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哈電電機成功制造世界首臺百萬千瓦機組長短葉片精品轉輪
來源:中國電力新聞網 時間:2019-06-14 字體:[ ]

五月的金沙江水碧波如玉,蜿蜒盤繞于崇山峻嶺之間。湛藍的天空,舒展的云朵,無不輝映著這片千軍萬馬、熱火朝天的工地現場,一幅磅礴壯麗的史詩畫卷緩緩展開……就在這片江水之上,世界第二大水電站,也是世界單機容量最大的白鶴灘水電站即將落成。

大壩之下,崎嶇的盤山公路旁,佇立著哈電白鶴灘轉輪加工廠。作為水輪發電機組“心臟”部件的世界首臺長短葉片白鶴灘百萬千瓦機組精品轉輪剛剛在這里誕生。她安靜地立于裝焊平臺之上,婉轉交錯的線條,婆娑圣潔的身影,散發著金屬質感和魅力的光暈,如一件巨型藝術品般,剛柔并濟。觀之,穩固與精巧結合,科技與匠心并蓄……耳畔仿佛漂過金沙江湍急的水聲。

遙想,白鶴灘機組發電之時,這臺轉輪將豪飲金沙江水,激起千層巨浪,以飛速旋轉的舞姿帶動發電機轉子切割磁感線……將源源不斷的電能送進千家萬戶,照亮祖國的壯麗河山,驅動中國經濟發展。

挑戰——成功站在世界水電裝備“制高點”

世界首臺長短葉片白鶴灘百萬千瓦機組精品轉輪各項關鍵尺寸及技術參數均符合設計圖紙和技術規范要求,達到精品標準,進一步推動了中國水電走向世界水電設備制造的“制高點”,向世界水電“無人區”又邁進了堅實的一步。

 天朗氣清,惠風和暢。位于云南與四川交界的金沙江迎來了豐收的五月。由哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司(簡稱“哈電電機”)研制的世界單機容量最大100萬千瓦水電機組首臺長短葉片轉輪在這里成功問世。

哈電電機轉輪100余人的制造團隊在經過100余道工序、430天的連續奮戰后,成功迎來“白鶴灘首臺轉輪焊接探傷、加工尺寸、靜平衡等全面滿足精品標準”的喜訊。

作為水輪發電機組最關鍵的部件,這臺白鶴灘水輪機轉輪外圓直徑8.87米、高3.79米、總重338噸。業主中國長江三峽集團有限公司在對此臺轉輪各項關鍵尺寸及技術參數檢查驗證后,宣布此臺水輪機轉輪“性能最優、結構最優、安全可靠性高”,達到白鶴灘精品標準。

三峽機電工程技術有限公司黨委書記、董事長張成平高度肯定了此次制造成果:“百萬千瓦水電機組目前只有白鶴灘在使用,全世界其它廠家沒有這樣的先例,應該說,現在具備領跑實力了。我相信,白鶴灘的機組投產以后,一定會達到一個非常好的狀態。”

此時,安靜佇立的轉輪泛著耀眼的光芒,仿佛向世界宣布她的誕生是一次關鍵性、階段性勝利,是向世界水電設備制造“制高點”再次邁進的號角,是向世界水電“無人區”馳騁的又一次突破。

位于金沙江干流下游河段的白鶴灘水電站,裝機總容量1600萬千瓦,年平均發電量達624.43億千瓦時,是目前世界在建規模最大水電站。作為白鶴灘工程的參建單位,哈電電機承擔著8臺份百萬機組的制造任務,可謂任務艱巨,使命光榮。

“大國重器必須掌握在我們自己手里”,哈電電機時刻不忘習近平總書記考察三峽工程時的囑托,將大國重器的使命擔當與中國水電發展的目標任務緊密相連,肩負著助力金沙江流域水電工程建設、推動中國水電事業發展的央企責任。

研發——用更高、更快、更強破譯“極限”

白鶴灘機組是我國乃至世界上單機容量最大的水輪發電機組。如同運動中的“極限運動”一樣,白鶴灘百萬機組研發追求的是“更高、更快、更強”。基于對世界水電“無人區”的探索,哈電電機在前期研發設計中不遺余力,開創性地在百萬千瓦機組中采用長短葉片轉輪設計方案。

2008年開始,哈電電機研發團隊就著眼于白鶴灘項目研發,從前期技術論證到同臺對比,到首臺轉輪的研制成功,可謂是“十年磨一劍”。由于白鶴灘電站機組為中高水頭、中低轉速、巨型混流式水輪發電機組,在水電機組的研發中,必須根據機組運行水頭高、承載應力大、含泥沙顆粒細、硬度高等特點,開發與之要求相適應的轉輪。

在高水頭水輪機轉輪水力研發中,水輪機葉片數多時,對轉輪進口水流控制比較好,強度好;但轉輪出口擁擠,流速高,空化性能不好。水輪機葉片數少時,對轉輪進口水流控制較差,強度也略差;但轉輪出口寬敞,流速略低,空化性能好。

為了進一步提高白鶴灘水輪機穩定性能和綜合性能,科研人員利用多種方案驗證了轉輪葉片的可行性,先后對15個葉片、17個葉片等常規結構進行了驗證。最終通過巧思構想,創新性地采取了長短葉片相結合的轉輪設計方案,即15個長葉片和15個短葉片相結合的獨特結構。

