【壓縮機網(wǎng)】打破國外長期技術(shù)壟斷

　　我國自主研制首臺套抽蓄電站空壓機成功投用

　　筆者從南方電網(wǎng)儲能股份有限公司（以下簡稱“南網(wǎng)儲能公司”）了解到，9月8日，安裝在廣東梅蓄電站二期工程的國產(chǎn)抽水蓄能電站空壓機“VM160”在廣州通過科技成果鑒定，總體達到國際領(lǐng)先水平。這標志著我國自主研制的首臺套抽蓄電站空壓機成功投用，打破了國外在該裝備領(lǐng)域的長期技術(shù)壟斷，有力促進國產(chǎn)關(guān)鍵能源技術(shù)裝備加速向高端化、綠色化、智能化升級。

　　▲南網(wǎng)儲能公司牽頭研制的國產(chǎn)抽水蓄能電站空壓機“VM160”在廣東梅蓄電站二期工程成功投用。李冕祺攝

　　抽蓄電站在電力系統(tǒng)負荷低谷時用電抽水，負荷高峰時放水發(fā)電，幫助風(fēng)電、光伏等波動性新能源穩(wěn)定接入電網(wǎng)，是電力系統(tǒng)負荷調(diào)節(jié)和清潔能源消納的重要設(shè)施，隨著新能源在新型電力系統(tǒng)中的滲透率持續(xù)提升，抽蓄電站的啟動調(diào)用呈日益頻繁趨勢。

　　空壓機作為給機組啟動制動、調(diào)速系統(tǒng)控制、調(diào)相運行等關(guān)鍵運行環(huán)節(jié)提供空氣壓力的關(guān)鍵裝備，在保障電力系統(tǒng)安全中的作用不斷凸顯。然而，受以往行業(yè)對空壓機產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景的眼光局限，我國抽蓄電站空壓機市場長期被國外品牌占據(jù)，核心技術(shù)依賴進口，存在采購及運維成本高、備件采購周期長、技術(shù)無法自主可控等諸多問題。

　　2021年6月，南網(wǎng)儲能公司廣州啟安眾智公司聯(lián)合湖南啟軒機電設(shè)備公司、常州豐易達流體設(shè)備公司正式啟動國產(chǎn)抽水蓄能電站空壓機的研制攻關(guān)?！霸缭?018年，我們就對國內(nèi)空壓機市場進行了持續(xù)深入的調(diào)研，為國產(chǎn)裝備研制的項目實施打下基礎(chǔ)。‘雙碳’目標戰(zhàn)略的提出給我們加快研制國產(chǎn)抽蓄電站空壓機扣響了‘發(fā)令槍’?！蹦暇W(wǎng)儲能公司廣州啟安眾智公司總經(jīng)理劉濤表示。

　　▲南網(wǎng)儲能公司運行人員在梅蓄電站啟動我國首臺套國產(chǎn)抽蓄電站空壓機。李冕祺攝

　　四年多的研制過程中，團隊先后完成了技術(shù)路線選定、結(jié)構(gòu)性能設(shè)計、設(shè)備研發(fā)制造、產(chǎn)品工程應(yīng)用等攻關(guān)任務(wù)?！拔覀兊男聶C研制不僅要解決國外技術(shù)‘卡脖子’問題，更要立足抽蓄產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展需要優(yōu)化提高設(shè)備的綜合性能。這要求對每個環(huán)節(jié)都精益求精?！蹦暇W(wǎng)儲能公司廣州啟安眾智公司項目管理中心副總經(jīng)理張超介紹。以技術(shù)路線選定為例，團隊經(jīng)過全方面多維度的反復(fù)比選，最終選擇“中壓無油”技術(shù)路線。這種新路線不僅無需潤滑油參與空氣壓縮過程，消除了設(shè)備運行后的除油環(huán)節(jié)，還簡化了冷凝廢水處置，杜絕環(huán)境污染。

　　結(jié)構(gòu)性能設(shè)計是抽蓄電站空壓機研制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接決定國產(chǎn)裝備的運行實效。與進口抽蓄電站空壓機采取皮帶傳輸驅(qū)動方式不同，團隊創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)用了“同軸直驅(qū)一體化架構(gòu)”。省去軸承皮帶的國產(chǎn)空壓機不僅把設(shè)備的傳動效率提升至100%，還大幅降低了設(shè)備的維護成本。

　　▲經(jīng)與進口抽蓄電站空壓機（左二）進行對比，國產(chǎn)空壓機關(guān)鍵性能指標更優(yōu)。李冕祺攝

　　據(jù)了解，團隊研發(fā)的國產(chǎn)抽蓄電站空壓機的氣體壓強和壓縮速度分別達到8.5兆帕和每分鐘11.5立方米，其強度相當(dāng)于在1平方米的面積承受425輛汽車疊放在一起的壓力。

　　這意味著空壓機的結(jié)構(gòu)受力和密封性能要接受極為嚴苛的考驗。通過不斷優(yōu)化空壓機缸徑比和閥組結(jié)構(gòu)，團隊自主研制出符合指標要求、工作運行高效的三級壓縮主機。2024年11月，研發(fā)團隊在廣東梅州二期、廣西南寧兩個抽蓄工程安裝4臺國產(chǎn)空壓機，順利實現(xiàn)了新裝備的工程應(yīng)用。

　　與此同時，團隊還匹配新空壓機研制出運行智能診斷與電站協(xié)同控制系統(tǒng)，實現(xiàn)空壓機“健康狀態(tài)”的在線診斷。“與進口同型號空壓機對比，我們研制的空壓機關(guān)鍵性能指標更優(yōu)，噪聲分貝、缸體振動、電機振動分別同比降低了約14%、32%、72%。”南網(wǎng)儲能公司廣州啟安眾智公司生產(chǎn)研發(fā)中心副總經(jīng)理王文輝告訴筆者。據(jù)估算，在抽蓄電站實施該型空壓機的國產(chǎn)替代，30年的使用周期里最多可創(chuàng)造經(jīng)濟效益8100萬元。

　　到2030年，我國抽水蓄能在運規(guī)模將超過1.2億千瓦，接近現(xiàn)有規(guī)模的兩倍，產(chǎn)業(yè)發(fā)展持續(xù)加速。實現(xiàn)設(shè)計、制造、試驗、服務(wù)全流程國產(chǎn)化的抽蓄電站空壓機經(jīng)濟環(huán)保效益顯著，市場推廣應(yīng)用前景廣闊。