​​API激光跟踪仪精准测量 助力白鹤滩水电站实现水轮机叶片的高精度定位

国际金属加工网 2021年07月20日


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全球在建第一大水电站

白鹤滩水电站位于四川省凉山州宁南县和云南省昭通市巧家县境内,是全球在建最大水电站。水库正常蓄水位825米,相应库容206亿立方米,地下厂房装有16台机组,初拟装机容量1600万千瓦,多年平均发电量602.4亿千瓦时。建成后,将仅次于三峡水电站成为中国第二大水电站。

01

技术创新与发电效率的提升

白鹤滩水电站的建设有着诸多的技术创新,例如:大跨度缆机运输、精准温度控制下的无缝混凝土浇筑、发电机转子并机吊装等等。水电站的核心部件之一,水轮机的转轮,更是有着独特的制造技术和工艺创新,从而让工作效率进一步提升。

白鹤滩水电站装备有世界单机容量最大的水轮发电机组,运转1小时,可以发电100万度,这是1个现代家庭250年的用电需求。发电机组的制造,需要超过7000种的零部件,每一个零部件之间的配合都很重要。而这其中决定功率和效率的关键部件就是转轮。

转轮的作用是将水能捕获,转化为机械能,带动发电机高速旋转产生电能。其创新之处在于:较传统转轮是由长短一致的叶片组成,白鹤滩水电站机组的转轮是由15长、15短的叶片组合而成,通过精准计算配置,实现零配重,最大程度地提升转轮性能,在不增加单位水的拥挤量的同时,水轮机效率再提升0.5%。

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图为:白鹤滩水电站机组转轮(图片来源:中国中央电视台CCTV纪录片《动力澎湃》第二集)

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高标准的制造要求

独特的设计和性能的提升,要求更加精细的转轮制造工艺。尤其是每一个叶片的安装角度,一旦有一片安装误差过大,将影响整套转轮的工作效率。

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图为:API激光跟踪仪在机组转轮安装现场(图片来源:中国中央电视台CCTV纪录片《动力澎湃》第二集)

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API激光跟踪仪高效精确定位指导

为实现对制造过程更加精密的把控,激光跟踪仪被应用在了转轮叶片安装的过程中,为转轮的安装提供实时的位置及角度的指导。

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图为:工程师手持靶球配合激光跟踪仪进行采点测量(图片来源:中国中央电视台CCTV纪录片《动力澎湃》第二集)

测量时,激光跟踪仪射出激光束,被内置棱镜的靶球(SMR)捕捉,并同步跟踪采集到待测位置的三维坐标,可以帮助工程师实现叶片位置及角度的高精度分析;数据通过软件计算后,依照分析结果,调整叶片至最佳的位置和角度。

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图为:采集到的点的三维数据在软件中进行分析(图片来源:中国中央电视台CCTV纪录片《动力澎湃》第二集)

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▲视频:中国中央电视台CCTV纪录片《动力澎湃》第二集跟踪仪片段

04

精密测量科技的发展与再提升

作为激光跟踪仪的发明者和制造商,API自公司建立之初,就一直致力于激光跟踪仪测量科技的研究发展、以及性能的优化提升。本案中,使用的是API旗下的T3激光跟踪仪,其小巧灵活、易于操作,并兼备IFM(干涉激光,长度计量的标准)与ADM双激光,可以实现微米级别(μm)的高精度测量;于2008年交付哈电集团哈电机有限责任公司,服役至今,13年的时间,仍然具备精准而稳定的测量性能。

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图为:API品牌Radian系列激光跟踪仪(从左至右:RadianCore、RadianPlus、RadianPro)

基于对精密测量科技不懈的研究、以及对设备使用经验的不断总结,在T3激光跟踪仪之后,API又开发出了体积更小、操作更人性化、更智能的Radian系列激光跟踪仪,其中,RadianPlus/Core型号更是实现了完全无线操作,可广泛适用于包括野外作业的诸多测量工作环境之中。

此外,API公司也一直在为众多国家重点工程和国际合作项目提供全套的精密测量解决方案、及硬软件、服务的保障。

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