打破国外长期技术垄断
我国自主研制首台套抽蓄电站空压机成功投用
9月8日，安装在广东梅蓄电站二期工程的国产抽水蓄能电站空压机“VM160”在广州通过科技成果鉴定，总体达到国际领先水平。这标志着我国自主研制的首台套抽蓄电站空压机成功投用，打破了国外在该装备领域的长期技术垄断，有力促进国产关键能源技术装备加速向高端化、绿色化、智能化升级。
▲南网储能公司牵头研制的国产抽水蓄能电站空压机“VM160”在广东梅蓄电站二期工程成功投用。 李冕祺 摄
抽蓄电站在电力系统负荷低谷时用电抽水，负荷高峰时放水发电，帮助风电、光伏等波动性新能源稳定接入电网，是电力系统负荷调节和清洁能源消纳的重要设施，随着新能源在新型电力系统中的渗透率持续提升，抽蓄电站的启动调用呈日益频繁趋势。
空压机作为给机组启动制动、调速系统控制、调相运行等关键运行环节提供空气压力的关键装备，在保障电力系统安全中的作用不断凸显。然而，受以往行业对空压机产业发展前景的眼光局限，我国抽蓄电站空压机市场长期被国外品牌占据，核心技术依赖进口，存在采购及运维成本高、备件采购周期长、技术无法自主可控等诸多问题。
2021年6月，南网储能公司广州启安众智公司联合湖南启轩机电设备公司、常州丰易达流体设备公司正式启动国产抽水蓄能电站空压机的研制攻关。“早在2018年，我们就对国内空压机市场进行了持续深入的调研，为国产装备研制的项目实施打下基础。‘双碳’目标战略的提出给我们加快研制国产抽蓄电站空压机扣响了‘发令枪’。”南网储能公司广州启安众智公司总经理刘涛表示。
▲南网储能公司运行人员在梅蓄电站启动我国首台套国产抽蓄电站空压机。 李冕祺 摄
四年多的研制过程中，团队先后完成了技术路线选定、结构性能设计、设备研发制造、产品工程应用等攻关任务。“我们的新机研制不仅要解决国外技术‘卡脖子’问题，更要立足抽蓄产业规模化发展需要优化提高设备的综合性能。这要求对每个环节都精益求精。”南网储能公司广州启安众智公司项目管理中心副总经理张超介绍。以技术路线选定为例，团队经过全方面多维度的反复比选，最终选择“中压无油”技术路线。这种新路线不仅无需润滑油参与空气压缩过程，消除了设备运行后的除油环节，还简化了冷凝废水处置，杜绝环境污染。
结构性能设计是抽蓄电站空压机研制的关键环节，直接决定国产装备的运行实效。与进口抽蓄电站空压机采取皮带传输驱动方式不同，团队创新设计应用了“同轴直驱一体化架构”。省去轴承皮带的国产空压机不仅把设备的传动效率提升至100%，还大幅降低了设备的维护成本。
▲经与进口抽蓄电站空压机(左二)进行对比，国产空压机关键性能指标更优。 李冕祺 摄
据了解，团队研发的国产抽蓄电站空压机的气体压强和压缩速度分别达到8.5兆帕和每分钟11.5立方米，其强度相当于在1平方米的面积承受425辆汽车叠放在一起的压力。
这意味着空压机的结构受力和密封性能要接受极为严苛的考验。通过不断优化空压机缸径比和阀组结构，团队自主研制出符合指标要求、工作运行高效的三级压缩主机。2024年11月，研发团队在广东梅州二期、广西南宁两个抽蓄工程安装4台国产空压机，顺利实现了新装备的工程应用。
与此同时，团队还匹配新空压机研制出运行智能诊断与电站协同控制系统，实现空压机“健康状态”的在线诊断。“与进口同型号空压机对比，我们研制的空压机关键性能指标更优，噪声分贝、缸体振动、电机振动分别同比降低了约14%、32%、72%。”南网储能公司广州启安众智公司生产研发中心副总经理王文辉告诉笔者。据估算，在抽蓄电站实施该型空压机的国产替代，30年的使用周期里最多可创造经济效益8100万元。
到2030年，我国抽水蓄能在运规模将超过1.2亿千瓦，接近现有规模的两倍，产业发展持续加速。实现设计、制造、试验、服务全流程国产化的抽蓄电站空压机经济环保效益显著，市场推广应用前景广阔。(来源：中国电力报 黄昉)