國產(chǎn)大型抽水蓄能機組安裝調(diào)試關(guān)鍵技術(shù)

特約欄目主編| 陳泓宇（1975—），碩士，參與了天生橋二級電站、惠州抽水蓄能電站、清遠抽水蓄能電站、深圳抽水蓄能電站等的檢修運行和建設(shè)技術(shù)管理工作，成功策劃“大型抽水蓄能電站設(shè)計與調(diào)試關(guān)鍵技術(shù)”“高水頭抽水蓄能電站一洞四機同時甩負荷技術(shù)”等專題。2011年全過程參與了清遠抽水蓄能電站機電建設(shè)，成功組織開展了電站四機同時甩負荷試驗；2017年初參與深圳抽水蓄能電站，在安裝調(diào)試期間提前發(fā)現(xiàn)和解決了較多機電設(shè)備隱患問題，基本實現(xiàn)了深圳抽水蓄能電站1號機組國產(chǎn)機組無缺陷投產(chǎn)目標。

大型抽水蓄能機組與常規(guī)水電機組相比較，最主要的特點就是：大容量、高轉(zhuǎn)速、頻繁啟停、正反轉(zhuǎn)、啟?？?，運行工況復雜，機組不僅要承受高轉(zhuǎn)速下的高負荷，而且要承受在啟停、正反轉(zhuǎn)過程中的交變負荷，工況轉(zhuǎn)換中的沖擊負荷，因此對設(shè)計、制造、安裝、運維的要求都非常高。2003年以來，國產(chǎn)化水泵水輪機、發(fā)電電動機技術(shù)得到高速發(fā)展，在國內(nèi)一些項目執(zhí)行過程中出現(xiàn)了一些質(zhì)量問題，國內(nèi)抽水蓄能電站共計發(fā)生嚴重及以上缺陷及隱患近千個，以發(fā)電機和水輪機設(shè)備居多，其中發(fā)電機方面的問題比較集中，部分問題在多個電站都有出現(xiàn)，屬于家族性問題，通過多年的實踐所積累的經(jīng)驗與教訓，目前國內(nèi)廠家已較為全面、深入地掌握了這項技術(shù)，這些成熟的技術(shù)設(shè)計已經(jīng)應用于深圳、績溪、敦化等項目上。本專欄主要以深圳抽水蓄能電站項目為研究對象，收集了設(shè)計、制造和安裝調(diào)試過程中的重大研究成果，為后續(xù)項目提供良好的借鑒。

深圳抽水蓄能電站項目是南方電網(wǎng)第一個機組設(shè)備國產(chǎn)化項目，也是第一次采用東電水泵水輪機和哈電發(fā)電電動機分兩廠供貨的模式，并且是第一次由國內(nèi)主機廠家負責啟動調(diào)試的項目。深圳抽水蓄能電站單機容量（發(fā)電工況）300MW，總裝機容量1200MW，1號機組于2017年9月18日開始進行動態(tài)調(diào)試，35天完成所有調(diào)試項目并順利投產(chǎn)。深圳抽水蓄能電站在其他國產(chǎn)類似項目的經(jīng)驗上，并在設(shè)計安裝調(diào)試階段對系統(tǒng)問題進行認真評估、分析并及時采取措施，成功避免了一系列質(zhì)量問題發(fā)生，1號機組整組啟動試運行實現(xiàn)了一次啟動成功、一次并網(wǎng)成功、一次抽水成功、所有工況轉(zhuǎn)換均一次性成功，機組運行性能穩(wěn)定、可靠，無三漏現(xiàn)象，基本實現(xiàn)了零缺陷投產(chǎn)的目標。

本專欄主要收集深圳抽水蓄能電站項目在主機設(shè)計、安裝調(diào)試上的7篇文章，匯總整理了深圳抽水蓄能電站主機設(shè)備的設(shè)計制造、安裝調(diào)試階段發(fā)生的主要問題。《淺談對大型抽水蓄能機組頂蓋螺栓預緊力的認識》綜合分析并對比了各主機廠的設(shè)計標準，總結(jié)出了螺栓連接的預緊力、殘余預緊力以及工作載荷問題；《大型抽水蓄能機組勵磁引線穿軸結(jié)構(gòu)設(shè)計改進》詳細總結(jié)了各電站勵磁穿軸引線結(jié)構(gòu)設(shè)計特點之間的關(guān)系，通過對穿軸引線“接觸電流密度”的計算，分析了穿軸部位引線出現(xiàn)故障原因，并提出了相關(guān)建議，同時介紹了相關(guān)電站穿軸引線結(jié)構(gòu)改進方案；《大型國產(chǎn)抽水蓄能發(fā)電機安裝調(diào)試過程設(shè)計優(yōu)化綜述》總結(jié)分析了深圳抽水蓄能電站發(fā)電機設(shè)計、制造和安裝調(diào)試主要問題和解決方案；《深圳抽水蓄能電站首臺機甩負荷試驗關(guān)鍵技術(shù)研究》對首臺機組甩負荷的試驗數(shù)據(jù)進行分析研究，驗證了該電站過渡過程的數(shù)據(jù)建模、仿真計算和導葉關(guān)閉規(guī)律的可靠性和準確性；《深圳抽水蓄能電站發(fā)電電動機磁極掛裝工藝淺析》全面介紹了國產(chǎn)抽水蓄能項目首次采用厚環(huán)板磁極的結(jié)構(gòu)特點、磁極掛裝工裝的應用、磁極掛裝過程中的注意事項以及磁極掛裝過程中遇到的問題；《大型抽水蓄能導葉止推裝置關(guān)鍵技術(shù)分析》對各電站導葉止推裝置應用情況進行比較分析，說明采用縱橫向承載力更大、拉伸強度大的材質(zhì)和優(yōu)化止推裝置的設(shè)計更穩(wěn)妥；《充水保壓蝸殼與混凝土的聯(lián)合受力仿真分析》完整模擬了蝸殼的保壓澆筑和運行流程，并與蝸殼單獨承受所有載荷的應力變形計算結(jié)果對比，為更精準的充水保壓蝸殼設(shè)計和強度校核提供依據(jù)。希望本專欄對后續(xù)電站提供有益參考，并及時對存在同樣問題的機組進行整改，防患于未然。

最后，感謝國內(nèi)知名專家魏炳漳、何少潤，哈電和東電的技術(shù)大師在本專欄編寫過程中的指導和寶貴意見，及國內(nèi)其他專家、學者的大力支持，感謝《水電與抽水蓄能》對本專欄出版做出的大量細致專業(yè)的工作。