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中国水利报 2019年8月7日报道——绿色水电的“绿色畅想”

时间:2019-08-08 10:24:18 点击:

盛夏,国家自主创新前沿阵地深圳市,美生创谷科技园区内,国内水电领域诸多“大咖”汇聚一堂,气氛热烈。

聚集大家目光的,是一种用纯水代替液压油的新型水轮机操作调节系统。

“用完全绿色无害的纯水替换掉液压油,这个想法在国内外都是首创,这将避免液压油泄漏造成的环境污染,具有颠覆性,是进一步实现水轮机绿色环保一个新的重要方向。”以中国工程院院士张勇传为首,来自中国动力工程学会、哈尔滨大电机研究所、东方电机、天津电气传动、长江电力、航天水力等机电领域的诸多专家对此项创新交口称赞。

一个介质变化,能获得如此高评价,其中缘由,还需从水电绿色发展理念说起。

众所周知,绿色水电的发展意在节能减排,提高我国农村电气化水平,改善生产生活条件,促进生态环保型经济的发展。随着科学的发展、技术的成熟,以前建设的许多水电站出现了不同程度的问题,有些问题虽不影响水电站的正常运行,却对周围生态环境造成了不良影响。其中,水轮机漏油的问题,一直是绿色水电发展面临的核心问题之一。

针对漏油问题,国内外学者和工程技术人员从上个世纪中叶开始就进行了大量的理论研究和应用探索,取得了一些进展。对水轮机用油的主要三大功能块,目前国际上减少其漏油的技术方向是用其他环境友好型介质取代。如轮毂内平压油用空气或者水替代,轴承的润滑油广泛应用水润滑或自润滑技术,但对于液压油环境友好介质替代技术,目前国内外都还是空白。

记者获悉,液压传动技术在水电站有着广泛的应用。水电站一些重要机械,例如阀门、闸门、导叶,以及桨叶的动作通常都是依靠压力油来进行操作的。若阀门、导叶或者桨叶接力器密封长时间工作,就会出现老化或磨损,液压油就将渗漏进入集水井或者轮毂体内腔,进而排入水体,在污染环境的同时,大量的高压油泄漏也带来极大的能源浪费。

“因此,将操作介质由液压油替换成完全绿色无害的纯水,是从源头解决水轮机漏油问题,是进一步实现绿色环保水轮机及绿色水电站的一个重要的方向。” 该项技术的研发单位——深圳市恩莱吉能源科技有限公司(简称“恩莱吉公司”)负责人郑程遥博士说。

据介绍,相对于传统油压传动,纯水液压传动有着诸多优势:从环保效益上来讲,在一些水源地、保护区、风景区等对水质较为敏感的区域,周边环境对油污染有极大的敏感性和脆弱性。而水电站的液压系统,通常都是用来操作导叶、桨叶、阀门等与水接触的机械,所泄漏(外泄)的液压油通常都是从集水井或者轮毂没有经过处理直接排到环境水体中,造成水体一些水质指标升高。而改用纯水代替液压油,水即便泄漏,对环境水质也几乎没有影响,所以完全没有泄漏所带来的环境风险。此外,水是一种清洁介质,无色,无味,无嗅,还易挥发、无残留,对设备检修、安装人员的安全、健康有着很大的好处。

便宜好用,绿色环保,科技含量高……在参观完整套系统操作演示后,与会专家讨论热烈。

“液压系统漏油是很多水电站运行中亟待解决的问题,可以说是我国水电行业迈向绿色化、节能化和可持续发展的一个关键问题。将操作介质由液压油替换成完全绿色无害的纯水,在当前国家大力推进江河生态环境改善、水环境保护的形势下,这个创新将成为绿色水电站建设的一块重要拼图。”

“该技术在纯水液压的发展方面另辟蹊径,由国际上主流的在材料方面改进转到从介质方面想办法,绕过了传统纯水液压面临的许多问题,是一种革命性的技术进步,在液压系统的环保、运行成本和性能方面都能带来新的机遇。”

“该产品同时解决了水液压的腐蚀和润滑问题,其低廉的成本和对油压的兼容性可带来可观的应用前景。”

…………

用科技创新促进生态建设,推动水电向更加绿色环保方向发展,恩莱吉公司用前沿的理念和先进的技术,得到了诸多业内专家的首肯。

据了解,恩莱吉公司一直致力于“绿色水轮机”发展,提出了人、机、鱼、水和谐的水轮机概念,并研制出新型结构的高油压(16MPa)轮毂无油化水轮机,将轮毂内的液压装置外置,实现了轮毂无油化,杜绝了对河流的污染,有效增加了水轮机效率和出力。该技术成功应用于单机容量15兆瓦以下的高油压桨叶调节装置,已在黑龙江山口水电站15兆瓦、广西新丰10兆瓦等20多个水电站水轮机轮毂无油化改造中进行了应用,取得了显著的效果,获得了用户的一致好评。

在此基础上,恩莱吉公司加大研发力度,首次研制了高油压(16MPa)的大型水力机械桨叶调节装置,为有效解决大型水力机械漏油对河流造成的污染提供了可靠依据。此次鉴定会上,“大型转桨式水力机械的高油压新型桨叶调节装置关键技术”也获得专家一致认可,通过技术成果鉴定。

令人欣喜的是,恩莱吉公司将创新理念延伸至环境友好介质替换领域,旨在从源头解决水电发展中尚存的“不绿色”困扰。这突破了常规思维模式,为国内绿色水电发展带来了全新的畅想空间和更广阔的可能。

“我们谈绿色水电,必须谈水轮机。当前电机行业竞争日益激烈,将科技创新和绿色产业发展结合,用创新推动生态环保,这也是机电产业实现突破的唯一机会。”多年专注于水轮机发展的专家刘光宁说,“水电本身是清洁能源。今天这个技术,在基于绿色水电的基础上更进一步,为水力机械发展提供了一个重要的发展方向。我们可以大胆畅想,将这项技术扩大应用,实现水力机械的全部无油化,甚至是水电站和水泵站操作的无油化,将会把中国机电设备无油化做到国际领先,前景无限!”

来源:中国水利报 2019年8月7日  记者 马晓媛 聂生勇

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