國產大型抽水蓄能機組安裝調試關鍵技術

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技術管理工作，成功策劃“大型抽水蓄能電站設計與調試關鍵技術”“高水頭抽水蓄能電站一洞四機同時甩負荷技術”等專題。2011年全過程參與了清遠抽水蓄能電站機電建設，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，在安裝調試期間提前發現和解決了較多機電設備隱患問題，基本實現了深圳抽水蓄能電站1號機組國產機組無缺陷投產目標。

大型抽水蓄能機組與常規水電機組相比較，最主要的特點就是：大容量、高轉速、頻繁啟停、正反轉、啟停快，運行工況復雜，機組不僅要承受高轉速下的高負荷，而且要承受在啟停、正反轉過程中的交變負荷，工況轉換中的沖擊負荷，因此對設計、制造、安裝、運維的要求都非常高。2003年以來，國產化水泵水輪機、發電電動機技術得到高速發展，在國內一些項目執行過程中出現了一些質量問題，國內抽水蓄能電站共計發生嚴重及以上缺陷及隱患近千個，以發電機和水輪機設備居多，其中發電機方面的問題比較集中，部分問題在多個電站都有出現，屬于家族性問題，通過多年的實踐所積累的經驗與教訓，目前國內廠家已較為全面、深入地掌握了這項技術，這些成熟的技術設計已經應用于深圳、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，收集了設計、制造和安裝調試過程中的重大研究成果，為后續項目提供良好的借鑒。

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

本專欄主要收集深圳抽水蓄能電站項目在主機設計、安裝調試上的7篇文章，匯總整理了深圳抽水蓄能電站主機設備的設計制造、安裝調試階段發生的主要問題。《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計標準，總結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構設計改進》詳細總結了各電站勵磁穿軸引線結構設計特點之間的關系，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故障原因，并提出了相關建議，同時介紹了相關電站穿軸引線結構改進方案；《大型國產抽水蓄能發電機安裝調試過程設計優化綜述》總結分析了深圳抽水蓄能電站發電機設計、制造和安裝調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鍵技術研究》對首臺機組甩負荷的試驗數據進行分析研究，驗證了該電站過渡過程的數據建模、仿真計算和導葉關閉規律的可靠性和準確性；《深圳抽水蓄能電站發電電動機磁極掛裝工藝淺析》全面介紹了國產抽水蓄能項目首次采用厚環板磁極的結構特點、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鍵技術分析》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、拉伸強度大的材質和優化止推裝置的設計更穩妥；《充水保壓蝸殼與混凝土的聯合受力仿真分析》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果對比，為更精準的充水保壓蝸殼設計和強度校核提供依據。希望本專欄對后續電站提供有益參考，并及時對存在同樣問題的機組進行整改，防患于未然。

最后，感謝國內知名專家魏炳漳、何少潤，哈電和東電的技術大師在本專欄編寫過程中的指導和寶貴意見，及國內其他專家、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的工作。