中國儲能網(wǎng)訊:世界建設海水抽水蓄能電站的國家只有日本,而日本僅建設了一個電站,海水抽水蓄能電站是抽水蓄能電站的一種新型式,相關研究具有前瞻性。《水電發(fā)展"十三五"規(guī)劃》將"研究試點海水抽水蓄能"納入重點任務,要求加強關鍵技術研究,推動建設海水抽水蓄能電站示范項目,填補我國該項工程空白。
日本在沖繩島建造的世界第一座抽水蓄能試驗性電站已于1999年建成,裝機容量30MW。1991年開工、1999建成試運行,2003年正式投運,2011年日本發(fā)生大地震,沖繩人認為136m高程的蓄水池就像一個定時炸彈一樣懸在頭頂。綜合多種因素,2016年沖繩抽海水蓄能電站只能無奈關停。
利用大海作為下水庫具有下列特點:
(1)可節(jié)省建下水庫的費用。
(2)不受補水水量的限制,使得大型抽水蓄能電站選址較容易。
(3)下水庫的水位變化為潮水變化,使水泵最高揚程與發(fā)電最小水頭之比較常規(guī)淡水抽水蓄能站小,有利于水泵水輪機的設計,使機組綜合效率較高。
(4)能建在靠近負荷中心或抽水電源處,有利于輸電和系統(tǒng)運行。
利用海水也會遇到一系列新的技術問題,例如海水對金屬材料的腐蝕、海洋生物的附著、海水對圍巖的浸滲、海水在空氣中的擴散及取水放水對環(huán)境的影響等。沖繩海水抽水蓄能電站采用了大量新技術:
1)轉(zhuǎn)輪、導葉采用奧氏體不銹鋼鑄鋼中添加2%~3%的鉬,并 在鑄造時吹氮的SCS16A鋼材。
2)上蓋、下蓋等表面水流流速高又靠近旋轉(zhuǎn)部件處采用含碳量低的奧體氏不銹鋼SUS316L。
3)上蓋、下蓋、蝸殼、尾水管等水泵水輪機的固定結構件處設置防電蝕用的電極;為使轉(zhuǎn)輪等轉(zhuǎn)動件也具有防電蝕作用,將電刷裝于主軸,其固定部分接地。
4)蝸殼、尾水管等碳素鋼構件的過水面上設置薄玻璃板,用涂料進行耐鹽噴涂。
5)機組采用“海水—淡水熱交換冷卻方式”,即水輪機、發(fā)電機的冷卻以淡水作為一次冷卻水進行閉環(huán)循環(huán),通過熱交換器用海水作二次冷卻水進行冷卻。
6)采用自動渦流過濾器,且裝設能自動摘除附著于部件上的雜物的裝置。
7)用于海水系統(tǒng)的配管分別采用SUS管、玻璃纖維強化塑料管和樹脂襯管;用法蘭盤連接結構;用無公害的防污涂料進行防污處理。
8)上水庫表面鋪設2mm的合成橡膠防水層。
9)壓力管道采用玻璃纖維強化塑料管及玻璃纖維強化塑料灰漿管。
我國海岸線很長,靠海邊也有些優(yōu)良的站址,如青島嶗山,但由于缺淡水,補給水源很困難而未開發(fā)。若能在海水抽水蓄能技術上有所突破,也可以使抽水蓄能電站站址選擇范圍大大拓寬。如海水中的海生物容易附著在金屬結構表面,影響過流部分的過流條件,影響機組出力,降低轉(zhuǎn)動部件的靈活度,而且海生物的附著力極強。防海洋生物技術的應用也很重要,目前主要采用兩種方法:(1)過流表面涂敷能殺死海生物的涂料;(2)電解海水,產(chǎn)生毒性氯離子,抑制海生物附著。而防止海水腐蝕措施,其中主要措施有:(1)合理選擇材料,關鍵金屬部位采用Cr、Mo含量較高甚至還含有Ni的不銹鋼;(2)所有與海水接觸的普通鋼部件表面應涂敷一層耐海水腐蝕的涂料;(3)采用陰極保護技術;(4)發(fā)電機防海水腐蝕技術等。
總之,海水抽水蓄能目前不具規(guī)?;_發(fā)條件,僅適用特定的分布式微網(wǎng)場景、中小型。但從長遠來說,隨著技術進步和區(qū)域電網(wǎng)發(fā)展需要,海水抽水蓄能篩選出建設條件相對較好的站點研究和試點也是有必要的。在市場經(jīng)濟的環(huán)境中,市場需求是第一位的,今天在發(fā)達國家出現(xiàn)的問題,也就是明天我國將面臨的問題。面對全球化的趨勢,這些問題可能會提早來臨,我們應未雨綢繆,及時關注新動向,及早研究新課題。關注海水腐蝕防止技術和防海生物附著技術。