国内外水轮机发展动态

国内外水轮机发展动态

国内外水轮机已处于多品种、大容量时代,行业发展方向就是优质、联台、高科技;技术发展动向就是改善水力性能,提高运行可靠性,降低制造成本,重视老电站改造与环境友好。国内水轮机技术发展就是以三峡700MW 水轮机联台设计、台作生产、技术转让为契机,消化吸收国际先进技术,开发大容量混流式、贯流式、可逆或水泵水轮机,使国产设奋不仅在制造能力上,而且在产品质量、性能、可靠性各方面均髓满足国内外水电市场的需要。世界水轮机已处于多品种、大容量时代我公司就是国内生产水力发电设备的大型骨干企业之一水电作为一种可再生、投有污染、调度灵活、成本低廉、效益显著的优质能源,一经开发,百年受益,造福当代,惠及子孙。我国水力资源得天独厚,水能资源藏量为6.76亿kW,其中可开发部分为3.78亿kW,居世界各国之首。解放前,全国水电总装机仅160MW ,水电设备制造几乎就是一片空白。解放后,党与国家对水电开发十分重视,到1996年全国水电装机已达55000MW,已开发利用14.7 。目前,以三峡工程为首,二滩、李家峡、小浪底、万家寨、天生桥、大朝山、宝珠寺等一大批电站正在建设,据不完全统计,在建项目总容量超过了36000MW。下世纪初,我们西部地区,又有向家坝、溪洛渡、瀑布沟、小湾、龙滩、水布垭、拉西瓦等一大批单机容量大于500MW 的电站要动工兴建。水轮机用于水力发电已有i00多年历史,随着水电资源的开发,推动了水轮机技术的发展从而使水轮机进入了一个多品种、大容量时代。水轮机因地制宜,水头最小1～2m,lO00"--2000m,都有相应品种。大体可分为冲击式、混流式、斜流式、轴流式、贯流式水轮机六大类以及相应可逆式水泵水轮机,它们分别适用于不同水头与流量每种类型水轮机还有很多品种,如:贯流式水轮机又有灯泡贯流、全贯流、轴伸贯流、虹吸贯流、坚井贯流、潮汐双向贯流等,总起来有百种之余表I为已运行的单机容量最大各类水轮机}表2为已投运水轮机的最大转轮直径;表3为已投运的水头最高的各类水轮机。自六十年代,世界上第一台500MW 混流式水轮机在前苏联克拉斯诺雅尔斯克电站投入运行以来,全世界掀起了一股提高水轮机比转速、增大水轮机单机容量的风潮,迄今容量超过

500MW,可谓已进入大容量时代。为止全世界已有7座水电站、62台机组单机冲击式水轮机施式水轮艟流式求轮机;水轮机使用水头、流量范围水轮机类型 I 国际 I 国内东电冲击式轴流式斜流式贯流式水泵水轮机挪威圣西玛315M中国水口200MW前苏联泽雅2i5MWI:1本只见65.8MW美巴斯康蒂45 7Mw宋河z1 6MW永口z00MW毛家村8MW百龙滩33MW广蓄300MW葛洲坝170MW流傩埙6MW表2 已投运的最大转轮直径裹3 已投运的水头最高的各类水轮机承轮机类型国际国内东电冲击式臭地利莱塞克~771ra 天潮10Z6.4m混流式典地利霍斯林744m 鲁布革

37Z,5ra 渣子溪318m斛汽式日奉薪日向川113m 毛家村77m轴赢式意大利部门比亚88m 石仃78ra 太化40~a贯流式日本只见24.3m 南津菠1 7 6m 疯滩坝9.6m 嘱流式水泵水轮机儡加科亚茶伊拉701m 广蓄550m由表1、2、3可知,我国水轮机除轴流式水轮机之外,其她各类水轮机均与国际水平有较大差距。3 国外水轮机技术发展新动向目前国外水轮机制造业处于不景气状态,先进的发达国家,如日本、法国、拂威等国内水电资源已开发8O 以上,产品基本依赖出口;发展中国家由于资金短缺,近十年几乎没有什么大型工程上马,国外水轮机制造面临市场危机为了生存与发展,提高市场竞争力,目前动向就是:优质、联合,发展高科技。这同我们机城部提出的三大战役有异曲同工之处。3.1 优质以质量求生存,以质量求发展。提高产品质量从设计、工艺、制造全过程中垒员的全面质量管理.到产品开发前要有目标、计划,开发过程中要有措蘸、评审、记录、确认,要“三按”

