随着12月10日西藏旁多水利枢纽工程首台机组顺利投产发电的消息传出,国产亚洲最高海拔水轮发电机组浮出水面。旁多水利枢纽工程是国家西部大开发十周年确定的23个开工项目之一,是西藏和平解放以来投资规模最大的水利枢纽工程,被誉为西藏的三峡工程。
机组总装机容量为160MW,水轮机型号为HLD420D-LJ-318,水轮发电机型号为SF40-32/6800,由东方电气集团东风电机有限公司承制,具有完全自主知识产权。
“旁多水利枢纽工程创造了多项之最:防渗墙世界最深、高海拔地区库容最大、高海拔地区单机容量最大、高海拔地区输水隧洞最长、水头变幅亚洲第一。” 东方电气东风电机有限公司副总经理邓凤舞介绍说。
目前,世界各地河流梯级开发已趋于枯竭,行业内产能过剩,竞争异常激烈,利润空间很小,仅一些存在着很大开发难度的流域还有待开发,如青藏高原等高海拔地区。由于高海拔地区气候条件相当恶劣,昼夜温差大、气温低、空气稀薄,从而对发电机组的结构型式、材料选取、通风冷却方式、绝缘电气性能等提出一系列新的课题。
据统计,国内外高海拔地区运行的水轮发电机组屈指可数,旁多水利枢纽安装高程为4022.58米,总装机4×40MW,这对水轮机转轮的汽蚀和稳定性提出了挑战;由于地震烈度大,因此必须考虑地震载荷对机组受力部件,如水轮机座环、顶盖、发电机机座等的影响,考虑最恶劣情况下的受力组合,并进行有限元分析;而对于高海拔地区的水轮发电机组,海拔每上升100米,绝缘能力约下降1%,该项目地处4000多米的高海拔地区,其绝缘强度较常规机组下降约45%;随着大气压力和大气温度的降低,导致冷却空气密度下降,在机组散热面积和热负荷保持不变的情况下,其通风系统的设计必须考虑增加机组内空气流量及各风路风量分配等问题。
“在签订旁多电站水轮发电机组合同后,公司高度重视,成立了专家团队对机组进行研发,采用了多项新型结构、新技术、新工艺,如进行模型试验研制了适用的水轮机D420D新转轮;水轮发电机采用小弹簧支撑的半伞式轴承,定子采用VPI真空浸漆工艺,采用无风扇通风系统等等。”邓凤舞说。投产实践证明,首台机组运行噪音小、震动摆度小、瓦温低,各项指标都优于设计值和国家标准,具有较高的技术和经济价值。