該方案兼顧多葉片和少葉片的優點,既對轉輪進口流動控制比較好,又解決了轉輪出口擁擠的空化性能,將有效提高機組的運行效率,為機組運行提供更寬范圍的穩定性;同時為機組提供更優可靠性,使其兼具優秀的能量性能、空化性能和穩定性能。

經過不斷探索,最終同臺對比試驗結果表明,哈電電機研發的長短葉片轉輪,能量特性優越,大幅度降低了水輪機飛逸轉速及無葉區壓力脈動,提高了機組過速和甩負荷時的穩定性和安全性,既能滿足高水頭穩定性能的要求,又在低水頭段具有較大的超發能力。

哈電電機副總工程師覃大清介紹說:“哈電電機在白鶴灘百萬機組前期研發設計中,考慮得非常全面,不完全局限于水輪機本身,而是站在'高質量發展'的更高戰略層面來設計整個系統,從長遠來看,將為電站、業主、國家帶來更大的經濟和社會效益。”

智造——哈電群英的匠心匠行

 一直以來,哈電“智造”都依賴于哈電員工的集體智慧,他們以一顆顆火熱的“匠心”,敘寫著“匠行”。在白鶴灘項目執行期間,哈電“群英”們把白鶴灘工程當作偉大的事業和使命認真對待,以“環環相扣”的生產組織,“錙銖必較”的嚴謹態度和“咬定青山不放松”的堅實風骨去雕琢白鶴灘轉輪的100余道工序。

項目執行以來,哈電電機始終秉承“嚴、細、實”的工作態度,以三峽集團“五大工程”建設、“七個零”和“三個一流”工作要求為標準,精細過程、精品結果,將精益化的生產組織覆蓋到白鶴灘主件的生產制造全過程。

“水輪機和水輪發電機的制造在整個工程量中占比不大,但最終我們白鶴灘工程能否成功,要看機組運行的可靠性和穩定性,包括運行效率。所以水輪機和水輪發電機的制造,對整個工程來說,意義非常重大,是定睛之作。”哈電電機黨委副書記、總經理劉玉強介紹道。

為實現白鶴灘項目臺臺精品、件件精品的目標,哈電電機在項目執行初期便全面確定了“白鶴灘項目優先原則”,充分調動全公司范圍內的生產資源,科學組織設備、人員、場地以及物資保證。同時,成立了座環、導水機構、轉輪等六大攻關團隊;嚴格制定了白鶴灘百萬精品攻關項目清單,明確了33項關鍵主件攻關節點、責任工段、承制機臺及主要負責人。

由于白鶴灘機組的部件尺寸大,不便于長途運輸,水輪機轉輪采取在工地現場制造的方式。哈電電機堅持工地工廠化的原則抽調來自各生產單位、技術部門、質量管理部門等近20個單位逾百人的制造團隊趕赴白鶴灘轉輪加工廠進行工地制造,將公司內部生產組織模式、質量管理系統完全復制到轉輪加工基地。

經過430余天的執著與堅守,哈電白鶴灘轉輪制造團隊飽受環境不適之煉和思鄉與念親之苦,全部身心傾注在“精品轉輪”的打造中;他們創新實踐、默默付出,用拼搏和汗水鑄就了100余道工序的精品結果;他們不舍晝夜、歷盡艱難,用勤勞和智慧書寫了精品轉輪的成功典范;他們艱辛探索、勇擔重任,用辛勤和汗水為重點工程提供了滿意的精品。

在打造精品轉輪的每一分、每一秒中,他們把嚴、細、實的質量文化詮釋得淋漓盡致。他們舍小家、為大家,精細嚴謹、追求極致,得到了業主的充分肯定,再一次用實際行動踐行了哈電電機“追求客戶的滿足,滿足客戶的追求”的服務觀,展現了哈電工匠的美好品質。

揮灑的汗水終將得到回報。在哈電白鶴灘轉輪加工團隊歷經14個月的精心制造后,終于收獲了10余項技術優化成果;取得了195米焊縫一次驗收抽檢合格的優異成績;讓這臺總重338噸的轉輪配重量僅為54千克,幾乎實現了“零配重”。

哈電電機黨委書記、董事長王貴表示:“對哈電集團來說,白鶴灘工程不僅是一份合同、一個項目,這是三峽支持哈電集團創新發展的重大機遇,是黨和國家交給的光榮而艱巨的任務。哈電電機定會秉承歷史使命,樹立行業標桿,全力打造經得起時間和時代考驗的優質精品機組,為中國水電事業和發電裝備制造業的蓬勃發展作出新的更大的貢獻。”

“白鶴”豪飲金沙水,馳心千里大江流。白鶴灘百萬千瓦機組的研制,意味著中國水電裝備制造業已經全面進入世界水電“無人區”,從這一刻起,歷史悄然拉開了中國水電全面引領世界水電裝備的光輝序幕。

偉大的祖國,請以走過上下五千年的智慧雙眼,凝眸遠眺,您用華夏文明孕育的兒女,正在以新一代產業工人的身份,為中華水電之崛起而奮斗。

2021年7月1日建黨一百周年之際,白鶴灘工程迎來首批機組投產發電。屆時,白鶴灘百萬千瓦水輪發電機組將肩負大國重器的歷史使命,承載著民族裝備制造業的希望,“電”動中國經濟騰飛。


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