黑機(jī)網(wǎng)訊（哈電機(jī)供稿）2013年10月24日19:30分，哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司（以下簡稱哈電機(jī)）自主研發(fā)、設(shè)計(jì)并成功制造的向家壩左岸首臺水輪發(fā)電機(jī)組，順利通過72小時(shí)試運(yùn)行，正式投入了商業(yè)運(yùn)營，創(chuàng)造了我國電力裝備行業(yè)水電機(jī)組的最高紀(jì)錄。自此，向家壩電站擁有了一顆我國自主研發(fā)、設(shè)計(jì)并成功制造的世界上最強(qiáng)勁的“動力之心”。向家壩將憑此汲取金沙江水巨大的自然力量，以蘊(yùn)含著光明和能量的清潔能源注力中華民族的偉大復(fù)興。這是優(yōu)秀的哈電機(jī)兒女歷經(jīng)十余年拼搏、創(chuàng)造之后，獻(xiàn)給祖國和人民的又一份盛禮。
向家壩的“動力之心”是額定單機(jī)容量為812兆瓦的水輪發(fā)電機(jī)組，是目前世界上單機(jī)容量最大的水輪發(fā)電機(jī)組，凝聚著優(yōu)秀哈電機(jī)兒女的智慧和力量。該機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定、操控可靠、狀態(tài)良好，多項(xiàng)指標(biāo)超過合同標(biāo)準(zhǔn)，制造技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。機(jī)組優(yōu)異的性能如利劍般劈碎了國產(chǎn)機(jī)組無法達(dá)到800兆瓦級的桎梏，如新星般升起在世界電力裝備制造行業(yè)的星空上，絢麗耀目。
領(lǐng)銜中國創(chuàng)造
對于我國電力裝備制造行業(yè)來說，2013年10月24日具有特殊的意義。這一天，由我國自主研發(fā)、設(shè)計(jì)制造的世界單機(jī)容量最大的首臺向家壩800兆瓦級水輪發(fā)電機(jī)組勝利并網(wǎng)發(fā)電，使我國水輪發(fā)電機(jī)制造水平由700兆瓦級躍升到800兆瓦級。標(biāo)志著“哈電”這個(gè)國有商標(biāo)已經(jīng)成為國際電力裝備制造行業(yè)的龍頭品牌。
專家見證奇跡。對于身處向家壩電站現(xiàn)場的中國長江三峽集團(tuán)公司、中國長江電力股份有限公司、向家壩機(jī)組制造、安裝及監(jiān)理單位的專家以及技術(shù)人員來說，10月24日是不平凡的一天，他們親歷了國產(chǎn)首臺世界最大機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行的歷史時(shí)刻，見證了國產(chǎn)巨型機(jī)組的優(yōu)異性能。在試運(yùn)行的72小時(shí)中，檢測結(jié)果顯示，機(jī)組的功率、轉(zhuǎn)速等主要參數(shù)指標(biāo)完全符合合同要求，各關(guān)鍵部位的震動、擺度、溫度等指標(biāo)均高于標(biāo)準(zhǔn)要求。其中，上導(dǎo)軸承和水導(dǎo)軸承和下導(dǎo)軸承的擺度峰值僅相當(dāng)于業(yè)內(nèi)對精品機(jī)組要求峰值的50%；最關(guān)鍵的布置在直徑4.4米平面圓周上的24件推力軸承瓦最高工作溫度差僅為1.7攝氏度，遠(yuǎn)低于業(yè)內(nèi)對精品機(jī)組瓦溫最高溫差3攝氏度的要求。向家壩機(jī)組在試運(yùn)行中的優(yōu)秀表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了哈電機(jī)“確保溪洛渡和向家壩機(jī)組臺臺創(chuàng)精品”目標(biāo)，創(chuàng)造了我國自主研發(fā)、設(shè)計(jì)制造水輪發(fā)電機(jī)組的最高記錄。
