日前，中國水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)在廣州組織鑒定專家組赴梅州抽水蓄能電站二期工程現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)地核查項(xiàng)目成果 “VM160抽蓄電站空壓機(jī)”運(yùn)行情況，召開“抽水蓄能電站國產(chǎn)首臺(tái)套中壓空壓機(jī)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用” 項(xiàng)目科技成果鑒定會(huì)。經(jīng)與會(huì)專家嚴(yán)格評(píng)審，該成果被認(rèn)定達(dá)到整體國際領(lǐng)先水平，標(biāo)志著我國在抽水蓄能關(guān)鍵裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破，徹底打破國外品牌長(zhǎng)期技術(shù)壟斷與市場(chǎng)壁壘，有力促進(jìn)國產(chǎn)關(guān)鍵能源技術(shù)裝備加速向高端化、綠色化、智能化升級(jí)。
本次鑒定委員會(huì)陣容權(quán)威，涵蓋中國水力發(fā)電學(xué)會(huì)、機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)、水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、清華大學(xué)等單位的16位行業(yè)相關(guān)專業(yè)頂尖專家，確保了鑒定過程的專業(yè)性。
現(xiàn)場(chǎng)查驗(yàn)：設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，性能達(dá)標(biāo)獲認(rèn)可
在梅州抽水蓄能電站二期項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，專家組重點(diǎn)檢查了VM160中壓無油壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。“該設(shè)備自2024年11月安裝投運(yùn)以來，至今穩(wěn)定運(yùn)行無故障，為電站機(jī)組水泵工況啟動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速系統(tǒng)控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)提供了可靠的中壓氣源保障。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、南網(wǎng)儲(chǔ)能公司生產(chǎn)技術(shù)部副總經(jīng)理雷興春介紹。
現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，VM160抽蓄電站空壓機(jī)運(yùn)行振動(dòng)不大于10毫米/秒，噪音不大于85分貝，遠(yuǎn)優(yōu)于同類進(jìn)口設(shè)備振動(dòng)不大于25毫米/秒、噪音不大于97分貝 的指標(biāo)。該電機(jī)采用IE5一級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)，較進(jìn)口設(shè)備的IE3三級(jí)能效節(jié)能 5%至7%，且實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)免維護(hù)，無需定期更換軸承、皮帶或添加潤滑油，顯著降低了運(yùn)維成本。這些關(guān)鍵性能的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，為鑒定會(huì)議的評(píng)審提供了扎實(shí)的實(shí)證依據(jù)。
會(huì)議肯定：技術(shù)突破三大創(chuàng)新構(gòu)建核心競(jìng)爭(zhēng)力
鑒定會(huì)議上，項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)全面匯報(bào)了技術(shù)攻關(guān)成果。專家組經(jīng)質(zhì)詢討論認(rèn)為，該項(xiàng)目圍繞抽水蓄能電站特點(diǎn)，構(gòu)建了高效直驅(qū)、耐蝕無油與數(shù)字化運(yùn)維的一體化方案，形成四大核心創(chuàng)新點(diǎn)：
創(chuàng)新1：首創(chuàng)同軸直驅(qū)一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定可靠運(yùn)行
提出了中壓空壓機(jī)電機(jī)與曲軸同軸硬連接結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了扭振-熱變形協(xié)同控制與整機(jī)模態(tài)設(shè)計(jì)，減少了中間傳動(dòng)損耗，實(shí)現(xiàn)了傳動(dòng)鏈免維護(hù)，保障機(jī)組在補(bǔ)氣過程中保持壓力穩(wěn)定。
創(chuàng)新2：自主研發(fā)高效三級(jí)壓縮主機(jī)，突破核心部件技術(shù)壁壘
創(chuàng)建了8.5兆帕三級(jí)壓縮系統(tǒng)，優(yōu)化了缸徑比及閥組結(jié)構(gòu)。研發(fā)了新型耐磨合金閥組及自潤滑材料活塞環(huán)/導(dǎo)向環(huán)，實(shí)現(xiàn)了無油壓縮，通過1000小時(shí)頻繁啟停試驗(yàn)驗(yàn)證，連續(xù)無故障運(yùn)行超15000小時(shí)。
創(chuàng)新3：構(gòu)建全流程無油耐蝕氣路系統(tǒng)，攻克油氣水密封隔離難關(guān)
研發(fā)了全不銹鋼耐蝕氣路及"油-氣-水"完全隔離密封技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了壓縮腔與潤滑腔物理隔離；建立了在線取樣檢測(cè)與閉環(huán)反饋系統(tǒng)，保障壓縮空氣含油不大于0.001毫克/立方米，免除后端除油過濾。
