昨天看到一則新聞報(bào)道,2020年6月21日,由中國長江三峽集團(tuán)投資建設(shè)的白鶴灘水電站首臺(tái)發(fā)電機(jī)組(1號(hào)機(jī)組)的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪完成吊裝,拉開了世界上第一臺(tái)單機(jī)額定容量100萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組水輪機(jī)總裝的序幕。
白鶴灘水電站壩址位于云南省巧家縣大寨鎮(zhèn)與四川省涼山彝族自治州寧南縣六城鎮(zhèn)交界的白鶴灘,是金沙江下游(雅礱江口~宜賓)河段4個(gè)梯級(jí)開發(fā)的第二級(jí)。據(jù)了解,白鶴灘水電站計(jì)劃安裝16臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組,左、右岸電站各安裝8臺(tái),電站的總裝機(jī)容量為1600萬千瓦。
2020年6月21日,全球首臺(tái)百萬千瓦水電機(jī)組——白鶴灘水電站首臺(tái)機(jī)組轉(zhuǎn)輪完成吊裝(攝影:趙洋)
此次完成吊裝的為白鶴灘水電站左岸1號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)輪,由上冠、下環(huán)和15件葉片組成,轉(zhuǎn)輪最大外徑8.62米,高3.92米,重達(dá)346.5噸。(攝影:黃春江)
轉(zhuǎn)輪是水輪發(fā)電機(jī)組的核心部件,決定著水輪機(jī)的過流能力、水力效率及機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定,被譽(yù)為水輪發(fā)電機(jī)組的心臟。(攝影:劉濤)
在世界上已投運(yùn)和在建的水電站中,白鶴灘電站的水輪發(fā)電機(jī)組是世界上單機(jī)額定容量最大的水輪發(fā)電機(jī)組(目前已投運(yùn)單機(jī)額定容量最大的水電機(jī)組是三峽集團(tuán)投資興建的向家壩水電站機(jī)組,其單機(jī)額定容量為80萬千瓦)。個(gè)人認(rèn)為,如果今后不再在世界上水能資源最為豐富的雅魯藏布江大峽谷大拐彎附近修建傳說中的的超級(jí)巨型水電站,那么這么大單機(jī)額定容量的水電機(jī)組將是空前絕后的,前無古人后無來者。水輪發(fā)電機(jī)組的工作原理無非就是將水能轉(zhuǎn)化為電能,而推動(dòng)單機(jī)容量100萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組所需的水能也是極其巨大的,因?yàn)檫@種機(jī)組的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重達(dá)350噸左右,您可以試想一下要推動(dòng)一個(gè)如此重的“鐵疙瘩”以超過每分鐘100圈以上的轉(zhuǎn)速長時(shí)間的穩(wěn)定高速轉(zhuǎn)動(dòng),需要多大的能力(力氣),由此產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量將超過36萬GD2 (t·m2)。這種水能由兩方面組成,其一為水的流量,其二為水流至水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的落差,要充分滿足既有足夠大的水流量、又能修建有很高的水頭落差(超過二百多米)的擋水壩,這樣的壩址(水電站地址)確實(shí)不好找,正如有著名專家說過“三峽大壩壩址是上帝送給中國人的禮物”的那樣,白鶴灘水電站的壩址也同樣是“上帝送給中國人的禮物”,其得天獨(dú)厚的優(yōu)越地理地質(zhì)條件為在這里修建巨型水電站奠定了基礎(chǔ)。
毫無疑問,設(shè)計(jì)制造這樣世界上從未有過的巨型水輪發(fā)電機(jī)組需要攻克很多的世界級(jí)技術(shù)難題,需要大量的技術(shù)創(chuàng)新和重大突破,目前在建設(shè)過程中已經(jīng)創(chuàng)造了很多的“世界之最”,是當(dāng)之無愧的“大國重器”。據(jù)了解,白鶴灘電站的首批機(jī)組將在2021年7月投產(chǎn)發(fā)電。在這里,我不僅為我國在水電建設(shè)取得的這些重大成果感到自豪,也從一個(gè)電能消費(fèi)者的角度,看到了機(jī)組投運(yùn)后將源源不斷的長江之水以比較低的成本轉(zhuǎn)化為清潔電能所產(chǎn)生的巨大經(jīng)濟(jì)效益。在這里不妨讓我來算一個(gè)賬:
這種單機(jī)額定容量100萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組投產(chǎn)后,每轉(zhuǎn)一圈可發(fā)電150千瓦時(shí),每分鐘可轉(zhuǎn)動(dòng)111圈,則每分鐘的發(fā)電量為16650千瓦時(shí),每小時(shí)發(fā)電量為999000千瓦時(shí),每天發(fā)電量為23976000千瓦時(shí)。當(dāng)然,由于長江來水的多少在枯水季節(jié)和汛期有較大的區(qū)別,并不是每天都有適合于機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行的流量,再考慮到機(jī)組需要檢修維護(hù)的停運(yùn)時(shí)間,實(shí)際上每臺(tái)機(jī)組不可能全年三百六十五天都滿負(fù)荷運(yùn)行,考慮到各方面的情況,白鶴灘電站單臺(tái)機(jī)組的一年發(fā)電約39億千瓦時(shí)。
對(duì)于很多人來說,這種百萬千瓦的機(jī)組到底是個(gè)什么什么概念,與我們的生活有什么關(guān)系,有點(diǎn)抽象。這可以用與我們平時(shí)密切相關(guān)的人均用電量來做個(gè)比喻。數(shù)據(jù)顯示,2019年中國老百姓的直接用電量約為10250億千瓦時(shí),按照14億人口計(jì)算,人均年度用電量為732千瓦時(shí)——就是732度電,人均每月用電約為61度電,人均每天用電量約為2度(千瓦時(shí))!如上面的計(jì)算,白鶴灘水電站單臺(tái)機(jī)組每天的發(fā)電量為23976000千瓦時(shí),如按人均每天用電量約為2度(千瓦時(shí))來計(jì)算,則可供11988000人使用。一千多萬人已經(jīng)是世界上一個(gè)中等國家的人口級(jí)別,由此可見,白鶴灘電站的這種百萬千瓦機(jī)組的巨大發(fā)電能力。
此外,將白鶴灘水電站16臺(tái)機(jī)組的年平均發(fā)電量進(jìn)行相應(yīng)折算,等效于年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約1968萬噸,減少排放二氧化碳5160萬噸??梢?,由此產(chǎn)生的間接社會(huì)效益、環(huán)境保護(hù)效益和經(jīng)濟(jì)效益也是非常顯著的。難怪有著名專家說:萬里長江滾滾流,流的都是煤和油。
? 當(dāng)然,建設(shè)這樣的巨型電站、采購這些機(jī)組都是有很大成本的。從我國能源的長期巨大需求和保護(hù)環(huán)境的目的考慮,建設(shè)這種巨型水電站雖然投資巨大、建設(shè)期較長,但很值得。