日前，哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司 （以下簡稱哈電機(jī)）承擔(dān)的 “十二五”國家科技支撐計劃項目“大型抽水蓄能機(jī)組成套設(shè)備研制”通過近五年的艱苦研制，終于結(jié)出豐碩成果，順利通過了國家科技部組織的技術(shù)驗收。

在該項目的科研開發(fā)中，哈電機(jī)在水泵水輪機(jī)、發(fā)電電動機(jī)、控制系統(tǒng)裝置及系統(tǒng)集成技術(shù)等方面取得了重大創(chuàng)新突破，獲得了6項國家發(fā)明專利和3項省部級科技進(jìn)步獎。

截至目前，哈電機(jī)已經(jīng)完全掌握了300兆瓦級及以上抽水蓄能機(jī)組關(guān)鍵核心技術(shù)，填補(bǔ)了我國大型抽水蓄能機(jī)組多項國際、國內(nèi)技術(shù)空白。

突破瓶頸 產(chǎn)品達(dá)到世界領(lǐng)先水平

在該項國家科技支撐計劃的推進(jìn)中，哈電機(jī)成立了多個技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊，在多年鉆研的基礎(chǔ)上，不斷趕超先進(jìn)。哈電機(jī)技術(shù)專家在接受中國工業(yè)報記者采訪時表示， “我們通過自主創(chuàng)新，解決了水泵水輪機(jī)S特性等多項世界性難題?！?/span>

據(jù)哈電機(jī)副總設(shè)計師魏顯著介紹，由于水泵水輪機(jī)運(yùn)行起來會產(chǎn)生更大的離心力，而上游通過水泵水輪機(jī)的水流，又會產(chǎn)生較大的慣性力。離心力和慣性力共同作用，往往造成機(jī)組在某些工況下的運(yùn)行極不穩(wěn)定，這就是業(yè)內(nèi)人士常說的 “S”特性。為了提高機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，傳統(tǒng)的辦法是，在機(jī)組中安裝非同步導(dǎo)葉。這雖然能夠保證機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定，但卻造成了控制系統(tǒng)的繁瑣與復(fù)雜。

面對這一世界性難題，哈電機(jī)積極革新設(shè)計理念，利用先進(jìn)的CFD水力開發(fā)技術(shù)，最終實現(xiàn)了大型水泵水輪機(jī)水泵工況和水輪機(jī)工況性能的合理匹配，使 “S”區(qū)水頭安全裕量和“駝峰”區(qū)揚(yáng)程裕量分別高達(dá)18.6%和4.7%，達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。

針對抽水蓄能機(jī)組轉(zhuǎn)速高的特點，哈電機(jī)技術(shù)團(tuán)隊開發(fā)出了高轉(zhuǎn)速向心式磁極絕緣托板結(jié)構(gòu)，有效地阻止了可能出現(xiàn)的繞組接地問題。與此同時，他們還建立了功能強(qiáng)大的雙向推力軸承試驗臺，實現(xiàn)了真機(jī)全模擬發(fā)電電動機(jī)工況的試驗，并完成了溧陽電站300兆瓦機(jī)組雙向推力軸承試驗，開發(fā)出了適用于抽水蓄能機(jī)組的雙向彈性金屬塑料瓦推力軸承，進(jìn)一步拓寬了雙向推力軸承的可選技術(shù)范圍。

艱難路徑 為產(chǎn)品國產(chǎn)化鋪平道路

哈電機(jī)經(jīng)過50年追求科技創(chuàng)新的歷練，終于掌握了抽水蓄能機(jī)組的世界最前沿技術(shù)。

哈電機(jī)在抽水蓄能機(jī)組的研發(fā)設(shè)計中，一方面通過自主探索、引進(jìn)和學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)，另一方面積極開展自主研究和創(chuàng)新工作，走產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的特色科研道路，推動了我國抽水蓄能技術(shù)的長足進(jìn)步。