這已經(jīng)是哈電機(jī)在2013年第二次刷新我國電力裝備制造行業(yè)的最高記錄了。今年7月27日，該公司剛剛創(chuàng)造了我國自主研發(fā)、設(shè)計(jì)制造水輪發(fā)電機(jī)組的最高記錄，為三峽公司制造的單機(jī)容量700兆瓦級水輪發(fā)電機(jī)組，被作為溪洛渡首批、左岸首臺機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，機(jī)組質(zhì)量創(chuàng)國內(nèi)最好，制造技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。僅僅相隔兩個(gè)多月，哈電機(jī)為向家壩電站制造的單機(jī)容量800兆瓦級機(jī)組又成功發(fā)電，再次刷新了歷史記錄，這臺“中國創(chuàng)造”的產(chǎn)品硬生生地使水輪發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量一下子提升了一個(gè)大等級，一時(shí)間，哈電機(jī)再次成為了國內(nèi)外行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。國內(nèi)同行津津樂道、引以為豪，國外對手將信將疑、爭相對證。怎么可能呢？如此短的時(shí)間，連續(xù)刷新最高紀(jì)錄，真是令人難以置信，這種創(chuàng)造效率在國內(nèi)行業(yè)企業(yè)中是沒有的，在國際行業(yè)企業(yè)中也是罕見的。哈電機(jī)真正成為了電力裝備制造行業(yè)中不斷創(chuàng)造奇跡的明星企業(yè)。
領(lǐng)先世界技術(shù)
作為世界單機(jī)容量最大的機(jī)組，向家壩機(jī)組代表著世界水電機(jī)組制造的最高水平。對于研發(fā)向家壩機(jī)組的哈電機(jī)而言，這不僅是一個(gè)任務(wù)，更是一種使命，一種中國水電事業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的使命。
向家壩機(jī)組的許多指標(biāo)比世界矚目的三峽機(jī)組還要高。與三峽機(jī)組相比較，單機(jī)容量從700兆瓦級變成了800兆瓦級，最優(yōu)效率從94.63%上升到了94.65%，機(jī)組的穩(wěn)定性、空化性能等指標(biāo)均有所提高。
為了使祖國水電事業(yè)邁上更高的水平，哈電機(jī)在向家壩項(xiàng)目競標(biāo)前就堅(jiān)定了信念，不僅要擊敗國內(nèi)外競爭對手，拿下向家壩項(xiàng)目合同，而且要將向家壩機(jī)組打造成精品工程。為此，哈電機(jī)專門設(shè)立了向家壩電站研究課題, 組織了大量優(yōu)秀科技人員，應(yīng)用具有國際領(lǐng)先水平的高水頭水力機(jī)械試驗(yàn)臺設(shè)備，針對世界最大的向家壩水輪發(fā)電機(jī)組自主設(shè)計(jì)和制造，展開了科技攻關(guān)。
科研攻關(guān)中，科研團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論對水輪機(jī)內(nèi)部流動進(jìn)行了分析，針對水流在局部空間和時(shí)間內(nèi)都存在混沌不確定性的特點(diǎn)，準(zhǔn)確地找出了水流在水輪機(jī)內(nèi)流動的規(guī)律，采用了環(huán)量控制的方法，實(shí)現(xiàn)了對機(jī)組水流流動的宏觀控制。在進(jìn)一步的研究中，把環(huán)量控制和空化設(shè)計(jì)方法引入科研設(shè)計(jì)優(yōu)化之中，成功消除了壓力脈動的周期性疊加和反饋放大問題，保證了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。
為攻克科研課題，技術(shù)專家?guī)ьI(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)先后制定了幾十套方案，經(jīng)對比和驗(yàn)證，陸續(xù)優(yōu)化并制作了6個(gè)模型轉(zhuǎn)輪；經(jīng)歷了近2年的試驗(yàn)篩選，逐步提高了模型轉(zhuǎn)輪的各項(xiàng)性能指標(biāo)。攻關(guān)團(tuán)隊(duì)的心血沒有白費(fèi)，在解決了向家壩機(jī)組一系列世界級的科研難題后，機(jī)組模型轉(zhuǎn)輪試驗(yàn)的最優(yōu)效率最終達(dá)到了94.95%，遠(yuǎn)高于向家壩項(xiàng)目94.65%的招標(biāo)要求，超越了國內(nèi)外的強(qiáng)勁對手。
