国产大型抽水蓄能机组安装调试关键技术

特约栏目主编| 陈泓宇（1975—），硕士，参与了天生桥二级电站、惠州抽水蓄能电站、清远抽水蓄能电站、深圳抽水蓄能电站等的检修运行和建设技术管理工作，成功策划“大型抽水蓄能电站设计与调试关键技术”“高水头抽水蓄能电站一洞四机同时甩负荷技术”等专题。2011年全过程参与了清远抽水蓄能电站机电建设，成功组织开展了电站四机同时甩负荷试验；2017年初参与深圳抽水蓄能电站，在安装调试期间提前发现和解决了较多机电设备隐患问题，基本实现了深圳抽水蓄能电站1号机组国产机组无缺陷投产目标。

大型抽水蓄能机组与常规水电机组相比较，最主要的特点就是：大容量、高转速、频繁启停、正反转、启停快，运行工况复杂，机组不仅要承受高转速下的高负荷，而且要承受在启停、正反转过程中的交变负荷，工况转换中的冲击负荷，因此对设计、制造、安装、运维的要求都非常高。2003年以来，国产化水泵水轮机、发电电动机技术得到高速发展，在国内一些项目执行过程中出现了一些质量问题，国内抽水蓄能电站共计发生严重及以上缺陷及隐患近千个，以发电机和水轮机设备居多，其中发电机方面的问题比较集中，部分问题在多个电站都有出现，属于家族性问题，通过多年的实践所积累的经验与教训，目前国内厂家已较为全面、深入地掌握了这项技术，这些成熟的技术设计已经应用于深圳、绩溪、敦化等项目上。本专栏主要以深圳抽水蓄能电站项目为研究对象，收集了设计、制造和安装调试过程中的重大研究成果，为后续项目提供良好的借鉴。

深圳抽水蓄能电站项目是南方电网第一个机组设备国产化项目，也是第一次采用东电水泵水轮机和哈电发电电动机分两厂供货的模式，并且是第一次由国内主机厂家负责启动调试的项目。深圳抽水蓄能电站单机容量（发电工况）300MW，总装机容量1200MW，1号机组于2017年9月18日开始进行动态调试，35天完成所有调试项目并顺利投产。深圳抽水蓄能电站在其他国产类似项目的经验上，并在设计安装调试阶段对系统问题进行认真评估、分析并及时采取措施，成功避免了一系列质量问题发生，1号机组整组启动试运行实现了一次启动成功、一次并网成功、一次抽水成功、所有工况转换均一次性成功，机组运行性能稳定、可靠，无三漏现象，基本实现了零缺陷投产的目标。

本专栏主要收集深圳抽水蓄能电站项目在主机设计、安装调试上的7篇文章，汇总整理了深圳抽水蓄能电站主机设备的设计制造、安装调试阶段发生的主要问题。《浅谈对大型抽水蓄能机组顶盖螺栓预紧力的认识》综合分析并对比了各主机厂的设计标准，总结出了螺栓连接的预紧力、残余预紧力以及工作载荷问题；《大型抽水蓄能机组励磁引线穿轴结构设计改进》详细总结了各电站励磁穿轴引线结构设计特点之间的关系，通过对穿轴引线“接触电流密度”的计算，分析了穿轴部位引线出现故障原因，并提出了相关建议，同时介绍了相关电站穿轴引线结构改进方案；《大型国产抽水蓄能发电机安装调试过程设计优化综述》总结分析了深圳抽水蓄能电站发电机设计、制造和安装调试主要问题和解决方案；《深圳抽水蓄能电站首台机甩负荷试验关键技术研究》对首台机组甩负荷的试验数据进行分析研究，验证了该电站过渡过程的数据建模、仿真计算和导叶关闭规律的可靠性和准确性；《深圳抽水蓄能电站发电电动机磁极挂装工艺浅析》全面介绍了国产抽水蓄能项目首次采用厚环板磁极的结构特点、磁极挂装工装的应用、磁极挂装过程中的注意事项以及磁极挂装过程中遇到的问题；《大型抽水蓄能导叶止推装置关键技术分析》对各电站导叶止推装置应用情况进行比较分析，说明采用纵横向承载力更大、拉伸强度大的材质和优化止推装置的设计更稳妥；《充水保压蜗壳与混凝土的联合受力仿真分析》完整模拟了蜗壳的保压浇筑和运行流程，并与蜗壳单独承受所有载荷的应力变形计算结果对比，为更精准的充水保压蜗壳设计和强度校核提供依据。希望本专栏对后续电站提供有益参考，并及时对存在同样问题的机组进行整改，防患于未然。

最后，感谢国内知名专家魏炳漳、何少润，哈电和东电的技术大师在本专栏编写过程中的指导和宝贵意见，及国内其他专家、学者的大力支持，感谢《水电与抽水蓄能》对本专栏出版做出的大量细致专业的工作。