《大升程水力驱动式垂直升船机核心装备研制与工程应用》

项目重要性、意义:中国水能资源世界第一,水电在电力结构中的比例却只有17%,所以调整能源结构,保护生态环境,优先发展水电,建立大型的水电站是今后的大势所趋。根据规划中国将在水电投资建设的力度加大,对于升船机的需求也将加大。与现有传统的电力驱动升船机相比,水力式升船机节能环保。因此开发大型水力式升船机市场前景可观,同时可填补国内升船机在驱动形式上的空白,节约能源、减少排放,将产生很大的社会效益。该项目应用于云南景洪水电站,2008年签订合同,2016年12月18日实现澜沧江航道上的船只首次过坝,时任国务院副总理的张高丽同志主持了剪彩仪式。

主要技术内容:创新研发了双螺旋绳槽厚壁卷筒的加工工艺方法,保证了绳槽位置精度,实现了多组钢丝绳同步;首次开发了键槽与骑缝销组合结构的卷筒与主轴的联接技术,连接可靠,装配精度高;首次应用了胀紧套、大型膜片联轴器联接卷筒同步轴系,实现了微间隙传动,提高了承船厢的抗倾斜能力和运行安全性;率先开发了低速、重载锥齿轮垂直换向技术;创新研发了卷筒钢丝绳防脱固定装置新结构,钢丝绳的固定安全、可靠,满足了升船机对卷筒宽度的要求。

围绕该项目共发表论文5篇,获得专利8项,其中发明专利3项。2017年12月该项目通过机械工业协会组织的成果鉴定。2018年2月该项目的“一种大型升船机卷筒螺旋绳槽加工方法”被河南省科学技术厅确认为科学技术成果。

主要性能指标:卷筒直径:4250mm;卷筒组纵向间距:19650mm;卷筒个数:16个;卷筒组横向间距:10200mm;同步轴额定扭矩:190kN.m;同步轴额定转速:≤1r/min;提升高度:66.86m;过船能力:500t级;钢丝绳直径:Ф70mm;钢丝绳根数:64根;每对制动头的摩擦力≥300kN;制动盘端面跳动≤0.5mm。

经济效益和社会效益:该产品成功开发,可以在大型水电站中推广应用,经济效益显著,仅以景洪水电站水力式升船机为例,成套设备供货合同额达到2亿4770多万元。依据该项目的研究成果,近三年又追加该项目同步轴系统改造,并拓展应用到卷扬类提升设备中,取得显著经济效益。该项目大升程水力驱动式垂直升船机建设成本比钢丝绳卷扬式升船机减少20%,比齿条爬升式升船机减少50%。可节省投资1.5-2.5亿元,可节省运行维护费约300-500万元。提前一年实现通航目标,为业主创造经济效益4000万元。该项目研究成果的市场前景及经济效益十分显著。该产品的成功开发,在保证河运畅通的同时,对于环境保护、绿色能源的充分利用,有很大的促进作用,具有显著的社会效益。

促进行业进步作用:该产品开发的大升程水力驱动式垂直升船机,是依靠“水的浮力”驱动承船厢的运行。采用了与传统卷扬式升船机完全不同的工作原理,是世界高坝通航领域一次重大技术创新,极大地推进了世界升船机技术的进步和发展。它具有机构简单、安全可靠、绿色环保、节约能源等优越性。可以在大型水电站中推广应用,对于今后大坝升船机的设计制造,提供了新的设计思路,促进升船机向节能减排、资源有效利用的方向发展。

成果说明

本产品成功开发,已在景洪水电站得到实际应用,成套设备供货合同额达到2亿4770万元,2016年8月已通过云南省航务局试通航验收,2016年12月18日实现澜沧江航道上的船只首次过坝。依据本项目的研究成果,近三年又追加该项目同步轴系统改造,并拓展应用到卷扬类提升设备中,取得显著经济效益。 水力式升船机尤其适合大吨位、大水位变幅的升船机建设,且建设成本与维护费用低,特别适合我国高坝通航,在山区河流具有广阔的推广应用前景。沅水白市、托口等升船机基本确定采用该形式。广西岩滩500t的升船机正面临着改造,已经过论

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