756米，最大升壓水頭1200米，強(qiáng)度試驗(yàn)水頭1800米，是國(guó)內(nèi)水頭最高、世界水頭第二的抽水蓄能電站；二是容量大。單機(jī)出力為35萬千瓦，位列國(guó)內(nèi)第二；三是轉(zhuǎn)速高。轉(zhuǎn)速達(dá)500轉(zhuǎn)/分，屬國(guó)際、國(guó)內(nèi)大型抽蓄電站最高轉(zhuǎn)速等級(jí)；四是要求高。要求機(jī)組運(yùn)行高效率、高穩(wěn)定性、高可靠性、高均衡性；五是難度高。設(shè)計(jì)開發(fā)難度屬世界最高等級(jí)，是國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)和制造難度最大的發(fā)電電動(dòng)機(jī)。
之所以說長(zhǎng)龍山抽水蓄能機(jī)組是在挑戰(zhàn)世界抽水蓄能技術(shù)研發(fā)的極限，主要體現(xiàn)在兩方面：一方面是雙向、高速、重載等特點(diǎn)使推力軸承運(yùn)行溫度、損耗以及支撐結(jié)構(gòu)承載問題突出。另一方面是每極容量達(dá)32兆伏安以上，線速度達(dá)182米/秒以上，旋轉(zhuǎn)部件的應(yīng)力交變、疲勞及散熱都是難點(diǎn)。面對(duì)前所未有挑戰(zhàn)，東方電機(jī)依托在抽水蓄能行業(yè)三十多年的實(shí)力和經(jīng)驗(yàn)，不斷攻堅(jiān)克難，向著抽水蓄能領(lǐng)域的“珠穆朗瑪峰”勇敢邁進(jìn)。
轉(zhuǎn)輪是水輪發(fā)電機(jī)組的心臟，其質(zhì)量、性能直接影響到機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。轉(zhuǎn)輪研制也是整個(gè)長(zhǎng)龍山抽水蓄能機(jī)組中研發(fā)難度最大，制造難題最多的部件。面對(duì)800米水頭段抽水蓄能轉(zhuǎn)輪技術(shù)被國(guó)外壟斷的現(xiàn)實(shí)，東方電機(jī)長(zhǎng)龍山轉(zhuǎn)輪研發(fā)團(tuán)隊(duì)精心組織、刻苦攻關(guān)，研發(fā)出水力性能極優(yōu)的轉(zhuǎn)輪模型，并創(chuàng)造性采用分葉盤制造結(jié)構(gòu)，解決了狹長(zhǎng)窄流道轉(zhuǎn)輪的焊接制造難題，在保證質(zhì)量的前提下大大縮短了轉(zhuǎn)輪制造周期。
長(zhǎng)龍山抽水蓄能機(jī)組的研發(fā)成功，標(biāo)志著東方電機(jī)達(dá)到了世界抽水蓄能機(jī)組領(lǐng)先水平，形成了獨(dú)立、完整，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和“東方特色”抽水蓄能機(jī)組技術(shù)體系，成功培養(yǎng)了涵蓋研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、成套、安裝、調(diào)試等年輕有為的技術(shù)研發(fā)和項(xiàng)目管理隊(duì)伍。
東方電機(jī)抽水蓄能技術(shù)“三級(jí)跳”
從惠州、黑麋峰、呼和浩特機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化研制，到仙游、仙居、深圳機(jī)組技術(shù)指標(biāo)達(dá)世界先進(jìn)水平，從績(jī)溪、敦化、長(zhǎng)龍山超高水頭段大容量機(jī)組的攻關(guān)，到豐寧、沂蒙、永泰、蟠龍項(xiàng)目的全面開花……東方電機(jī)不斷標(biāo)注世界抽水蓄能機(jī)組研制新高度。
抽水蓄能機(jī)組的設(shè)計(jì)和制造，一直被喻為是水電設(shè)備制造領(lǐng)域“皇冠上的明珠”，是水力發(fā)電行業(yè)中最復(fù)雜、最難啃的一塊“硬骨頭”。
2003年，國(guó)家發(fā)展改革委決定以惠州抽水蓄能電站為依托工程之一，逐步實(shí)現(xiàn)我國(guó)抽水蓄能電站機(jī)組設(shè)備制造的國(guó)產(chǎn)化。東方電機(jī)承擔(dān)了惠州電站A廠4號(hào)機(jī)組制造工作。2005年，東方電機(jī)又獲得了湖南黑糜峰、內(nèi)蒙古呼和浩特兩個(gè)抽水蓄能電站機(jī)組設(shè)備國(guó)產(chǎn)化后續(xù)工作的依托項(xiàng)目。