在課題評審會上，行業(yè)專家對哈電機(jī)向家壩機(jī)組科研課題的成果做出評價(jià)：“具有優(yōu)秀的水力穩(wěn)定性能、高效的效率水平、優(yōu)異的空化性能，無高部分負(fù)荷壓力脈動，解決了世界性的難題?！?/span>
在與國內(nèi)同行及國外大公司的同臺對比中，哈電機(jī)憑借卓越的科研成果、合理的方法和科學(xué)的方案，獲得了三峽集團(tuán)公司的認(rèn)可，如愿以償?shù)丶缲?fù)起了我國自主設(shè)計(jì)制造向家壩800兆瓦級水電機(jī)組的光榮使命。
破解世界難題
向家壩機(jī)組剛剛進(jìn)入設(shè)計(jì)階段時(shí)，在三峽機(jī)組上出現(xiàn)的一個(gè)問題引起了業(yè)主和哈電機(jī)的關(guān)注。在三峽左岸一臺由國外公司設(shè)計(jì)、制造的機(jī)組運(yùn)行中，“誤同期”并網(wǎng)時(shí)出現(xiàn)問題，使支路電流瞬間升高，導(dǎo)致匯流環(huán)被蹦開，并引起了嚴(yán)重短路。這件事情發(fā)生后，“誤同期”并網(wǎng)對于機(jī)組的損害，在世界范圍內(nèi)，第一次被列入了主機(jī)設(shè)備制造需要考慮的問題。在巨型機(jī)組上，“誤同期”并網(wǎng)瞬間產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，與一直以來標(biāo)準(zhǔn)所要求耐受的短路轉(zhuǎn)矩相差很多。所以，使機(jī)組“誤同期”并網(wǎng)不產(chǎn)生損害，對于主機(jī)設(shè)備制造廠來說，是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。三峽公司希望哈電機(jī)在向家壩機(jī)組設(shè)計(jì)上解決這個(gè)國外同行未能解決的問題。
哈電機(jī)在接到三峽總公司安排的任務(wù)后，時(shí)任向家壩項(xiàng)目主任設(shè)計(jì)師的夏佑安帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員立刻投入到結(jié)構(gòu)研究中。“誤同期”的電流可以很快計(jì)算出來，但是它作用在機(jī)組上，不同位置的力都不相同，而最大力的位置又不一定能對機(jī)組產(chǎn)生最嚴(yán)重的危害。哪里是最大點(diǎn)？哪里是會對機(jī)組產(chǎn)生最大危害的點(diǎn)？目前的結(jié)構(gòu)能否承受？如果承受不了，怎么改進(jìn)能夠承受？今后的巨型機(jī)組、甚至百萬水電機(jī)組是不是都能承受這個(gè)力？這一系列的問號成為了懸在發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)頭上的一片片烏云。
經(jīng)過系統(tǒng)分析驗(yàn)證，當(dāng)疑問的烏云被一塊塊地?fù)荛_的時(shí)候，新的問題又出現(xiàn)了，如果一個(gè)點(diǎn)、一個(gè)點(diǎn)的算，這樣的可能點(diǎn)有1000多個(gè)，光是把這些點(diǎn)都算完，就得用1年的時(shí)間，這絕對不行。怎么辦？連續(xù)的半個(gè)月，夏佑安和他的助手，一有時(shí)間就把自己關(guān)在研討室，把收集的資料翻透了，把計(jì)算看爛了。最終，他們研究創(chuàng)新了一套有效提高效率的方法，高效地完成了“誤同期”并網(wǎng)時(shí)的匯流銅環(huán)受力計(jì)算，滿足了機(jī)組誤同期工況的要求。設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會上，哈電機(jī)提交的計(jì)算成果得到了三峽總公司專家組的一致認(rèn)可，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)終于“守得云開見日出”了。
