白鹤滩水电站,尽管位居世界第二大,却拥有全球最大的单机容量水轮发电机组,并创下了六项世界第一。每个水电机组高达50多米,重达8000多吨,每转一圈可发电150度,一小时的发电量就能满足一个家庭250年的用电需求。
如果白鹤滩水电站的16台百万千瓦机组全部并网满发,一天的发电量可达3.84亿度,足以满足1.48亿人一天的生活用电需求。
而发电的核心部件——转子,由2万多片磁轭钢片叠加而成,高度近4米、直径超过15米,重量达到了1274吨。这个巨大的转子,就像心脏一样,为水轮发电机提供旋转磁场,将机械能转化为电能。它的转速达到了每分钟111圈,几乎与时速350公里的高铁相当。
然而,这个看似普通的转子,其制造过程却充满了高难度。比如,在三峡大坝建设时,所需的磁轭钢片全部依赖进口。那么,我国是如何成功研制出这种磁轭钢片的呢?
转子是由磁轭钢片堆叠而成,并在高速旋转时会产生巨大的离心力。因此,对钢片的平整度要求极高。如果重量不均匀,在旋转时极易飞出,造成零部件损坏。而且,随着直径的增加,其平整度要求也会相应提高。这就导致了曾经作为三峡大坝的转子,因为不平整度在6毫米以内,无法满足我国的要求而被放弃。
毕竟,白鹤滩百万机组的加工精度要求是0.2毫米,也就是三根头发丝的粗细。而需要加工的组件尺寸,却基本上都是在10米左右、一百吨以上。要将如此巨大的物体处理得如此精细,难度极大。
面对这一挑战,我国太原钢铁集团挺身而出,经过无数次的实验,成功找到了磁轭钢片的最佳配比,并将不平整度降低了5毫米,达到了1毫米以内,彻底打破了我国大型水电站所需的高强抗震钢、高级水电钢板等材料依赖进口的局面。甚至,美国通用电气公司还从我国专门采购了一批磁轭钢片,或将用于印度的水电站项目。
截止到2024年6月,白鹤滩水电站已累计发电超过1300亿度,减少了超过1亿吨的二氧化碳排放,并在7月31日实现了首次满发运行。它还与乌东德、溪洛渡、向家坝等六座巨型水电站,构建起了最大的清洁能源走廊,跨越了1800公里。仅一个季度,就实现了发电超过520亿度的壮举。让我们为白鹤滩水电站点赞!
中国制造的这款水轮发电机组,不仅展示了我国在清洁能源领域的强大实力,也彰显了我国在高精度制造和科研创新方面的卓越成就。这一突破,不仅将为中国未来的清洁能源发展奠定坚实的基础,也将为全球的环境保护和可持续发展贡献中国智慧和中国力量。
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