■ 李卫东 富宏杰 张弘
沿金沙江溯流而上,青山碧水相映间,旷世工程夺目而出。这里,是蜚声世界的白鹤滩水电站,是中国几代水电人数十年如一日艰辛求索。突破 “极限挑战”,打造出的又一张引领世界的 “国家名片”!
作为实现 “双碳”目标主力军之一,白鹤滩水电站机组单机容量100万千瓦,位居世界第一;总装机容量1600万千瓦,位居世界第二。据三峡集团数据,若白鹤滩水电站16台机组全部投产发电,一天的发电量可为一个城市16万家庭提供一年用电量。
驰骋于世界水电 “无人区”,不仅是中国几代水电人的梦想,更是以哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司 (以下简称 “哈电电机”)为代表的能源装备制造企业,用实力创新引领、用实干成就精品的骄傲。
哈电电机研制的白鹤滩右岸电站8台机组,有两大技术创新:发电机从原来的80万千瓦跃升到100万千瓦,以及水轮机采用长短叶片转轮。这两大创新让白鹤滩实现宽负荷高效稳定运行,向世人完美展示了 “中国水电力量”!
来自贺信的鼓舞
可还记得那条刷爆媒体的消息吗?
2021年6月28日,金沙江白鹤滩水电站首批机组安全准点投产发电。习近平总书记发来贺信指出,全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组,实现了我国高端装备制造的重大突破。
彼时,哈电电机自主研制的白鹤滩右岸14号机组,作为全球首台并网发电、全球首台正式移交商运、全球首台实现100万千瓦满负荷发电的水电机组频频 “出圈”,成为引领中国水电攀登珠峰、勇闯世界水电 “无人区”的一段佳话。
在习近平总书记贺信精神的鼓舞下,哈电电机笃行不怠,继续以确保电站全部机组安全准点投产发电为使命,在三峡集团的统筹协调指挥下,携手参建各方,发扬精益求精、勇攀高峰、无私奉献的精神,团结协作、攻坚克难,为精品工程贡献着哈电力量。
2021年7月17日,仅在首批2台机组发电后的第19天,右岸电站第2台精品机组便安全准点投产发电。工作人员将6枚硬币竖立在运行中的15号机组上,硬币竟纹丝不动,机组的稳定性之高可见一斑,充分展现了哈电智造、哈电速度与哈电实力。
2021年7月24日,哈电电机研制的白鹤滩右岸电站8台转轮,提前合同期一个多月,率先完成,全部精品;12月19日,哈电电机研制的白鹤滩电站最后一台转轮吊装就位。
2022年1月3日,白鹤滩电站再传喜讯,哈电电机研制的16号机组正式投产发电,各项数据均优于白鹤滩精品标准,实现了 “一台更比一台好”的目标。
2022年1月18日,白鹤滩电站最后一台转子——9号机组转子顺利完成吊装,全部机组投产进入倒计时。
2022年3月31日,白鹤滩电站9号机组上机架完成吊装。至此,电站16台机组大件全部吊装完成。目前,白鹤滩电站9台机组投产发电,其余全部具备并网条件,将与长江干流其他5座水电站,共同筑起一条世界最大 “清洁能源走廊”。
“将大国重器掌握在自己手里。”哈电人用责任、担当和实力完美诠释了央企的职责和使命。
是使命更是坚守
白鹤滩右岸水电站单台机组高54米、总重7600吨,大约由16万个零件组成,而一些指标的精度误差却要控制在0.01毫米以内,设计和加工技术难度极大。
其中,被誉为水轮机 “心脏”的转轮,是影响机组运行效率和稳定性最为关键的部件,也是机组中研发难度最大、制造难度最高的部件。
在转轮研制中,哈电电机科研人员打破常规,破译 “转轮综合效能最优”的极限密码,首次将15长15短的长短叶片转轮应用到100万千瓦机组中,从根本上解决稳定性和效率兼顾的难题,机组过速和甩负荷时的稳定性与安全性几乎达到极致。当机组以每分钟111.1圈的速度旋转,摆动幅度却比一根头发丝的直径还要小。
业内人士分析,水轮机效率的提升,越接近100%,每提升一个小数点都十分困难。为了追求机组更优越的能量特性,为用户提供更安全高效的产品,长短叶片选型尘埃落定后,科研人员又一步步地优化,将转轮的最高效率提升到96.7%,几乎做到了每一滴水都没有浪费。
从2018年4月至2021年7月,将近1200个日夜的精益制造,哈电电机职工不远万里,奔赴位于云南与四川交界的转轮加工厂,以实际行动践行着 “台台精品、件件一流”的承诺,8台直径8.87米、高3.8米,总重338吨的转轮,全部达到或优于精品标准,第三台更是创下全球首个巨型长短叶片转轮 “零配重”的突破性业绩,堪称打造了一颗白鹤滩水电机组的“天然无瑕心脏”。
干水电则情满于水电。从上个世纪50年代,中国 “水电人”种下建设白鹤滩水电站的梦想,到探索梦想的可能性、可行性,再到梦想的实现,是一个长期论证、探索和实践的过程,也是从 “中国制造”到 “中国创造”的伟大创举。
犹忆当年,在研讨白鹤滩电站机组单机容量时,有专家出于谨慎考虑,建议白鹤滩电站采用2台100万千瓦机组,其余机组80万千瓦的方案。但最终还是经过分析论证,确定采用单机100万千瓦、16台国产水电机组,成为世界水电的开山之作。
随着单机容量的 “增大”,研发设计的难度系数也成倍增加。创新是第一要务。哈电电机党委书记、董事长王贵说:“我们要站在讲政治的高度开拓创新,以承担水力发电设备原创技术策源地为己任,集中优势资源,全力攻克‘卡脖子’难题,打造 ‘传世精品’。”
攀登世界水电 “无人区”,“磨一剑”何止是十年期?早在2007年,哈电电机就依托国家科技支撑计划课题开展技术攻关,当一个个世界性的技术壁垒被攻克,一大批新技术、新成果频频亮相,世界首台精品座环、首台精品导水机构、首台精品长短叶片转轮、右岸首台精品转子……
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2021年6月28日,白鹤滩电站14号机组安全准点投产发电。