工程能力

超级水电站惊艳世界

中国最新的超级水电项目——白鹤滩是世界上最大的“清洁能源走廊’的最后一环

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2022年12月20日,历时13年的建设,白鹤滩水电站全面并网发电。其总装机容量为1600万千瓦,是中国“清洁能源走廊”的最后一环。该走廊是指沿长江及其支流金沙江建造的六级巨型水电站,它们为中国清洁能源的发展做出了重大贡献。

白鹤滩水电站位于金沙江下游,是世界第二大水电站,仅次于位于“走廊“下游1300公里处的2250万千瓦的三峡水电站 。该电厂在各个方面创造多项纪录。其中水轮机组的单机容量100万千瓦,是目前世界上单机容量最大的水轮发电机组。

巨无霸水轮机

在大型水力发电项目中,水轮机的尺寸很重要。使用更大单机容量的机组可减少装机数量,并降低安装、维护和运营成本,从而提高发电效率。白鹤滩水轮机的峰值转换效率高达96.97%,是目前世界上转换率最高的发电机组

水轮机现场安装
设计和建造空前规模的水轮机是一项重大的技术挑战,从单台50米高、重达8,000吨的巨无霸水轮机开始,SKF的专业知识在白鹤滩项目的多个设备发挥了作用。如果说转子是水轮机的“心脏”,那么导水机构相当于水轮机的“咽喉”,它在运行中控制进水的流量和方向,然后让水流经水轮机核心部位重达2,000吨的转子。因此,对机组的稳定性、安全性、可靠性和效率至关重要。
白鹤滩导水机构
导水机构设计的一项关键性能指标是其运动部件周围的泄漏量。该水轮机制造商使用SKF密封技术,将理论的导叶立面漏水量降低到只有常规结构的1/10,总漏水量只有要求值的50%。
水轮机导叶的安装
常用的圆柱形导水机构位于蜗壳座环内。导叶衬套密封在防止压力水泄漏和阻止泥沙进入轴颈起着关键作用。如果衬套磨损,轴颈的上部、中部和下部就会不同心,导致导叶立面间隙增大,漏水量也会增加,将极大影响水能转换效率。
导叶轴颈间隙检查
白鹤滩项目所选用的SKF H-ECOPUR导叶密封材料是一种耐水解的热塑性聚氨酯弹性体,其耐磨性很好,压缩变形低,抗撕裂强度高。同时,SKF还提供了直径3.4米的浮动环密封,采用G-ECOPUR特殊的浇铸式聚氨酯,这种材料非常适合现场焊接分体式密封圈。焊接完成后的密封性能可以达到整圈密封的使用性能。
SKF导叶密封
大尺寸分体密封的现场焊接

力拔千钧的启闭机

白鹤滩水电站拦河坝为混凝土双曲拱坝,坝宽为72米,坝高289米,相当于100层楼高。可容纳超过200亿立方米的水5,大坝承受的最大水推力达1650万吨。

使用更大单机容量的机组可减少装机数量,并降低安装、维护和运营成本,从而提高发电效率

大坝设计用于在极端条件下安全运行,包括万年一遇的特大洪水。白鹤滩水电站泄洪建筑物由坝身6个表孔、7个深孔和左岸3条泄洪洞组成。白鹤滩进水塔采用岸塔式设计,依次布置有分层取水闸门、检修闸门、快速事故闸门三道闸门,其中,快速闸门可在动水情况下4分钟内快速落下封闭孔口,切断水流。

白鹤滩水电站试验性泄洪
快速闸门由世界上最大的液压启闭机来操作。巨大的液压缸内径0.95米,外径1.19米,配备有一根直径为0.45米的陶瓷涂层活塞杆,运行时最大推力可达12500千牛顿,能够一次性提起约800辆家用轿车,是名副其实的“大力士”。

SKF为白鹤滩启闭机提供的新一代水电专用球面滑动轴承保证了闸门运动的稳定性。这种轴承由镶嵌有干摩擦润滑剂的铜合金外圈和不锈钢的内圈组成,具有承载能力高、摩擦力矩低、耐腐蚀、使用寿命长以及设计紧凑等特点。

SKF新一代水电专用球面滑动轴承
启闭机还采用了SKF其他多种密封技术,可以防止液压缸内的液压介质的泄漏和保持系统工作压力,并保护液压缸内部部件在大坝周围恶劣潮湿的运行条件下免受腐蚀和磨损。 SKF ECOPUR S SFW是为启闭机活塞杆上的最新陶瓷涂层而开发的。这种材料具有优异的抗摩擦和抗爬行性能,泄漏量极低,并且可以适应比常规材料更大的表面粗糙度。对于白鹤滩启闭机,SKF还提供包括V形组合密封、防尘圈和导向环的整体液压缸解决方案。
SKF 为大型重载启闭机提供的密封解决方案
用于陶瓷活塞杆的密封材料S-ECOPUR S SFW
安全、经济、可再生和清洁的水电能源在中国能源发展中发挥着至关重要的作用。新建成的白鹤滩水电站的每台巨型水轮机大大小小零部件加起来超过100万个,仅导水机构就由7,300个零件组成。尽管SKF的密封只是其中的一小部分,但却对机组效率起着至关紧要的作用。此外,SKF密封系统和球面滑动轴承也是白鹤滩闸门启闭机的关键部件,确保世界第二大水电站的“大力士”准确无误地推动大坝闸门开合。

年均发电量相当于奥地利全年用电总量

白鹤滩水电站年均可发清洁电力624.43亿千瓦时,相当于瑞典2021年用电总量的一半,或奥地利全年用电总量,预计每年可节约煤炭1968万吨、减排二氧化碳5160万吨、减少烟尘排放22万吨。