世界最高水頭天臺抽蓄項目首臺導水機構通過精品驗收
來(lai)源：哈爾濱電氣集團有限公司
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發布時間(jian)：2024-06-06
6月(yue)4日，哈電(dian)集(ji)團哈爾濱電(dian)機(ji)廠有(you)限(xian)責任公司研(yan)制(zhi)(zhi)的(de)天(tian)(tian)臺(tai)(tai)抽水(shui)蓄能機(ji)組首(shou)臺(tai)(tai)導(dao)(dao)水(shui)機(ji)構，順利(li)通過業主驗收(shou)。驗收(shou)結果表明，天(tian)(tian)臺(tai)(tai)導(dao)(dao)水(shui)機(ji)構的(de)導(dao)(dao)葉軸(zhou)孔(kong)同軸(zhou)度，以及活(huo)動導(dao)(dao)葉立面間隙、端面間隙、開(kai)度等數(shu)據，均(jun)達到優良(liang)標準。這是(shi)哈電(dian)電(dian)機(ji)繼成(cheng)功研(yan)制(zhi)(zhi)天(tian)(tian)臺(tai)(tai)1000兆帕級高(gao)強鋼(gang)引水(shui)鋼(gang)岔管之后(hou)，在(zai)該(gai)項(xiang)目上取得的(de)又一(yi)項(xiang)重大成(cheng)果。
天臺抽水蓄能電站額定水頭(tou)724米世界(jie)最高(gao)、單機容(rong)量(liang)425兆瓦(wa)國內(nei)最大(da)。為了(le)打造精品機組，哈電電機針對機組超(chao)高(gao)水頭(tou)、大(da)容(rong)量(liang)的特性(xing)，持續進行優化設計，極大(da)地提高(gao)了(le)機組運行效率、穩定性(xing)和安全性(xing)。
導(dao)(dao)水機(ji)構是(shi)機(ji)組(zu)水力通道(dao)組(zu)成部(bu)分(fen)的(de)核心(xin)部(bu)件之一，是(shi)控(kong)制進(jin)入(ru)機(ji)組(zu)水流方(fang)向(xiang)和(he)大(da)小的(de)裝置，主要作用(yong)是(shi)將蝸殼內的(de)水導(dao)(dao)入(ru)轉輪，通過導(dao)(dao)葉(xie)角度的(de)變化，以達到水能利(li)用(yong)的(de)最優化，對(dui)整個機(ji)組(zu)的(de)運行效(xiao)率、穩定性(xing)和(he)安(an)全性(xing)至關重要。
天臺導(dao)水機(ji)構高約4.3米，裝(zhuang)配(pei)(pei)外(wai)圓直徑6.96米，裝(zhuang)配(pei)(pei)總重(zhong)量達(da)254.2噸(dun)，其(qi)主件包括頂蓋(gai)、底環(huan)、導(dao)葉(xie)(xie)(xie)、控制環(huan)，以及導(dao)葉(xie)(xie)(xie)臂、連接(jie)板、連桿、偏心(xin)(xin)銷和連接(jie)銷等(deng)組成的傳動機(ji)構，具有尺(chi)寸大(da)(da)、噸(dun)位重(zhong)、在制周(zhou)期長(chang)等(deng)特點，其(qi)頂蓋(gai)、底環(huan)同心(xin)(xin)度，導(dao)葉(xie)(xie)(xie)端面間(jian)隙，立(li)面間(jian)隙等(deng)要求都非常嚴格，較以往同類機(ji)組導(dao)水機(ji)構的裝(zhuang)配(pei)(pei)難度更(geng)大(da)(da)。
頂蓋是(shi)導水(shui)機(ji)(ji)構(gou)最重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)部(bu)件之一，需要具有足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度和剛度，以承受(shou)機(ji)(ji)組(zu)運(yun)行(xing)過程中各個(ge)工況下的(de)(de)(de)(de)水(shui)壓力(li)，減小最大壓力(li)脈動及(ji)飛逸工況下產(chan)生的(de)(de)(de)(de)振(zhen)動。天臺機(ji)(ji)組(zu)作為目前(qian)額定水(shui)頭(tou)世界最高(gao)的(de)(de)(de)(de)抽(chou)水(shui)蓄(xu)能(neng)機(ji)(ji)組(zu)，其(qi)導水(shui)機(ji)(ji)構(gou)頂蓋承受(shou)壓力(li)，也是(shi)目前(qian)世界抽(chou)水(shui)蓄(xu)能(neng)機(ji)(ji)組(zu)中最大的(de)(de)(de)(de)。同時，由于機(ji)(ji)組(zu)轉速很(hen)高(gao)，各部(bu)件的(de)(de)(de)(de)直徑尺寸(cun)并未顯著增加(jia)，這給頂蓋、頂蓋與(yu)座環(huan)連接(jie)的(de)(de)(de)(de)設計帶來很(hen)大難(nan)度。
為(wei)滿足頂(ding)蓋(gai)對(dui)剛(gang)度、強度的(de)設計要(yao)求(qiu)，哈電電機(ji)在天臺頂(ding)蓋(gai)上(shang)采用(yong)了上(shang)法蘭結構(gou)，法蘭板采用(yong)了目前為(wei)止可(ke)軋制(zhi)的(de)最厚鋼(gang)板，并通過反復的(de)有(you)限元(yuan)剛(gang)強度及動態(tai)特性計算(suan)等優化結構(gou)，使其實現了在高水頭的(de)水泵(beng)及發電工況(kuang)均可(ke)滿足相(xiang)關要(yao)求(qiu)。
