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哈电电机成功制造世界首台百万千瓦机组长短叶片精品转轮
2019/6/14 6:33:11    新闻来源:中国电力新闻网

白鹤豪饮金沙水驰心千里大江流

中国电力新闻网通讯员 符星晨 记者 于海江

  五月的金沙江水碧波如玉,蜿蜒盘绕于崇山峻岭之间。湛蓝的天空,舒展的云朵,无不辉映着这片千军万马、热火朝天的工地现场,一幅磅礴壮丽的史诗画卷缓缓展开……就在这片江水之上,世界第二大水电站,也是世界单机容量最大的白鹤滩水电站即将落成。

  大坝之下,崎岖的盘山公路旁,伫立着哈电白鹤滩转轮加工厂。作为水轮发电机组“心脏”部件的世界首台长短叶片白鹤滩百万千瓦机组精品转轮刚刚在这里诞生。她安静地立于装焊平台之上,婉转交错的线条,婆娑圣洁的身影,散发着金属质感和魅力的光晕,如一件巨型艺术品般,刚柔并济。观之,稳固与精巧结合,科技与匠心并蓄……耳畔仿佛漂过金沙江湍急的水声。

  遥想,白鹤滩机组发电之时,这台转轮将豪饮金沙江水,激起千层巨浪,以飞速旋转的舞姿带动发电机转子切割磁感线……将源源不断的电能送进千家万户,照亮祖国的壮丽河山,驱动中国经济发展。

  挑战——成功站在世界水电装备“制高点”

  核心

  阅读世界首台长短叶片白鹤滩百万千瓦机组精品转轮各项关键尺寸及技术参数均符合设计图纸和技术规范要求,达到精品标准,进一步推动了中国水电走向世界水电设备制造的“制高点”,向世界水电“无人区”又迈进了坚实的一步。

  .  天朗气清,惠风和畅。位于云南与四川交界的金沙江迎来了丰收的五月。由哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司(简称“哈电电机”)研制的世界单机容量最大100万千瓦水电机组首台长短叶片转轮在这里成功问世。

  哈电电机转轮100余人的制造团队在经过100余道工序、430天的连续奋战后,成功迎来“白鹤滩首台转轮焊接探伤、加工尺寸、静平衡等全面满足精品标准”的喜讯。

  作为水轮发电机组最关键的部件,这台白鹤滩水轮机转轮外圆直径8.87米、高3.79米、总重338吨。业主中国长江三峡集团有限公司在对此台转轮各项关键尺寸及技术参数检查验证后,宣布此台水轮机转轮“性能最优、结构最优、安全可靠性高”,达到白鹤滩精品标准。

  三峡机电工程技术有限公司党委书记、董事长张成平高度肯定了此次制造成果:“百万千瓦水电机组目前只有白鹤滩在使用,全世界其它厂家没有这样的先例,应该说,现在具备领跑实力了。我相信,白鹤滩的机组投产以后,一定会达到一个非常好的状态。”

  此时,安静伫立的转轮泛着耀眼的光芒,仿佛向世界宣布她的诞生是一次关键性、阶段性胜利,是向世界水电设备制造“制高点”再次迈进的号角,是向世界水电“无人区”驰骋的又一次突破。

  位于金沙江干流下游河段的白鹤滩水电站,装机总容量1600万千瓦,年平均发电量达624.43亿千瓦时,是目前世界在建规模最大水电站。作为白鹤滩工程的参建单位,哈电电机承担着8台份百万机组的制造任务,可谓任务艰巨,使命光荣。

  “大国重器必须掌握在我们自己手里”,哈电电机时刻不忘习近平总书记考察三峡工程时的嘱托,将大国重器的使命担当与中国水电发展的目标任务紧密相连,肩负着助力金沙江流域水电工程建设、推动中国水电事业发展的央企责任。

  研发——用更高、更快、更强破译“极限”

  核心

  阅读  白鹤滩机组是我国乃至世界上单机容量最大的水轮发电机组。如同运动中的“极限运动”一样,白鹤滩百万机组研发追求的是“更高、更快、更强”。基于对世界水电“无人区”的探索,哈电电机在前期研发设计中不遗余力,开创性地在百万千瓦机组中采用长短叶片转轮设计方案。

  2008年开始,哈电电机研发团队就着眼于白鹤滩项目研发,从前期技术论证到同台对比,到首台转轮的研制成功,可谓是“十年磨一剑”。由于白鹤滩电站机组为中高水头、中低转速、巨型混流式水轮发电机组,在水电机组的研发中,必须根据机组运行水头高、承载应力大、含泥沙颗粒细、硬度高等特点,开发与之要求相适应的转轮。

  在高水头水轮机转轮水力研发中,水轮机叶片数多时,对转轮进口水流控制比较好,强度好;但转轮出口拥挤,流速高,空化性能不好。水轮机叶片数少时,对转轮进口水流控制较差,强度也略差;但转轮出口宽敞,流速略低,空化性能好。

  为了进一步提高白鹤滩水轮机稳定性能和综合性能,科研人员利用多种方案验证了转轮叶片的可行性,先后对15个叶片、17个叶片等常规结构进行了验证。最终通过巧思构想,创新性地采取了长短叶片相结合的转轮设计方案,即15个长叶片和15个短叶片相结合的独特结构。