據(jù)夏佑安介紹，如此全面、深入地研究匯流銅環(huán)受力及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度課題，在國內(nèi)外都是首次，它不僅解決了發(fā)電機(jī)在工程設(shè)計(jì)過程中的實(shí)際問題，也為哈電機(jī)在今后的大型電站更規(guī)范地進(jìn)行計(jì)算、設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
打造行業(yè)精品
向家壩雖然是我國第三大水電站，但單機(jī)容量卻是世界最大，如何完成制造并將其打造成精品？無論三峽的經(jīng)驗(yàn)多么成功，都會有更多未知的挑戰(zhàn)等著哈電機(jī)人去超越。
作為世界上單機(jī)容量最大的水輪發(fā)電機(jī)組，向家壩機(jī)組的主要部件幾乎都具有體積大、噸位重的特點(diǎn)。就拿導(dǎo)水機(jī)構(gòu)頂蓋來說，這一個(gè)工件的重量就達(dá)到340余噸、直徑近13米，翻身、起吊和加工都難度巨大；其中，拼焊頂蓋用的鋼板最大厚度達(dá)230毫米，要焊接完頂蓋，光焊絲就需要近20噸，也就是說，即使一個(gè)焊工一刻不停地焊，也需要330多天才能焊完；何況，期間還要遵守固定的工藝流程、滿足苛刻的技術(shù)要求、符合嚴(yán)格的檢查標(biāo)準(zhǔn)。打造向家壩精品機(jī)組的難度由此可見一斑。
說打造精品，就不得不說到機(jī)組導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)制造。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)是機(jī)組水輪機(jī)的關(guān)鍵部套，可以控制流經(jīng)機(jī)組的水流方向和流量，保證轉(zhuǎn)輪效率穩(wěn)定；對控制機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，以及機(jī)組的保養(yǎng)、檢修至關(guān)重要。
哈電機(jī)用精細(xì)過程保證精品結(jié)果。生產(chǎn)管理上，對主件生產(chǎn)進(jìn)度的要求精細(xì)到了每道工序；焊接作業(yè)中，各部件焊縫超聲波探傷檢查合格率達(dá)到了100%；加工過程里，充分的生產(chǎn)準(zhǔn)備，精細(xì)、規(guī)范的加工操作保證了質(zhì)量，尺寸超過10米的產(chǎn)品，加工偏差卻被控制在了0.7毫米以內(nèi)；裝配及試驗(yàn)時(shí)，詳盡的工藝技術(shù)交底，數(shù)百個(gè)項(xiàng)次的精細(xì)組裝、檢測及調(diào)試，為整個(gè)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)部套的制造成功奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2012年3月22日，經(jīng)過業(yè)主聯(lián)合檢查組專家的全面檢查，確認(rèn)向家壩導(dǎo)水機(jī)構(gòu)各測量尺寸全部滿足圖紙要求，開關(guān)試驗(yàn)、密封性能良好，模擬工作狀態(tài)試驗(yàn)完全符合合同要求——世界單機(jī)容量最大機(jī)組的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在哈電機(jī)自主設(shè)計(jì)制造成功。這標(biāo)志著是整個(gè)機(jī)組的主要制造瓶頸被突破。
現(xiàn)場預(yù)裝完成后的向家壩導(dǎo)水機(jī)構(gòu)高7.8米，外徑尺寸近13米，總重達(dá)970余噸，遠(yuǎn)高于三峽機(jī)組導(dǎo)水機(jī)構(gòu)736噸的總重。想象一下，這個(gè)由100多種近5000個(gè)部件組裝而成的、具有調(diào)控世界最大容量機(jī)組的龐然大物，體積相當(dāng)于近30輛轎車摞在一起，重量相當(dāng)于400多輛轎車的總和，如此龐大而又如此精細(xì)，簡直就是一個(gè)人造奇跡。實(shí)際上，這只是向家壩機(jī)組上眾多精品部套中的一個(gè)。
