专利技术加持 绿色水电迭代

“环保是当前水力机械发展的重要方向，技术创新是唯一出路。”近日，中国动力工程学会水轮机专委会在深圳举行了绿色水电专题研讨会，来自全国各地的水力机械专家达成共识。其中，深圳市恩莱吉能源科技有限公司(下称恩莱吉)研发的“大型转桨式水力机械的高油压新型桨叶调节装置关键技术”“水力机械无氧水操作接力器调节系统”等专利技术备受瞩目。

持续创新促绿色水轮机迭代

水轮机上连发电机，下连河道，水轮机漏油问题，一直是绿色水电所面临的核心问题之一。据了解，应用较为广泛的传统转桨式水轮机在运行中，因桨叶受到数百乃至上千吨水的压力，其枢轴与轴套在不平衡水力作用下产生磨损和变形，桨叶密封性能不断损耗，容易使压力油从轮毂漏出，既带来极大的能源浪费，更造成严重的河流污染。据了解，某南方省份一水电站，总装机容量为50MW，一年漏油量可达80多吨。

为实现水轮机无油化，国内外学者和工程技术人员进行了大量研究和探索。以恩莱吉为代表的科技型创新企业，已经成为近年来绿色水轮机创新发展的生力军。恩莱吉创始人郑程遥介绍，我国前三代水轮机的发展往往着力解决提高效率、减少空蚀、扩大容量等问题。随着水能资源的开发，生态环境保护问题日趋严峻，为此恩莱吉首次提出第四代水轮机应是“人、机、鱼、水”和谐的水轮机，并基于这一理念进行了持续研发。

5年前，恩莱吉研制出新型结构的轮毂无油化水轮机，首次将桨叶操作油压由传统的6.3兆帕提高到16兆帕，使相关部件体积减小，并将轮毂内的液压装置外置，实现了轮毂无油化。目前这一技术在广东、广西、湖南、福建、江西、黑龙江等地20多个中小水电站成功运行。

为了扩大这一绿色技术的适用范围，目前恩莱吉针对大型水轮机的运行特点，开发了适用于大型转桨式水力机械的高油压桨叶调节装置。据介绍，大型机组的主轴较长，若采用一般高油压桨叶调节装置的结构，操作杆很长，容易出现失稳等问题，为此，恩莱吉开发的新型桨叶调节装置取消了操作杆结构，将接力器与桨叶操作架直接连接，并首次使用两根单独的高压油管，取代传统的多层操作油管，解决了操作油管安装困难且容易断裂等问题。同时，恩莱吉还提出一种新型的密封结构，有效避免了操作油泄漏对河流的污染。

除了桨叶，水电站的阀门、闸门、导叶等重要机械的动作通常都是依靠液压油进行操作，为了完全杜绝操作油外漏的风险，恩莱吉又开创性地提出了“以水代油”的方案。国际上“以水代油”的主流技术路线是从改进机械结构的材质入手，以解决纯水对机械机构的腐蚀问题，而由恩莱吉总经理郑吉思博士主导研制的“水力机械无氧水操作接力器调节系统”独辟蹊径，提出以自来水作为原料进行无氧处理，实现了用无氧水作为介质，操作水轮机桨叶。

“从5年前就已在中小水电站成功运行的轮毂无油化绿色水轮机，到目前试运行成功的大型高油压桨叶调节装置，再到以水代油，研制出用无氧水作为操作介质的桨叶调节系统。每一步都是创新，每一步都是朝着绿色、节能和环保方向更进一步。”哈尔滨大电机研究所教授刘光宁这样评价。

专利保护助水利可持续发展

我国水利行业正处于向绿色化、节能化和可持续发展迈进的阶段，水轮机作为水利机械的一种，急切需要行业共同推动技术创新发展。哈尔滨大电机研究所教授覃大清认为，作为传统产业，水利行业一方面需要提升创新意识与能力，依靠技术创新，解决传统难题，带来新的增长点，另一方面也需要提升知识产权保护意识，通过发挥专利等知识产权制度的作用，为行业持续创新提供保障和动力。

作为一家以智力资本为主的轻资产公司，恩莱吉尤为注重知识产权保护。为了保护创新成果，恩莱吉积极提交专利申请、登记软件著作权，目前已获得“高油压控制水轮机桨叶调节装置”“一种用于大型水轮机的高油压桨叶调节装置”“无瓦结构单介质与多介质密封受油器”“一种除去水中溶解氧的装置和方法”“一种纯水液压系统”等十余件专利。

有了专利技术加持，绿色水轮机的最新创新成果得到了业界的高度认可。华中科技大学张勇传院士认为，恩莱吉研发的新型转桨式水力机械结构，可有效解决大型水力机械漏油对河流的污染，降低制造成本和水电站的建设及运维成本;其研制的无氧水操作桨叶接力器调节系统，杜绝了漏油风险，降低了消防安全隐患。这些创新成果不仅可用于新建电站，也同样适用于老机组改造，对于绿色水电建设，提升水电效益具有重要意义。（记者：刘仁）