白鶴灘機(jī)組：讓中國人登上世界“水電珠峰”

講述人 覃大清

覃大清，1965年生，哈爾濱電氣集團(tuán)有限公司首席科學(xué)家，我國水電裝備制造領(lǐng)域知名專家。作為總設(shè)計(jì)師，他主持了三峽水電機(jī)組、白鶴灘水電機(jī)組、響水澗抽水蓄能機(jī)組和陽江抽水蓄能機(jī)組研發(fā)工作。他曾獲國家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)33項(xiàng)。2024年，覃大清獲得“國家卓越工程師”稱號(hào)。

我清楚地記得，2021年6月28日，在金沙江白鶴灘水電站首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電之際，習(xí)近平總書記發(fā)來賀信，“白鶴灘水電站是實(shí)施‘西電東送’的國家重大工程，是當(dāng)今世界在建規(guī)模最大、技術(shù)難度最高的水電工程。全球單機(jī)容量最大功率百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組，實(shí)現(xiàn)了我國高端裝備制造的重大突破”。

白鶴灘水電站位于四川省寧南縣和云南省巧家縣交界的金沙江下游干流河段上。水電站大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高289米，相當(dāng)于100層樓高，從空中俯視十分宏偉壯觀。這個(gè)水電站有世界規(guī)模最大的兩個(gè)地下廠房，位于大壩兩側(cè)的山體深處。左右岸兩個(gè)廠房，各分布著8臺(tái)百萬千瓦機(jī)組。每個(gè)地下廠房長(zhǎng)438米、寬34米、高88.7米，開挖量2500萬立方米，體量足夠建起10座胡夫金字塔，可以寬松停下13架大型客機(jī)，或者放進(jìn)去一艘航空母艦。

作為水電站的“心臟”，發(fā)電機(jī)組就深埋于地下廠房?jī)?nèi)。我們現(xiàn)在看不見這些機(jī)組，但如果站在一個(gè)叫“水輪機(jī)層”的地方，可以感受到，金沙江水流在沖擊水輪機(jī)。正是這源源不斷的水流，不斷地轉(zhuǎn)化為電能。這里的單臺(tái)機(jī)組轉(zhuǎn)輪每轉(zhuǎn)一圈，能發(fā)出150度電，相當(dāng)于一戶普通家庭一個(gè)月的用電量。

當(dāng)初，白鶴灘水電站右岸14號(hào)機(jī)組成功發(fā)電，看著“孕育”了多年的產(chǎn)品由圖紙變成現(xiàn)實(shí)，看著那由16萬個(gè)零件組成、54米高、總重量7600噸，重量與埃菲爾鐵塔相當(dāng)?shù)摹褒嬋淮笪铩蓖度脒\(yùn)行，我們無比自豪。

因?yàn)槲宜诘墓娂瘓F(tuán)承擔(dān)了白鶴灘電站右岸全部8臺(tái)機(jī)組研制任務(wù)，早在2007年，我就帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開始技術(shù)攻關(guān)。2013年，白鶴灘投標(biāo)準(zhǔn)備啟動(dòng)，模型轉(zhuǎn)輪研發(fā)進(jìn)入關(guān)鍵階段，從那一天開始，我和團(tuán)隊(duì)就在水電“無人區(qū)”深入探索。

在白鶴灘項(xiàng)目中，我們攻克了水力設(shè)計(jì)、電磁設(shè)計(jì)、發(fā)電機(jī)絕緣和通風(fēng)、 機(jī)組總體設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等一個(gè)又一個(gè)技術(shù)難題，突破了多項(xiàng)世界性技術(shù)極限。

我們研制的水電機(jī)組，實(shí)現(xiàn)了0%—100%全負(fù)荷安全穩(wěn)定運(yùn)行；首創(chuàng)15長(zhǎng)+15短的長(zhǎng)短葉片轉(zhuǎn)輪，實(shí)現(xiàn)全球首個(gè)巨型長(zhǎng)短葉片轉(zhuǎn)輪“零配重”。水輪機(jī)最優(yōu)效率達(dá)96.7%，處于世界領(lǐng)先水平。