天臺導水機構頂(ding)蓋與(yu)座環連(lian)接螺栓(shuan)的(de)設(she)計也是難點之一。為滿足高壓力的(de)使(shi)用(yong)(yong)要求，哈電(dian)電(dian)機在天臺項目的(de)頂(ding)蓋與(yu)座環連(lian)接螺栓(shuan)制造上(shang)，首次(ci)采用(yong)(yong)了屈服強(qiang)度達到1000兆帕級的(de)鍛(duan)件材(cai)料。
此(ci)外，因水(shui)頭超高，機(ji)(ji)(ji)組運行時(shi)導(dao)葉水(shui)力(li)矩大，導(dao)水(shui)機(ji)(ji)(ji)構(gou)的(de)(de)操作也需要更(geng)大等級的(de)(de)接力(li)器(qi)和受(shou)力(li)更(geng)大的(de)(de)導(dao)水(shui)零(ling)件(jian)。如何在有(you)限的(de)(de)空(kong)間內，既滿足剛(gang)強度的(de)(de)要求，又保證導(dao)水(shui)機(ji)(ji)(ji)構(gou)各零(ling)件(jian)運動時(shi)不干涉，是天臺(tai)項目導(dao)水(shui)機(ji)(ji)(ji)構(gou)設(she)計(ji)必須破解的(de)(de)難點(dian)。哈電電機(ji)(ji)(ji)利用(yong)程序計(ji)算(suan)、零(ling)部件(jian)有(you)限元(yuan)剛(gang)強度分析、機(ji)(ji)(ji)構(gou)三維運動仿真等多種手段反復優(you)化，最(zui)終實現了導(dao)水(shui)機(ji)(ji)(ji)構(gou)結構(gou)的(de)(de)最(zui)優(you)設(she)計(ji)。
為了打造天臺精(jing)品(pin)導水機(ji)構，哈電電機(ji)緊緊圍(wei)繞精(jing)品(pin)制(zhi)造要求，嚴格按(an)照(zhao)準時化生產(chan)要求，以專(zhuan)題進(jin)度、大設備計(ji)劃(hua)、節點計(ji)劃(hua)為控制(zhi)點，合理排產(chan)工(gong)期(qi)，充分利用高精(jing)度車鏜一體的加工(gong)優(you)勢，確(que)保(bao)以最短周期(qi)完成加工(gong)任務。
在導(dao)水(shui)機(ji)(ji)構(gou)(gou)部件(jian)(jian)(jian)生產加工(gong)(gong)期間，哈電(dian)電(dian)機(ji)(ji)組織(zhi)承擔主攻生產任(ren)務的水(shui)電(dian)分廠與(yu)智能制造(zao)工(gong)(gong)藝部、質量檢(jian)測(ce)部等單位密切合(he)作(zuo)，為天(tian)臺(tai)(tai)首(shou)(shou)臺(tai)(tai)導(dao)水(shui)機(ji)(ji)構(gou)(gou)的精品制造(zao)提供(gong)了(le)(le)良好的技術(shu)支撐，不(bu)(bu)僅實(shi)現了(le)(le)天(tian)臺(tai)(tai)抽水(shui)蓄能首(shou)(shou)臺(tai)(tai)導(dao)水(shui)機(ji)(ji)構(gou)(gou)主件(jian)(jian)(jian)的加工(gong)(gong)進序不(bu)(bu)停，還(huan)保證(zheng)了(le)(le)各導(dao)水(shui)機(ji)(ji)構(gou)(gou)部件(jian)(jian)(jian)生產的目標節點，保證(zheng)了(le)(le)每個導(dao)水(shui)部件(jian)(jian)(jian)的加工(gong)(gong)精度與(yu)質量都(dou)達到精品要求。
為確(que)保天(tian)臺(tai)首臺(tai)導水(shui)機構的(de)投裝順利，哈電電機負責總裝配(pei)任務的(de)水(shui)電分廠針對總裝進度(du)要求，提前做好(hao)相關(guan)資源的(de)調配(pei)和平衡工作，明確(que)天(tian)臺(tai)首臺(tai)導水(shui)機構主件(jian)及相關(guan)配(pei)套(tao)件(jian)的(de)節(jie)點(dian)和成(cheng)套(tao)時間，實(shi)現了對重點(dian)設備、瓶頸設備的(de)合理安排和對生(sheng)產壓力的(de)有(you)效(xiao)分流。
裝配(pei)過程(cheng)中(zhong)，水電(dian)分廠成(cheng)立天臺(tai)(tai)導水裝配(pei)攻關(guan)團隊，充(chong)分借鑒(jian)以往(wang)抽水蓄能導水機構的(de)裝配(pei)經驗，合理分配(pei)攻關(guan)任務，提前預判過程(cheng)中(zhong)可能遇到的(de)問(wen)題(ti)，與工藝人員對裝配(pei)方(fang)案(an)進行優(you)化和改進，為(wei)天臺(tai)(tai)首(shou)臺(tai)(tai)導水機構廠內預裝的(de)高效優(you)質(zhi)完成(cheng)提供了有(you)力(li)保障(zhang)。