  该方案兼顾多叶片和少叶片的优点,既对转轮进口流动控制比较好,又解决了转轮出口拥挤的空化性能,将有效提高机组的运行效率,为机组运行提供更宽范围的稳定性;同时为机组提供更优可靠性,使其兼具优秀的能量性能、空化性能和稳定性能。

  经过不断探索,最终同台对比试验结果表明,哈电电机研发的长短叶片转轮,能量特性优越,大幅度降低了水轮机飞逸转速及无叶区压力脉动,提高了机组过速和甩负荷时的稳定性和安全性,既能满足高水头稳定性能的要求,又在低水头段具有较大的超发能力。

  哈电电机副总工程师覃大清介绍说:“哈电电机在白鹤滩百万机组前期研发设计中,考虑得非常全面,不完全局限于水轮机本身,而是站在'高质量发展'的更高战略层面来设计整个系统,从长远来看,将为电站、业主、国家带来更大的经济和社会效益。”

  智造——哈电群英的匠心匠行

  核心

  阅读  一直以来,哈电“智造”都依赖于哈电员工的集体智慧,他们以一颗颗火热的“匠心”,叙写着“匠行”。在白鹤滩项目执行期间,哈电“群英”们把白鹤滩工程当作伟大的事业和使命认真对待,以“环环相扣”的生产组织,“锱铢必较”的严谨态度和“咬定青山不放松”的坚实风骨去雕琢白鹤滩转轮的100余道工序。

  项目执行以来,哈电电机始终秉承“严、细、实”的工作态度,以三峡集团“五大工程”建设、“七个零”和“三个一流”工作要求为标准,精细过程、精品结果,将精益化的生产组织覆盖到白鹤滩主件的生产制造全过程。

  “水轮机和水轮发电机的制造在整个工程量中占比不大,但最终我们白鹤滩工程能否成功,要看机组运行的可靠性和稳定性,包括运行效率。所以水轮机和水轮发电机的制造,对整个工程来说,意义非常重大,是定睛之作。”哈电电机党委副书记、总经理刘玉强介绍道。

  为实现白鹤滩项目台台精品、件件精品的目标,哈电电机在项目执行初期便全面确定了“白鹤滩项目优先原则”,充分调动全公司范围内的生产资源,科学组织设备、人员、场地以及物资保证。同时,成立了座环、导水机构、转轮等六大攻关团队;严格制定了白鹤滩百万精品攻关项目清单,明确了33项关键主件攻关节点、责任工段、承制机台及主要负责人。

  由于白鹤滩机组的部件尺寸大,不便于长途运输,水轮机转轮采取在工地现场制造的方式。哈电电机坚持工地工厂化的原则抽调来自各生产单位、技术部门、质量管理部门等近20个单位逾百人的制造团队赶赴白鹤滩转轮加工厂进行工地制造,将公司内部生产组织模式、质量管理系统完全复制到转轮加工基地。

  经过430余天的执着与坚守,哈电白鹤滩转轮制造团队饱受环境不适之炼和思乡与念亲之苦,全部身心倾注在“精品转轮”的打造中;他们创新实践、默默付出,用拼搏和汗水铸就了100余道工序的精品结果;他们不舍昼夜、历尽艰难,用勤劳和智慧书写了精品转轮的成功典范;他们艰辛探索、勇担重任,用辛勤和汗水为重点工程提供了满意的精品。

  在打造精品转轮的每一分、每一秒中,他们把严、细、实的质量文化诠释得淋漓尽致。他们舍小家、为大家,精细严谨、追求极致,得到了业主的充分肯定,再一次用实际行动践行了哈电电机“追求客户的满足,满足客户的追求”的服务观,展现了哈电工匠的美好品质。

  挥洒的汗水终将得到回报。在哈电白鹤滩转轮加工团队历经14个月的精心制造后,终于收获了10余项技术优化成果;取得了195米焊缝一次验收抽检合格的优异成绩;让这台总重338吨的转轮配重量仅为54千克,几乎实现了“零配重”。

  哈电电机党委书记、董事长王贵表示:“对哈电集团来说,白鹤滩工程不仅是一份合同、一个项目,这是三峡支持哈电集团创新发展的重大机遇,是党和国家交给的光荣而艰巨的任务。哈电电机定会秉承历史使命,树立行业标杆,全力打造经得起时间和时代考验的优质精品机组,为中国水电事业和发电装备制造业的蓬勃发展作出新的更大的贡献。”

  “白鹤”豪饮金沙水,驰心千里大江流。白鹤滩百万千瓦机组的研制,意味着中国水电装备制造业已经全面进入世界水电“无人区”,从这一刻起,历史悄然拉开了中国水电全面引领世界水电装备的光辉序幕。

  伟大的祖国,请以走过上下五千年的智慧双眼,凝眸远眺,您用华夏文明孕育的儿女,正在以新一代产业工人的身份,为中华水电之崛起而奋斗。

  2021年7月1日建党一百周年之际,白鹤滩工程迎来首批机组投产发电。届时,白鹤滩百万千瓦水轮发电机组将肩负大国重器的历史使命,承载着民族装备制造业的希望,“电”动中国经济腾飞。

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