向家壩整機(jī)更令人嘆為觀止。整個(gè)水輪發(fā)電機(jī)組的總重量達(dá)到了超乎人們想象的7000噸，上下高度近50米，相當(dāng)于一座10多層的大樓的高度。如此巨大的設(shè)備不停運(yùn)轉(zhuǎn)，而機(jī)組的震動、擺度值均小于1毫米，確實(shí)讓人驚嘆。能夠做到這一點(diǎn)，完全得益于哈電機(jī)的精品制造。
注力美麗中國
生產(chǎn)制造世界單機(jī)容量最大的800兆瓦級水輪發(fā)電機(jī)組，哈電機(jī)各條戰(zhàn)線工作者都付出了極大的努力。各部門的協(xié)同合作、研發(fā)人員的創(chuàng)新攻關(guān)，技術(shù)人員的精細(xì)優(yōu)化、管理人員的精心組織、生產(chǎn)人員的細(xì)心操作、輔助人員的跟蹤服務(wù)等等，成功地將向家壩機(jī)組打造成了精品機(jī)組，把哈電機(jī)推上了行業(yè)的至高點(diǎn)，使我國電力裝備制造行業(yè)的水電機(jī)組成就走上了巔峰。
歷經(jīng)勵(lì)志研發(fā)和苦心積累的哈電機(jī)，從三峽左岸當(dāng)學(xué)生，到三峽右岸自主化，再到溪洛渡、向家壩的新創(chuàng)造，實(shí)現(xiàn)了與國際一流企業(yè)的巔峰對決。隨著國企與外企的競技發(fā)展，我國大型水電裝備自主研發(fā)能力和制造技術(shù)全面超越，我國對清潔能源的開發(fā)能力持續(xù)提升。從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”，哈電機(jī)始終保持著穩(wěn)健的發(fā)展態(tài)勢，優(yōu)秀的科技成果和一臺又一臺的精品機(jī)組，將世界行業(yè)關(guān)注的目光牢牢地鎖定。事實(shí)證明，哈電機(jī)經(jīng)過持續(xù)的自主創(chuàng)新，技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量水平不但實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)第一，更在國際上達(dá)到了一流的水平。
“技術(shù)上積累，心態(tài)上清零”。哈電機(jī)公司董事長兼總經(jīng)理邱希亮用這句話概括了哈電機(jī)能夠保持著旺盛自主創(chuàng)新能力的原因。從三峽左岸電站學(xué)習(xí)至今的十幾年間，哈電機(jī)公司完成從300兆瓦到800兆瓦巨型水電機(jī)組自主制造的一個(gè)個(gè)跨越，躋身世界一流水電品牌之列，持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新是重要的撬動支點(diǎn)。
盡管成功地自主設(shè)計(jì)制造了世界上單機(jī)容量最大的800兆瓦級向家壩水電機(jī)組，登上了世界水電制造成就的巔峰，但哈電機(jī)人把登頂當(dāng)成了又一次新超越的開始。目前，該公司針對千兆瓦級水輪發(fā)電機(jī)組的攻關(guān)課題研究正在深入展開，部分前期科研成果已經(jīng)通過了國家科技部門的評審，并獲得了三峽集團(tuán)公司的認(rèn)可。相信在未來的烏東德、白鶴灘等千兆瓦級水電站的建設(shè)中，哈電機(jī)將再次創(chuàng)造奇跡，再次為我國低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新動力。
爭國內(nèi)第一，創(chuàng)世界一流，打造裝備制造業(yè)的動力航母。哈電機(jī)將一如既往地扛起民族工業(yè)的大旗走在中國電力裝備制造業(yè)前列，以更多精良的裝備助力中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建設(shè)美麗中國，實(shí)現(xiàn)偉大復(fù)興的中國夢。（編輯司捷）
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