1966年，哈電機(jī)結(jié)合密云電站各項參數(shù)，開始進(jìn)行水泵水輪機(jī)水力研究；1977年，與清華大學(xué)等單位合作，開始進(jìn)行100米水頭段水泵水輪機(jī)水力研究；從1980年代中期開始，先后開展了200米、300米和500米水頭段的水泵水輪機(jī)水力研究，并研發(fā)出了具有代表性的水泵水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪。

2005年是一個關(guān)鍵的時間轉(zhuǎn)折點，哈電機(jī)通過 “打捆招標(biāo)”項目，全面引進(jìn)阿爾斯通公司抽水蓄能機(jī)組水力開發(fā)、轉(zhuǎn)輪及通流部件可靠性、球閥剛強(qiáng)度、軸系穩(wěn)定性等水泵水輪機(jī)全面設(shè)計技術(shù)。通過對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收和再創(chuàng)新，哈電機(jī)全面掌握了國外水泵水輪機(jī)設(shè)計技術(shù)。

結(jié)合長期以來抽水蓄能機(jī)組開發(fā)的技術(shù)與經(jīng)驗，在引進(jìn)技術(shù)消化吸收的基礎(chǔ)上，哈電機(jī)形成了自己的抽水蓄能機(jī)組水力性能開發(fā)理念和水力開發(fā)技術(shù)體系，具備了現(xiàn)代高水頭大容量抽水蓄能機(jī)組水力性能開發(fā)能力，并先后完成了多個大型抽水蓄能項目水泵水輪機(jī)的水力性能研發(fā)，以及響水澗、溧陽兩個項目共10臺套大型水泵水輪機(jī)的自主設(shè)計與制造，為我國抽水蓄能機(jī)組的完全國產(chǎn)化鋪平了道路。

延伸閱讀

讓先進(jìn)技術(shù)跑贏市場

抽水蓄能機(jī)組科研成果的取得絕不是一蹴而就，從上個世紀(jì)60年代至今，哈電機(jī)通過對技術(shù)的摸索開發(fā)，以及引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新，使抽水蓄能機(jī)組研發(fā)技術(shù)不斷走向成熟。承擔(dān)國家科技支撐計劃項目，使哈電機(jī)在抽水蓄能機(jī)組技術(shù)方面取得了更大進(jìn)步，也為哈電機(jī)開拓市場提供了條件。

近年來，哈電機(jī)先后簽訂了仙居4臺375兆瓦水泵水輪機(jī)、深圳4臺300兆瓦發(fā)電電動機(jī)、豐寧6臺300兆瓦抽水蓄能機(jī)組、敦化2臺350兆瓦700米水頭段抽水蓄能機(jī)組項目。

其中，敦化項目是目前國內(nèi)設(shè)計水頭最高、制造難度最大的抽水蓄能機(jī)組，成功填補(bǔ)了我國在600米~700米水頭段抽水蓄能機(jī)組產(chǎn)品的空白，對哈電機(jī)后續(xù)在超高水頭、大容量、高轉(zhuǎn)速抽水蓄能電站市場的開發(fā)有著深遠(yuǎn)影響。

隨著 “中國制造2025”規(guī)劃的深入實施，我國即將陸續(xù)建設(shè)荒溝、陽江、長龍山、文登、天池等一大批抽水蓄能電站，屆時，全國抽水蓄能電站裝機(jī)總?cè)萘繉⑦_(dá)到20000兆瓦。在機(jī)遇與挑戰(zhàn)面前，包括哈電機(jī)在內(nèi)的所有裝備制造業(yè)企業(yè)將不斷加快技術(shù)開發(fā)，全面提高產(chǎn)品制造質(zhì)量，讓先進(jìn)的設(shè)計和制造技術(shù)在裝備制造企業(yè)手中不斷傳承發(fā)展，用先進(jìn)優(yōu)質(zhì)的機(jī)組跑贏市場，助推國家電力裝備技術(shù)不斷向更高端發(fā)展。 (中國工業(yè)報記者 由慶祝 通訊員 富宏杰 王拓)