如果有人問：一根手指的力量有多大？我們會(huì)自豪地回答：能輕松撥動(dòng)一臺(tái)338噸重的轉(zhuǎn)輪。這指的就是白鶴灘“零配重”長(zhǎng)短葉片轉(zhuǎn)輪。轉(zhuǎn)輪是決定發(fā)電機(jī)組能量轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵部件，一旦出現(xiàn)質(zhì)量偏心，會(huì)影響機(jī)組安全。工作人員曾將6枚一元硬幣豎立于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)組上，硬幣竟然不倒，機(jī)組穩(wěn)定性可見一斑。

單機(jī)容量從80萬千瓦躍升到100萬千瓦，更是我們實(shí)現(xiàn)的發(fā)電機(jī)重大突破。百萬千瓦意味著，單臺(tái)機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，每小時(shí)能夠發(fā)出100萬千瓦時(shí)的電能，也就是老百姓說的100萬度電。

2021年6月，我們研發(fā)的世界單機(jī)容量最大的白鶴灘水電站右岸14號(hào)機(jī)組，率先實(shí)現(xiàn)100萬千瓦滿負(fù)荷發(fā)電。這是全球首臺(tái)并網(wǎng)發(fā)電，并實(shí)現(xiàn)100萬千瓦滿負(fù)荷發(fā)電的機(jī)組。

白鶴灘水電站正式投產(chǎn)發(fā)電是我國水電領(lǐng)跑世界的標(biāo)志，完成了從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的歷史性跨越。百萬千瓦是世界水電機(jī)組的“珠穆朗瑪峰”，代表著我國水力發(fā)電裝備技術(shù)登上世界水電之巔。

如今，白鶴灘水電站是僅次于三峽的世界第二大水電站，成功蓄水至825米，呈現(xiàn)出高峽出平湖的壯美景象。隨著16臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電，長(zhǎng)江干流上的6座水電站連珠成串，共同構(gòu)成了一條跨越1800公里的世界最大清潔能源走廊。這條走廊上的110臺(tái)水電機(jī)組，總裝機(jī)容量7169.5萬千瓦，年均生產(chǎn)電能約3000億千瓦，可滿足3.6億人一年的用電需求，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和“西電東送”提供有力支撐。通過流域梯級(jí)電站聯(lián)合調(diào)度，甚至實(shí)現(xiàn)了“一滴水發(fā)六次電”。當(dāng)白鶴“兩翼”齊飛，金沙江流域的豐沛水能瞬間轉(zhuǎn)化成強(qiáng)勁電能，沿著能源“空中走廊”直抵華東大地。

作為能源領(lǐng)域的大國重器，白鶴灘水電站在人類水力發(fā)電史上寫下了濃墨重彩的一筆，使中國水電的國家名片更加閃耀。

千百度電，點(diǎn)亮千萬里。每一度，都承載著風(fēng)云與時(shí)光。作為中國工程師的一員，鍛造國之重器是我們應(yīng)有的擔(dān)當(dāng)?？蒲袩o止境，我們永不停歇。

白鶴灘右岸機(jī)組大事記  

◆2007年，哈電集團(tuán)以國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目為依托，開啟百萬千瓦機(jī)組課題研究。

◆2017年10月17日，世界首臺(tái)百萬千瓦精品座環(huán)通過驗(yàn)收。

◆2018年10月27日，世界首臺(tái)百萬千瓦精品導(dǎo)水機(jī)構(gòu)通過驗(yàn)收。

◆2019年5月29日，世界首臺(tái)百萬千瓦長(zhǎng)短葉片精品轉(zhuǎn)輪通過驗(yàn)收。

◆2020年1月18日，白鶴灘第三臺(tái)長(zhǎng)短葉片轉(zhuǎn)輪，以靜平衡試驗(yàn)“零配重”的突破性業(yè)績(jī)通過驗(yàn)收。

◆2021年6月28日，白鶴灘水電站14號(hào)機(jī)組帶100萬千瓦負(fù)荷成功。