創(chuàng)新4：建立智能診斷與電站協(xié)同控制體系，提升設(shè)備運(yùn)行的可靠性
構(gòu)建了多模態(tài)故障診斷模型，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備健康狀態(tài)在線診斷，支持自適應(yīng)啟停與預(yù)測(cè)性維保決策，保證了設(shè)備的全壽命周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。
自主研發(fā)：不僅要解決國外技術(shù)‘卡脖子’問題，更要立足抽蓄產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展需要優(yōu)化提高設(shè)備的綜合性能
2021年6月，南網(wǎng)儲(chǔ)能公司廣州啟安眾智公司聯(lián)合湖南啟軒機(jī)電設(shè)備公司、常州豐易達(dá)流體設(shè)備公司正式啟動(dòng)國產(chǎn)抽水蓄能電站空壓機(jī)的研制攻關(guān)。“早在2018年，我們就對(duì)國內(nèi)空壓機(jī)市場(chǎng)進(jìn)行了持續(xù)深入的調(diào)研，為國產(chǎn)裝備研制的項(xiàng)目實(shí)施打下基礎(chǔ)。‘雙碳’目標(biāo)戰(zhàn)略的提出給我們加快研制國產(chǎn)抽蓄電站空壓機(jī)扣響了‘發(fā)令槍’。”南網(wǎng)儲(chǔ)能公司廣州啟安眾智公司總經(jīng)理劉濤表示。
四年多的研制過程中，團(tuán)隊(duì)先后完成了技術(shù)路線選定、結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)、設(shè)備研發(fā)制造、產(chǎn)品工程應(yīng)用等攻關(guān)任務(wù)。“我們的新機(jī)研制不僅要解決國外技術(shù)‘卡脖子’問題，更要立足抽蓄產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展需要優(yōu)化提高設(shè)備的綜合性能。這要求對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都精益求精。”南網(wǎng)儲(chǔ)能公司廣州啟安眾智公司項(xiàng)目管理中心副總經(jīng)理張超介紹。以技術(shù)路線選定為例，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過全方面多維度的反復(fù)比選，最終選擇“中壓無油”技術(shù)路線。這種新路線不僅無需潤滑油參與空氣壓縮過程，消除了設(shè)備運(yùn)行后的除油環(huán)節(jié)，還簡(jiǎn)化了冷凝廢水處置，杜絕環(huán)境污染。
結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)是抽蓄電站空壓機(jī)研制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接決定國產(chǎn)裝備的運(yùn)行實(shí)效。與進(jìn)口抽蓄電站空壓機(jī)采取皮帶傳輸驅(qū)動(dòng)方式不同，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)用了“同軸直驅(qū)一體化架構(gòu)”。省去軸承皮帶的國產(chǎn)空壓機(jī)不僅把設(shè)備的傳動(dòng)效率提升至100%，還大幅降低了設(shè)備的維護(hù)成本。
團(tuán)隊(duì)研發(fā)的國產(chǎn)抽蓄電站空壓機(jī)的氣體壓強(qiáng)和壓縮速度分別達(dá)到8.5兆帕和每分鐘11.5立方米，其強(qiáng)度相當(dāng)于在1平方米的面積承受425輛汽車疊放在一起的壓力。
這意味著空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)受力和密封性能要接受極為嚴(yán)苛的考驗(yàn)。通過不斷優(yōu)化空壓機(jī)缸徑比和閥組結(jié)構(gòu)，團(tuán)隊(duì)自主研制出符合指標(biāo)要求、工作運(yùn)行高效的三級(jí)壓縮主機(jī)。“與進(jìn)口同型號(hào)空壓機(jī)對(duì)比，我們研制的空壓機(jī)關(guān)鍵性能指標(biāo)更優(yōu)，噪聲分貝、缸體振動(dòng)、電機(jī)振動(dòng)分別同比降低了約14%、32%、72%。”南網(wǎng)儲(chǔ)能公司廣州啟安眾智公司生產(chǎn)研發(fā)中心副總經(jīng)理王文輝告訴記者。據(jù)估算，在抽蓄電站實(shí)施該型空壓機(jī)的國產(chǎn)替代，30年的使用周期里最多可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益8100萬元。
行業(yè)意義：國產(chǎn)替代 + 產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)，助力新型能源體系建設(shè)
鑒定意見指出，該項(xiàng)目成果不僅實(shí)現(xiàn)了抽蓄能電站壓機(jī)的“國產(chǎn)自主可控”，顯著降低設(shè)備采購成本和備件周期，還相對(duì)進(jìn)口設(shè)備提升了關(guān)鍵性能。到2030年，我國抽水蓄能在運(yùn)規(guī)模將超過1.2億千瓦，VM160抽蓄電站空壓機(jī)的推廣應(yīng)用前景廣闊。目前，除梅州電站外，該設(shè)備已在南寧抽水蓄能電站實(shí)現(xiàn)工程化示范應(yīng)用，后續(xù)將進(jìn)一步拓展至需要相近中壓氣源場(chǎng)景中規(guī)模化應(yīng)用。該成果的落地將為我國抽水蓄能電站建設(shè)提供關(guān)鍵裝備支撐，對(duì)推動(dòng)能源領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)自主創(chuàng)新具有重要意義。
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