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解码“西电东送”国家重大工程白鹤滩水电站

更新时间:2021-09-14

  全球在建规模最大、单机容量最大、技术难度最高的水电工程——金沙江白鹤滩水电站首批2台机组28日投产发电。

  白鹤滩水电站总装机容量1600万千瓦,是我国实施“西电东送”的国家重大工程。水电站大坝为300米级特高混凝土双曲拱坝,共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组。发电机组实现了我国高端装备制造的重大突破。

  白鹤滩水电站位于四川省宁南县和云南省巧家县交界处金沙江干流河段,是三峡集团在金沙江下游建设的四座巨型梯级水电站——乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝中的第二级,开发任务以发电为主,兼具防洪、改善航运、促进地方经济社会发展。

  电站主体工程2017年7月全面开工建设,全部机组将于2022年7月投产发电,多年平均发电量624.43亿千瓦时,相当于每年可节约标煤约1968万吨,减少排放二氧化碳5160万吨,将与三峡、葛洲坝以及金沙江乌东德、溪洛渡、向家坝水电站一起,构成世界最大的清洁能源走廊。

  28日早上6点55分左右,金沙江白鹤滩水电站首批机组完成了72小时带负荷连续试运行,将正式投产发电。白鹤滩水电站共安装16台单机容量100万千瓦水轮发电机组,这是目前世界上单机容量最大的水电机组。据了解,首批机组投产后发出的电力将主要送往江苏、浙江,助力长三角地区经济发展。

  三峡集团白鹤滩工程建设部主任汪志林介绍:这么庞大的机组,转一圈能发多少电呢?按照我们的计算,转轮每转一圈可发电约150度,相当于一个普通家庭一个月的用电量。单台机组每分钟就能发电近1.7万度。

  白鹤滩水电站首次采用完全由我国设计制造的百万千瓦级水轮发电机组,这实现了我国高端装备制造的重大突破。单机容量百万千瓦是什么概念呢?这意味着,一台白鹤滩水轮发电机组,运行一个小时,就可以发出100万度电。整个白鹤滩水电站一共设计安装了16台百万千瓦机组,全部为我国自主研发制造。

  由于白鹤滩百万千瓦机组采用了多项世界首创的新技术,它的研制难度远大于世界上在建和投运的任何机组,被誉为世界水电行业的“珠穆朗玛峰”。机组的成功投产将大幅推动整个水电行业的发展,也标志着我国正逐步成为世界水电创新的中心。

  哈尔滨电气集团有限公司党委副书记、总经理吴伟章称:由于我们有了100万的机组技术,把整个产业链全带动起来了,包括加工设备的设备机床,还有原材料、配套件等等。白鹤滩机组的投运,标志着我们水电发电设备的技术达到世界先进水平,将来我们国家再做大的这种工程的时候,技术完全掌握在自己手里。

  白鹤滩水电站地处金沙江干热河谷地带,工程规模巨大,地质条件复杂,工程建设还攻下了多个技术难关,例如复杂地形地质条件下,建造不对称特高拱坝;1650万吨拱坝水推力下,确保拱坝坝肩稳定;高烈度地震区,确保300米级高拱坝抗震安全;窄河谷、大泄量条件下解决泄洪消能等问题。

  据记者了解,白鹤滩水电站左岸8台100万千瓦机组由东方电气集团东方电机有限公司研制。而在首批投产发电的机组里,由东方电气集团研制的1号机组各项参数优异。水轮机最优效率达到96.7%,发电机额定效率超过99%,是世界效率指标最高的水轮发电机组。

  同时,机组定子绕组温升不超过63K,转子绕组温升不超过58K,为水电行业最严格的温升控制水平;额定电压24千伏,为水电行业最高电压等级。

  据东方电机工艺部相关负责人邹应冬介绍,白鹤滩发电机核心部件定子线棒、转子线圈、定子冲片的生产制造,采用了数字化车间生产,生产效率大幅提高,运营成本大幅降低 ,产品研制周期大幅缩短,产品不良品率和能耗大幅降低。优良的冲片质量,确保定子、转子现场叠装后参数指标远优于精品标准要求。

  据了解,此次运行机组转动部件由上万个零部件构成,重达2600吨。但在总装后却实现了“零配重”,成为全球首个巨型水轮发电机组不需试运行配重即满足精品指标的案例,也是水电史上首个“零配重”机组,被业内专家誉为极品机组。

  白鹤滩水电站是金沙江下游四座梯级电站中库容最大、梯级效益最为显著的水电站,是长江防洪体系的重要组成部分。“水电站预留防洪库容75亿立方米,相当于525个杭州西湖,长江中下游再添一道来自金沙江下游的防洪屏障。”三峡集团白鹤滩工程建设部技术管理部主任王玮说。

  据测算,白鹤滩水电站投产后,年发电量将达到600亿千瓦时,每年可节约标煤约1968万吨,减少排放二氧化碳5160万吨、二氧化硫17万吨。“白鹤滩水电站核心技术均为自主研制,全部机组投产发电后,将成为仅次于三峡水电站的世界第二大水电站。”三峡集团白鹤滩工程建设部党委书记何炜说。

  金沙江,穿行于高山深谷。狭窄蜿蜒、滩多坡陡、水流湍急……曾经仅靠河道整治无法实现全面通航。白鹤滩水电站全部建成投产后,还可增加下游河段枯水期河道流量,改善航道通航条件。

  工程建设惠及的不仅是库区移民,还改善了当地交通、通信等基础设施和教育卫生条件,创造了近十万个工作岗位,改变了两岸少数民族聚居区,经济基础薄弱,群众生活水平较低的困境,为地方经济发展注入新动能。三峡集团先后向川滇两省累计投入帮扶资金46.5亿元,直接和间接受益人口超过27万人。电站建设和运行期还将给当地带来稳定税收,为乡村振兴提供有力支撑。