【壓縮機網】打破國外長期技術壟斷

　　我國自主研制首臺套抽蓄電站空壓機成功投用

　　筆者從南方電網儲能股份有限公司（以下簡稱“南網儲能公司”）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域的長期技術壟斷，有力促進國產關鍵能源技術裝備加速向高端化、綠色化、智能化升級。

　　▲南網儲能公司牽頭研制的國產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負荷低谷時用電抽水，負荷高峰時放水發電，幫助風電、光伏等波動性新能源穩定接入電網，是電力系統負荷調節和清潔能源消納的重要設施，隨著新能源在新型電力系統中的滲透率持續提升，抽蓄電站的啟動調用呈日益頻繁趨勢。

　　空壓機作為給機組啟動制動、調速系統控制、調相運行等關鍵運行環節提供空氣壓力的關鍵裝備，在保障電力系統安全中的作用不斷凸顯。然而，受以往行業對空壓機產業發展前景的眼光局限，我國抽蓄電站空壓機市場長期被國外品牌占據，核心技術依賴進口，存在采購及運維成本高、備件采購周期長、技術無法自主可控等諸多問題。

　　2021年6月，南網儲能公司廣州啟安眾智公司聯合湖南啟軒機電設備公司、常州豐易達流體設備公司正式啟動國產抽水蓄能電站空壓機的研制攻關。“早在2018年，我們就對國內空壓機市場進行了持續深入的調研，為國產裝備研制的項目實施打下基礎。‘雙碳’目標戰略的提出給我們加快研制國產抽蓄電站空壓機扣響了‘發令槍’。”南網儲能公司廣州啟安眾智公司總經理劉濤表示。

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

　　四年多的研制過程中，團隊先后完成了技術路線選定、結構性能設計、設備研發制造、產品工程應用等攻關任務。“我們的新機研制不僅要解決國外技術‘卡脖子’問題，更要立足抽蓄產業規模化發展需要優化提高設備的綜合性能。這要求對每個環節都精益求精。”南網儲能公司廣州啟安眾智公司項目管理中心副總經理張超介紹。以技術路線選定為例，團隊經過全方面多維度的反復比選，最終選擇“中壓無油”技術路線。這種新路線不僅無需潤滑油參與空氣壓縮過程，消除了設備運行后的除油環節，還簡化了冷凝廢水處置，杜絕環境污染。

　　結構性能設計是抽蓄電站空壓機研制的關鍵環節，直接決定國產裝備的運行實效。與進口抽蓄電站空壓機采取皮帶傳輸驅動方式不同，團隊創新設計應用了“同軸直驅一體化架構”。省去軸承皮帶的國產空壓機不僅把設備的傳動效率提升至100%，還大幅降低了設備的維護成本。

　　▲經與進口抽蓄電站空壓機（左二）進行對比，國產空壓機關鍵性能指標更優。李冕祺攝

　　據了解，團隊研發的國產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構受力和密封性能要接受極為嚴苛的考驗。通過不斷優化空壓機缸徑比和閥組結構，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臺國產空壓機，順利實現了新裝備的工程應用。

　　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同控制系統，實現空壓機“健康狀態”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鍵性能指標更優，噪聲分貝、缸體振動、電機振動分別同比降低了約14%、32%、72%。”南網儲能公司廣州啟安眾智公司生產研發中心副總經理王文輝告訴筆者。據估算，在抽蓄電站實施該型空壓機的國產替代，30年的使用周期里最多可創造經濟效益8100萬元。

　　到2030年，我國抽水蓄能在運規模將超過1.2億千瓦，接近現有規模的兩倍，產業發展持續加速。實現設計、制造、試驗、服務全流程國產化的抽蓄電站空壓機經濟環保效益顯著，市場推廣應用前景廣闊。