为什么发电的水不能是热水?水电工程“千年大计”中的5个GE冷知识 | GE创想志_工业互联网+_智慧城市_智慧医疗_智能制造_EPC_通用电气官方博客
为什么发电的水不能是热水?水电工程“千年大计”中的5个GE冷知识
2018 . 7 . 11
 


 

编者按:能发电的水必然不能是热水。只有海拔高的水才有足够的动力势能推动水轮机;而海拔高的地方必然冷(啊,GE的冷笑话是不是还可以?)。改革开放以来,GE一直都在让精尖的水电技术惠及中国发展。从90年代参与三峡大坝建设开始,GE水电人就参与了多个中国世界级水电工厂建设。下面是一个正在进行的世界级水电工程背后,5个高冷的冷知识。知识比较冷,但是GE爱水电的心还是热的

子曰“逝者如斯夫,不舍昼夜”,水是时间最好的比喻,也如时间般一样的永恒。都江堰水利工程现存超过2300年,白居易的白堤现存也超过1200年。今天我们的乌东德水电站也被业主中国三峡集团有限公司形容为“千年大计,国之重器”。

乌东德水电站于2012年正式开工建设,预计2020年投产发电,拥有12台85万千瓦水电机组,是中国第四个,全球第七个进入千万千瓦等级的超级水电站,也是西电东送的重点工程之一,电力可以送到广东省。GE可再生能源集团为乌东德项目提供了6台85万千瓦水电机组,在整个项目中扮演了重要作用。

我们邀请了几位项目背后的专家,他们和我们说了几个关于乌东德水电站的“冷知识”。看完之后,你会感觉课本和电视上的水电知识,都有点太肤浅了。

冷知识 1

乌东德水电站一台机组的装机容量为85万千瓦。当前一个中国三口之家年用电量在2000度左右,也就是说,乌东德一台机组满负荷工作一小时,所产生的电能就够大约400个家庭使用一年。当然,乌东德水电站有12个机组,全年工作……

乌东德水电站体现出了中国水电工业的突飞猛进。上世纪90年代时,10-20万千瓦的机组都是大型水电机组,而乌东德电厂一台机组的装机容量达到85万千瓦。此外,在上世纪90年代的三峡工程中,设备设计基本在国外进行,也只有一小部分部件可以在中国生产。等到2015年开始的乌东德工程,中国团队已经开始了领头设计,绝大部分部件都可以在天津水电工厂生产。

 

冷知识 2

乌东德水电站坝顶高程988米,最大坝高270米,约合艾菲尔铁塔总高的五分之四。与之对应,水电机组也相当巨大,单导水部套这一个部分重达710吨,约合150头成年大象。千万不要以为这个部套就是个“傻大粗”,它承担着将自然水流分配到不同水轮机(水轮机会将水流动的能量转化成机械能,由此驱动发电机运转)的职责,也是整个水电机组中技术最为精密的部分,若干部件的误差要比头发丝还小。如果误差失误,会让导水机体产生振动等不良现象,影响机组的安全运营。

但其实,导水部套的重量其实也只是整个水电机组总重的约三分之一。所以,在正式运到现场安装前,GE会将设备在自己的工厂中先组装一次,这个过程被称为“预装”。在整个GE水电团队的领导下,预装过程已成功通过客户验收,目前已经进入现场调试阶段。

 

冷知识 3

水电机组对于材料的要求极高。水电工作原理是水的重力势能推动发电机转子(发电机中的旋转部分)旋转,转子在旋转的时候切割周围的磁场,从而产生电力。十几米高的转子在高速旋转时会产生巨大的离心力(你旋转伞的时候,水花飞舞就是因为离心力)。这些离心力会对转子本身的材料产生效果,如果材料不够坚强就会发生变形。

在乌东德项目中,为了保证机组的顺利运行,GE水电在设计时就采用了不少先进材料。比如转子磁轭(一个位于转子边缘的部件)的承压能力高达750兆帕,大约是大气压的7400倍,或者说每平方厘米要承受超过750公斤物体的重力。

 

冷知识 4

水电机组如此巨大,不能将完整组装好的水电机组直接运到现场。所以,GE会先将所有部件预装通过后再将部件运往现场。但将一个两千吨重的机组运到现场组装也不容易。水电工程经常在崇山峻岭之间,现场没有平整场地组装,只能在山里挖洞。

乌东德项目的安装就是在一个长243米、宽20米、高30米的山洞中进行的。在山洞中施工难度成倍增加,比如粉尘、噪音、采光等问题不仅工人施工效率,还会对工人身心健康产生影响。甚至山洞挖掘是否能按时完成都会是重大不可控因素。还好GE的项目工程人员与业主合作改进工作环境并提升效率,让部件交付顺利进行。

 

冷知识 5

水电界有一个神秘名词叫做“三峡标准”。为了打造精品工程,提升整个水电产业链的生产水平,凡是三峡集团公司为业主的项目,质量把控都更为严格。比如,硅钢(一种含硅的钢铁,被广泛利用于水电机组中)的延展度在国标中为10%(即长度拉长10%后发生断裂),但乌东德项目中的硅钢延展度要求达到20%。这对于上下游来说,都是挑战。

为此,GE内部项目质量团队会将业主要求进行详细解读,将几个业主要求分拆成几十个具体标准供GE和下游供应商遵守,同时为下游供应商提供质量提升支持。在部件制造结束后,GE也将提供质量报告给业主验收。一台机组中会有超过1000个线圈,每一个线圈要有一页质量报告,单这一项就有超过1000页文件需要准备。整个水电机组做完,质量文件都够装满半个房间了。

知识虽冷,但支持水电的承诺是热的。改革开放四十年以来,中国从90年代的三峡,到2008年的向家坝,再到今天的乌东德,GE与中国水电人打造了一座又一座世界级水电工程,并帮助中国水电的本土制造与研发水平不断提高。再过一千年,也许未来的课本中就会提到GE曾经参与过工程的名字,以及那些见证这些千年工程背后的史诗见证者。

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为什么发电的水不能是热水?水电工程“千年大计”中的5个GE冷知识

 

编者按:能发电的水必然不能是热水。只有海拔高的水才有足够的动力势能推动水轮机;而海拔高的地方必然冷(啊,GE的冷笑话是不是还可以?)。改革开放以来,GE一直都在让精尖的水电技术惠及中国发展。从90年代参与三峡大坝建设开始,GE水电人就参与了多个中国世界级水电工厂建设。下面是一个正在进行的世界级水电工程背后,5个高冷的冷知识。知识比较冷,但是GE爱水电的心还是热的

子曰“逝者如斯夫,不舍昼夜”,水是时间最好的比喻,也如时间般一样的永恒。都江堰水利工程现存超过2300年,白居易的白堤现存也超过1200年。今天我们的乌东德水电站也被业主中国三峡集团有限公司形容为“千年大计,国之重器”。

乌东德水电站于2012年正式开工建设,预计2020年投产发电,拥有12台85万千瓦水电机组,是中国第四个,全球第七个进入千万千瓦等级的超级水电站,也是西电东送的重点工程之一,电力可以送到广东省。GE可再生能源集团为乌东德项目提供了6台85万千瓦水电机组,在整个项目中扮演了重要作用。

我们邀请了几位项目背后的专家,他们和我们说了几个关于乌东德水电站的“冷知识”。看完之后,你会感觉课本和电视上的水电知识,都有点太肤浅了。