第一章 公開招標(biāo)
1.招標(biāo)條件 本招標(biāo)項目名稱為:大渡河公司650MW混流式水輪機寬負(fù)荷運行損傷特性與監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)公開招標(biāo),項目招標(biāo)編號為:CEZB250509966,招標(biāo)人為國能大渡河大崗山發(fā)電有限公司,項目單位為:國能大渡河大崗山發(fā)電有限公司,資金來源為自籌。招標(biāo)代理機構(gòu)為國家能源集團國際工程咨詢有限公司。本項目已具備招標(biāo)條件,現(xiàn)對該項目進行國內(nèi)資格后審公開招標(biāo)。
2.項目概況與招標(biāo)范圍
2.1 項目概況、招標(biāo)范圍及標(biāo)段(包)劃分:2.1.1 項目概況
2024年8月,國家發(fā)改委和國家能源局印發(fā)《能源重點領(lǐng)域大規(guī)模設(shè)備更新實施方案》,明確指出“研究提升水輪發(fā)電機組靈活性、寬負(fù)荷運行能力。開展水電資源潛力挖掘,提升老舊機組運行效率,增加機組穩(wěn)定運行能力,更好適應(yīng)新型電力系統(tǒng)運行需要”的要求。隨著新能源滲透率的不斷提升,大崗山電站水輪發(fā)電機組深度參與電網(wǎng)調(diào)峰,在空載和小流量工況運行概率大幅增加,機組長期在低負(fù)荷工況區(qū)運行,水輪機葉道渦、尾水管渦帶等引起的壓力脈動導(dǎo)致轉(zhuǎn)輪、導(dǎo)水機構(gòu)等過流部件受到高幅值交變水動力載荷的作用產(chǎn)生疲勞損傷,長期運行后轉(zhuǎn)輪葉片、活動導(dǎo)葉、頂蓋等部件產(chǎn)生裂紋,將嚴(yán)重影響水電站的安全運行。同時,在新型電力系統(tǒng)加快建設(shè)的背景下,水電作為清潔能源的重要組成部分,正加快向調(diào)節(jié)支撐性電源轉(zhuǎn)型,頻繁參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)與輔助服務(wù)。從電網(wǎng)管理層面,四川能監(jiān)辦出臺了新版“兩個細(xì)則”,對水電機組的調(diào)控精度、響應(yīng)速度和考核機制均提出了更為嚴(yán)格的要求。因此,針對上述新型電力系統(tǒng)運行與監(jiān)管要求,寬負(fù)荷運行條件下水電機組關(guān)鍵部件的動態(tài)響應(yīng)、安全壽命、快速調(diào)節(jié)能力及監(jiān)測預(yù)警,已成為制約水電機組穩(wěn)定運行和高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)瓶頸。
本項目擬以650MW混流式機組寬負(fù)荷運行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),緊密圍繞新型電力系統(tǒng)對于水電調(diào)控能力、響應(yīng)速度、寬幅安全運行等提出的要求,以工程實際為依托,面向未來更為嚴(yán)格的調(diào)控場景,聚焦650MW混流式水輪機在寬負(fù)荷運行、頻繁過渡工況下的機組運行狀況研究、損傷機理研究與設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)等內(nèi)容展開展系統(tǒng)性研發(fā),為后續(xù)實施實現(xiàn)機組寬負(fù)荷運行技改項目奠定基礎(chǔ)。研究成果可在國能大渡河流域水電站和行業(yè)內(nèi)進一步推廣。
2.1.2 本項目服務(wù)地點為:大崗山水電站。
2.2 其他:/
2.3 主要研究內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo):【1】主要研究內(nèi)容
面向四川新型電力系統(tǒng)需求,圍繞系統(tǒng)調(diào)研、在役評估、模型構(gòu)建、指標(biāo)與策略驗證,構(gòu)建650MW在役機組的寬負(fù)荷改造指標(biāo)體系與實施路線,為后續(xù)工程化改造提供邊界條件、容量目標(biāo)與技術(shù)依據(jù)。
1)在電力市場與四川新版兩個細(xì)則約束下梳理運行與試驗數(shù)據(jù),測試調(diào)速與勵磁頻響并校核機電耦合與慣量模型,量化低負(fù)荷與調(diào)節(jié)瓶頸;結(jié)合規(guī)劃與新能源滲透率構(gòu)建未來調(diào)控場景,形成需求側(cè)指標(biāo)與能力差距清單。
2)通過仿真比選與小步現(xiàn)場驗證分階段優(yōu)化勵磁與調(diào)速參數(shù),明確轉(zhuǎn)輪、主軸、導(dǎo)水機構(gòu)、補氣、密封、水導(dǎo)軸承、尾水錐等改造優(yōu)先級;建立穩(wěn)定性、效率、調(diào)控三類分層指標(biāo)與統(tǒng)一驗證流程,貫通數(shù)值仿真、硬件在環(huán)與真機驗證。
3)建立包含引水系統(tǒng)、蝸殼、導(dǎo)水機構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、尾水管的三維高保真幾何與動網(wǎng)格模型,并構(gòu)建時變轉(zhuǎn)速控制模型,實現(xiàn)典型穩(wěn)態(tài)與開停機、甩負(fù)荷等過渡過程的高精度模擬。
4)在不同水頭與出力區(qū)間開展流固耦合與水力激振數(shù)值計算與仿真,獲取流動結(jié)構(gòu)演化、壓力脈動及水錘特性并溯源高幅脈動誘因;誤差目標(biāo)為額定功率50%以上不超過6%,50%以下不超過10%,過渡過程不超過12%。
5)評估活動導(dǎo)葉、固定導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪在穩(wěn)態(tài)與過渡過程中的載荷與動態(tài)響應(yīng),識別振動機理、葉片變形與動應(yīng)力分布;提取葉片固有頻率并定位高應(yīng)力區(qū)域,為結(jié)構(gòu)強化與避振提供依據(jù)。
6)研究低負(fù)荷與非最優(yōu)區(qū)間的長期穩(wěn)定運行可行性與可擴寬范圍,量化對振動、擺度、壓力脈動及水下關(guān)鍵部位損傷的影響,形成明確的穩(wěn)定性評估與運行邊界結(jié)論。
7)在基于目前大崗山電站蝸殼、座環(huán)、尾水管不變的條件下,開展水輪機模型主要過流部件(含轉(zhuǎn)輪、活動導(dǎo)葉等)水力開發(fā),并提供優(yōu)化后轉(zhuǎn)輪與原始轉(zhuǎn)輪主要技術(shù)參數(shù)對比結(jié)果。