生产,开发结束要有总结与验证全过程受控的IS09001国际质量体系的认证。从保质量、无差错、无废品,到优质、追求工作质量的改善、生产质量的强化、产品质量的提高,来满足用户要求,让用户无可挑剔。水轮机在不少人瞧来,就是埋在土里的设备,“傻、太、笨、粗的产品。而现在,国外公司都想方设法制造“高、大、精、细”的名牌产品,高就是高比速、高技术;大就是大型化;精就是高精度;细就是精细,即在满足刚、强度要求下尽可能细,以减轻重量、降低成本这标志着水轮机市场的要求类似我国家电、服装市场.已从有没有台适产品过渡到要好产品、要质量信得过的名牌产品的时代。如水轮机座环,不少人认为它就是一件又大、又重、埋在混凝土里的部件,往往不予重视。而挪威克瓦纳公司则认为它就是水轮机中承受复杂应力、影响水力性能、且修补4 《东方电机》1998年第1期更换困难,应给予充分重视的重大部件,给我国天荒坪电站生产的水泵水轮机座环竟然就是利用锻钢在数控铣上加工出来的。就就是这家克瓦纳公司,肯在质量上下功夫,1 980年以前只能生产挪威国内水轮机的无知名度水轮机企业,迅速崛起,短短十多年,兼并、合资全世界(美、英、中、瑞士)多家水轮机制造厂,一跃成为称霸世界水轮机市场的跨国公司。在全世界水轮机订单中,1993~1994年占l3 ,1995年占27％ ;1996年占3O％多,把水轮机强企日立、东芝、三菱、富士、德国vOITH、法国ALSTHOM、加拿大GE、债罗斯LMZ等统统抛到后面,证明了市场的竞争归根到底就是质量竞争这一真理。在赢得市场同时,优质优价制造厂亦获得很大经济效益。3,2 联合联合就是指水轮机制造企业合并、合资与合作的趋势,就是近年来国际水轮机行业增强竞争实力又一举措。联合有强强联合,如德国VOITH 与美国AC公司台井,组成VOITH跨国公司。目前世界上已有四大水轮机跨国公司,以便发挥各自长处,分工负责,有的负责水力开发,有的负责结构设计,提高竞争能力}有强发(发展中国家)联台,如法国ALSTHOM 与天津发电设备厂合资,这就是先进技术与低价劳动力的结合,提高竞争能力;有强地(电站所在地)联合, 如加拿大GE公司与我公司合作生产二滩、三峡机组,便于转让技术,节约买方外汇支出,提高竞争能力。3.3 发展高科技国外水轮机技术发展已从多品种、高比速、大痞量的发展阶段转向发展高科技即提高产品科技含量,争取企业经济效益的新阶段。具体的方向就是改善水力性能,提高运行可靠性,降低制造成本,重视老电站改造与环境友好五个方面。3.3.1 改善水力性能近十年来,国外各主要水轮机制造企业都在不断提高水轮机效率上下功夫,无论就是水轮机最高效率,还就是水轮机平均效率都有了新的突破。图2就是近来国外公司在我国水电站上效率提高趋势,模型最高效率已达94.9 .十年内提高了2倍。二滩(GE、l 94 4芒} 李家峡(GEl- :1 .94.1n} 隔五河强潼(VOITFI 哐i };近年来国外套司在我国水电站上使用的水轮机模型转轮最高效率提高趋势水轮机效率的提高无疑就是得益于高科技的投入。主要有流体动力计算技术的重大突破}计算机技术的应用;水轮机模型加工、试验中的高技术;水轮机真机新工艺、新材料的应用。(1)水轮机流体动力计算技术的重大突破水轮机流体动力计算技术的突破表现在:从解欧拉方程到解拉维一斯托克斯方程(N—s);从不考虑水的粘性到考虑水的粘性、粘性流鹪(k—e);从解定常流到解不定常流,大涡模拟(LES);从计算单个部件(转轮等)到全流道模拟(从蜗壳进口直到尾水管出口)(2)计算机技术的应用维普资讯,5流体动力计算机技术的突破完全依赖于计算机硬、软件技术的发展,两者缺一不可用于水轮机上的计算,一靠硬件(计算机容量与速度),二靠软件,现在国际上有专门开发流体机械设计正、反问题的软件公司,一大批先进软件,如I—DEAS、TAscFLOW、FLOWTRAN、ANSYS等己成功地应用于水轮机水力设计;三靠公司本身数