隨著抽水蓄能裝備國(guó)產(chǎn)化推進(jìn)，東方電機(jī)進(jìn)一步攻克了抽水蓄能機(jī)組涉及到的S型特性、駝峰、效率、穩(wěn)定性等難題。東方電機(jī)研制的福建仙游4臺(tái)30萬千瓦機(jī)抽水蓄能機(jī)組標(biāo)志著我國(guó)已具備大型抽水蓄能機(jī)組的自主研制能力，打破了國(guó)外的技術(shù)壁壘；自主研發(fā)的已投運(yùn)單機(jī)容量最大的37.5萬千瓦浙江仙居抽水蓄能機(jī)組，標(biāo)志著我國(guó)抽水蓄能機(jī)組闖進(jìn)了世界一流行列，提高了我國(guó)在抽水蓄能領(lǐng)域的影響力和話語權(quán)。
2015年，東方電機(jī)獲得了安徽績(jī)溪6臺(tái)30萬千瓦和吉林敦化兩臺(tái)35萬千瓦兩個(gè)抽水蓄能項(xiàng)目合同，均是國(guó)內(nèi)乃至世界范圍內(nèi)超高水頭段的大容量項(xiàng)目，且機(jī)組轉(zhuǎn)速均為每分鐘500轉(zhuǎn)，標(biāo)志著東方電機(jī)抽水蓄能技術(shù)及研制能力都達(dá)到了世界新高度。2017年，東方電機(jī)又一舉中標(biāo)浙江長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站4臺(tái)35萬千瓦抽水蓄能機(jī)組及其輔助設(shè)備采購(gòu)合同，它的水頭高度位居世界第二，這也意味著該機(jī)組技術(shù)難度達(dá)到了世界頂級(jí)。
深耕抽水蓄能三十余年，東方電機(jī)完成了抽水蓄能技術(shù)的“三級(jí)跳”——機(jī)組參數(shù)水平達(dá)到世界先進(jìn)水平；機(jī)組穩(wěn)定性、安全性指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平；機(jī)組機(jī)型成功擴(kuò)展至800米的高水頭段。隨著河北豐寧二期、山東沂蒙、福建永泰、重慶蟠龍等一大批抽水蓄能機(jī)組相繼中標(biāo)，東方電機(jī)抽水蓄能“2.0版本”正在全面開花，至此，東方電機(jī)已成為國(guó)際抽水蓄能機(jī)組最全、業(yè)績(jī)最好的企業(yè)之一。
記者手記
不斷超越 永不止步
于海江
在世界抽水蓄能領(lǐng)域，她或許不是單機(jī)容量最大的一個(gè)，也并非水頭最高的一支，但卻是綜合技術(shù)難度最高的一座。長(zhǎng)龍山抽水蓄能機(jī)組的研制成功，意味著我國(guó)自主研發(fā)的抽水蓄能成套設(shè)備已達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平，打破了長(zhǎng)期以來高水頭段抽水蓄能關(guān)鍵技術(shù)被國(guó)外壟斷的局面，提高了我國(guó)在國(guó)際抽蓄領(lǐng)域的影響力和話語權(quán)。
抽水蓄能電站具有調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用等多種功能，運(yùn)行靈活、反應(yīng)快速，是電力系統(tǒng)中的特殊電源。尤其在以風(fēng)電和光伏為代表的可再生能源高比例發(fā)展的電力系統(tǒng)中，其平抑風(fēng)光電波動(dòng)性、反調(diào)峰特性的優(yōu)勢(shì)愈發(fā)凸顯，是調(diào)峰調(diào)頻不可或缺的手段。
無論是“2030年我國(guó)非化石能源發(fā)電比重力爭(zhēng)達(dá)到50%”還是“爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”，以風(fēng)電和光伏為代表的可再生能源占比將呈幾何式增長(zhǎng)，這對(duì)抽水蓄能電站的數(shù)量和質(zhì)量都提出了前所未有的迫切需求。國(guó)家能源局也將于近期啟動(dòng)全國(guó)新一輪抽水蓄能中長(zhǎng)期規(guī)劃編制工作，足見其必要性和緊迫性。
過去，我國(guó)抽水蓄能機(jī)組的關(guān)鍵技術(shù)受制于人，尤其是大容量、高水頭復(fù)雜抽水蓄能機(jī)組核心技術(shù)成了“難啃的骨頭”。長(zhǎng)龍山抽水蓄能機(jī)組的研制成功，使我國(guó)抽水蓄能技術(shù)研發(fā)到達(dá)了世界極限，將“大國(guó)重器”核心關(guān)鍵技術(shù)牢牢地掌握在自己手中。未來，越來越多的國(guó)產(chǎn)化抽水蓄能機(jī)組將會(huì)被安裝在祖國(guó)的大江南北，“中國(guó)制造”的抽水蓄能機(jī)組也將成為中國(guó)的一張新名片被世界熟知。
作者：于海江 王媛 鄔明俊
