近日,美国通用电气公司(GE)携手三峡集团打造的乌东德水电站首台机组成功投产发电。自成立以来,美国通用电气公司(GE)秉持全面本土化、全速数字化的发展理念,利用其在能源基建项目领域的多年经验和研究成果,持续为社会提供清洁、高效、安全的绿色能源。
美国通用电气公司(GE)携手三峡集团共创未来
乌东德电站位于云南省禄劝县和四川省会东县交接的金沙江下游河段,总装机容量达1020万千瓦,年均发电量达389.1亿千瓦时。乌东德水电站项目中,GE提供了六套85万千瓦的混流式水轮发电机组及相关附属设备。GE中国总裁兼首席执行官向伟明表示,热烈祝贺乌东德水电站GE首批机组顺利投运,感谢所有工作人员的不懈努力,创造了又一个的精品工程。乌东德水电站是GE继三峡工程、向家坝水电站后,携手三峡集团打造的又一国家大型能源基建项目。20多年来,GE与三峡集团在设备提供、技术引进等方面开展了长期合作,建立了良好伙伴关系,我们的合作已经远远超越了供应商与客户之间的关系,我们共享信息、共享知识、共享经验、共享成果。GE与三峡集团的合作始于水电,但我相信未来我们的发展前景将更加广阔。
这批机组所有部件都在GE天津水电工厂进行本地化生产。在设计和施工过程中,GE以精益制造的理念确保所有机组的质量达到并超过业主提出的性能和标准设计需求,创新地应用了多种数字化和智能制造技术,在实践新工艺、新技术、新工装稳定应用且高质量交付的同时,也有效确保机组可长时间高效、稳定、灵活运行,为项目的按时投运打下了坚实的基础。GE参与乌东德项目也促进了本土水电研发和智能制造水平的升级,是GE携手中国合作伙伴,持续深化本土化战略的又一例证。
美国通用电气公司(GE)制定智能化方案
第一、主厂房位于地下,开挖高度世界第一。乌东德水电站大坝顶部两边山体的距离只有300多米。由于空间狭小,除了270米高的大坝建筑,乌东德水电站更多的建筑结构都隐藏在山体里和地下。其中,作为水电站主要发电设备水轮机组的主厂房就位于大坝两侧的山体里。乌东德地下电站主厂房的开挖长度333米,跨度32.5米,高度是89.8米,相当于一栋近30层的高楼,这个高度打破了地下电站主厂房开挖高度的世界纪录。
第二、水电机组庞大,现场进行制造组装。乌东德水电站坝顶高程988米,最大坝高270米,约合埃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。GE会先将所有部件预装,通过后再将部件运往现场,一个机组就达两千吨重。此外,为提升施工效率及交付质量,GE还开创了在水电现场进行制造组装的历史,将6套发电机组在工地现场山体内建造的转轮生产车间里组装,由此实现了最后一台转轮提前两个月交付。
第三、一台机组一小时工作够400家庭用电一年。乌东德水电站水轮发电机组单机容量就达850MW,如果以目前一个中国三口之家年用电量2000度左右来计算,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。而根据2019年广州全社会用电量约为1005亿千瓦时数据推算,乌东德水电站389.1亿千瓦时的年均发电量,将可满足广州近5个月的用电需求。
第四、创新工艺材料,提高部件稳定性。转轮、定子和转子是水轮发电机组的“三大件”。水流经过水轮机时,将水能转换成机械能,水轮机的转轴又带动发电机的转子,将机械能转换成电能而输出。在高速旋转时,十几米高的转子会产生巨大的离心力,如果材料不够坚强,转子就会发生变形,因此水电机组对于所用材料的要求极高。为了保证乌东德项目机组的顺利运行,GE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,也就是说每平方厘米要承受超过750公斤物体的重力。
GE数字化解决方案和智能制造技术贯穿了整个乌东德项目当中。为提高关键部件的稳定性,GE相应改良升级发电机和水机工艺,对项目的所有工件进行全程序化的精细化加工,并对关键部件预先进行虚拟装配,采用VR和机器人焊接等数字化程序加工和焊接技术,并引入高强钢材料,由此优化施工方案,减少工地安装风险,提升产品的精度和质量稳定性。
乌东德水电站首套机组的成功投产发电,不仅成为中国发展高质量经济的一大助力,也是美国通用电气公司(GE)在能源设施建设实力的证明。此后,美国通用电气公司(GE)将继续秉持发展清洁能源的理念,助力中国加快推进清洁能源转型,为其绘制更美好的蓝图。