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浙江天臺抽水蓄能電站是國家“十四五”重點實施項目,電站總裝機容量170萬千瓦,共安裝4臺單機容量42.5萬千瓦可逆式水泵水輪發電機組,是我國單機容量最大的抽水蓄能電站。
“目前國內已投運單機容量最大抽水蓄能機組為40萬千瓦,天臺抽蓄選擇42.5萬千瓦的單機容量,能夠適度突破現有國內抽蓄機組容量水平,也能夠引領抽蓄行業發展和關鍵設備革新。”三峽建工所屬浙江天臺抽蓄公司副總經理姚亮說。
難題拋出以來,天臺抽蓄公司聯合華東院、哈爾濱電機廠、水電十四局等參建單位,秉承“精品機組、美麗機電”的理念,在機組設計、制造、安裝等環節,取得一次又一次新的突破。
第一步|機組制造安裝需要標準可循
面對超高水頭、更大容量的挑戰,首先要解決機組制造安裝無標準可循的問題。
抽水蓄能機組是一種可逆式水泵水輪發電機組,其核心部件包括轉輪、主軸、導水機構和定子、轉子、軸承等。在抽水模式下,機組旋轉發揮水泵作用,將下水庫的水抽至上水庫,轉化為勢能存儲;在發電模式下,上水庫的水流向下水庫,推動機組反方向旋轉發揮發電機作用,從而產生電能。

浙江天臺抽蓄電站機組示意圖
三峽建工作為三峽集團大水電和抽水蓄能建設實施主體,研發、制造、安裝了當今世界單機容量最大的百萬千瓦水輪發電機組,全球70萬千瓦以上的水輪機組三分之二由三峽建工建設投產。
“依托大水電、長龍山等抽蓄電站機組制造安裝積累的經驗,三峽建工組織制定了《浙江天臺抽水蓄能電站機組制造質量檢測標準》《浙江天臺抽水蓄能電站機組安裝質量檢測標準》等質量控制標準,為天臺抽蓄機組制造安裝提供了基本遵循。”三峽建工機電技術中心主任李海軍說。
第二步|克服機組設計制造多重考驗
盡管已制定了相關標準,但機組的生產制造仍面臨諸多挑戰。首先,機組更大容量意味著機組零部件需要更新升級。比如導水機構體積增大、重量變重,進水球閥活門變形量增大,水發聯軸長度變長,電機的電壓等級升高等。
為及時解決這些難題,三峽建工聯合機組制造廠商哈爾濱電機廠,定期召開機組設計聯絡會,對難點問題進行深入探討,提出解決方案。

浙江天臺抽蓄電站機組設計聯絡會
導水機構是機組水力通道的核心部件之一。天臺抽蓄電站機組導水機構高約4.3米,裝配外圓直徑6.96米,裝配總重量254.2噸。由于天臺抽蓄機組的額定水頭達到724米,為世界在建抽蓄最高,導水機構的核心部件頂蓋承受壓力也隨之增大,這給頂蓋及其與座環連接的設計帶來了很大難度。

浙江天臺抽蓄電站1號機組水車室
“為滿足高壓力的使用要求,機組在頂蓋與座環連接螺栓制造上,首次采用了屈服強度達到1000兆帕級的鍛件材料,證明了其在高壓環境下的可靠性。”哈爾濱電機廠天臺抽蓄項目負責人孫文介紹。
除此之外,在進水球閥、水發聯軸等設計制造方面,三峽建工機電技術中心、天臺抽蓄公司聯合哈爾濱電機廠,持續進行優化設計。根據國家相關規程規范和三峽企業標準,機組外觀尺寸、結合面間隙以及各部位的跳動等關鍵指標均符合技術標準要求,出廠驗收結果全面達到了優良標準。
第三步|機組安裝的“完美”控制法
機組完成制造出廠后,需要在電站現場進行組裝、吊裝等安裝工作。天臺抽蓄1號機組安裝節點共有10余個,持續時間約為15個月。
“從座環蝸殼吊裝開始,廠房就是我們的家。”天臺抽蓄公司工程管理部副主任專業師馬志忠打趣道,“機組安裝就像拼積木,每一個零部件都必須環環相扣、落在指定位置,偏差都是用毫米計算的。”
在機組安裝開始前,天臺抽蓄公司便秉持“精品機組、美麗機電”的要求,高起點推進前期準備工作。
以往模式下,地下廠房土建工程與機電設備安裝工程交叉施工,對機電設備安裝的精細化、無塵化要求影響較大。天臺抽蓄公司創新提出“先裝修、后機電”模式,先完成地下廠房安裝間和端副廠房裝修,為機電安裝營造美觀整潔的施工環境,提升設備安裝運行質量。

浙江天臺抽蓄電站地下廠房安裝間示意圖
2023年12月,天臺抽蓄1號機組埋件安裝工作正式啟動。
首個需要吊裝的大部件是座環蝸殼。通常情況下,一般先將座環、蝸殼在安裝間組裝焊接后吊入機坑,再將蝸殼延伸段吊入機坑與蝸殼連接完成組焊。天臺抽蓄另辟蹊徑,將座環、蝸殼與蝸殼延伸段在安裝間焊接成一個整體,再進行一次性吊裝。

浙江天臺抽蓄電站1號機組座環蝸殼焊接
“這種吊裝方法在國內抽水蓄能領域尚屬首次,與傳統方法相比,至少節省了十天工期。”天臺抽蓄公司工程管理部副主任專業師強林林說。
另一個需要吊裝的“大塊頭”便是抽水蓄能機組最核心部件之一——轉子。天臺抽蓄電站機組轉子直徑4.996米、重481噸,是機組安裝過程中吊裝重量最大的部件。
在吊裝前,工程團隊通過采用三維激光定位、電測法等先進技術,成功將轉子中心偏差控制在0.1毫米以內,水平偏差更是精確至0.02毫米,相當于頭發絲直徑的三分之一。

浙江天臺抽蓄電站1號機組轉子吊裝(攝影/寧彬彬)
“轉子吊裝是機組安裝的關鍵環節,我們必須保證萬無一失。”水電十四局天臺抽蓄項目經理張自敏說。
2025年8月31日,天臺抽蓄1號機組總裝工作全面完成。10月16日,1號機組有水調試全面啟動,為試運行做充足準備。
4年以來,面向國內單機容量最大抽水蓄能機組挑戰,三峽建工從未停止過探索與攀登。2025年9月,三峽建工榮獲中國質量領域最高榮譽——“中國質量獎”。在打造精品工程之路上,“千年大計、質量第一”的質量理念一直鐫刻在每位建設者心中,并朝著更高目標不斷前進。 |