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    中國電力報:哈電電機研制的全球首臺100萬千瓦水電機組投運

    來源: 本站 瀏覽次數:814 發布時間:2021-06-30

    辛丑仲夏,激越澎湃的金沙江再次唱響勝利的贊歌:世界單機容量最大的水電機組——白鶴灘首批2臺100萬千瓦機組高質量投產發電。


    作為白鶴灘電站首批發電的機組之一,哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司(簡稱哈電電機)研制的右岸電站14號機組,6月28日8時08分,帶負荷100萬千瓦成功。這是全球首臺并網發電、也是全球首臺實現100萬千瓦滿負荷發電的機組。此前,6月26日12時48分,14號機組順利通過72小時試運行。

    經過試運行測試,14號機組導軸承擺度在0.10毫米以內,優于精品標準;定子鐵心振動值、導軸承瓦溫、推力軸承瓦溫等關鍵指標同樣優于精品標準。

    專家鑒定:哈電電機研制的白鶴灘右岸14號機組,成為精品中的精品!

    這幅引領世界水電裝備技術進入“無人區”的巔峰之作,在建黨100周年之際,向黨和國家交上了一份精彩的答卷!

    “白”碧無瑕

    核心閱讀:以三峽集團“七個零”和“三個一流”工作要求為標準,哈電電機堅持“精細過程,精品結果”,科技創新錙銖必較,生產組織環環相扣,產品質量精雕細琢,精品意識內化于心外化于行。

    白鶴灘水電站是金沙江上的一串彩虹項鏈,浩蕩的江水裹挾著清爽的微風襲襲拂過,源源不斷的電流涌入千家萬戶,甘甜沁入心脾。

    一串精彩的數據鐫刻在世界單機容量最大水電機組上,是那樣的熠熠閃光:

    白鶴灘機組單機容量100萬千瓦,位居世界第一。

    電站總裝機容量1600萬千瓦,居世界第二,僅次于三峽工程。

    待16臺機組全部投運,一天的發電量可滿足50萬人一年的生活用電。

    白鶴灘水輪機最優效率達96.7%,國際領先;額定電壓24千伏,為水電行業目前最高電壓等級。

    白鶴灘電站與金沙江烏東德、溪洛渡、向家壩,以及長江三峽、葛洲壩水電站共同構成一條世界最大的清潔能源走廊,為助力實現“碳達峰、碳中和”目標發揮國家隊主力軍作用。

    哈電電機副總工程師覃大清在接受央視采訪時說:“我們百萬機組的創新主要包括兩部分,一個是發電機從原來的80萬千瓦躍升到現在的100萬千瓦,第二個創新就是水輪機采用了長短葉片轉輪,同時實現了寬負荷高效穩定的運行。”

    6月28日,白鶴灘首批機組發電儀式現場人頭攢動,數百名建設者脊背挺直,目光灼灼。當孕育了多年的產品由圖紙變成了現實,當那54米高、總重量7600噸的“龐然大物”投入運行,建設者心中的理想與希望馳騁于大江大河,令人何其感慨與自豪。

    作為共和國發電裝備制造業的“長子”,哈電電機勇敢地肩負起打造“國之重器”、標注中國制造新高度的時代責任和偉大使命,在長期的實踐中,將產、學、研、用相結合,針對巨型機組穩定性、水力設計、電磁設計、發電機冷卻、絕緣技術、結構剛強度及測試方法等方面進行專項研究和試驗,獲得了一大批新理論、新技術、新測試分析方法及發明專利。

    完成國家科技支撐計劃項目1項;獲得省部級科技獎勵4項,其中黑龍江省科技進步獎一等獎2項;獲得授權專利、發表論文100余項。

    哈電電機承制的白鶴灘右岸電站8臺機組,全部以精品標準打造。白鶴灘電站全部機組即將在2022年7月投入商業運行。




    “鶴”舞金沙

    核心閱讀:哈電電機研制的白鶴灘轉輪直徑8.87米、高3.8米,總重338噸,全部達到或優于精品標準,第三臺更是創下全球首個巨型長短葉片轉輪“零配重”的突破性業績,堪稱打造了一顆白鶴灘水電機組的“天然無瑕心臟”。

    戴上護目鏡、扭曲著身子鉆進狹窄的空間,厚重的防護服不小心碰到了身旁的“障礙物”,溫洪德仿若什么也沒有發生。但見他端起沉重的焊槍,青色的薄煙便在腳下裊裊騰起……

    這是白鶴灘機組心臟——長短葉片轉輪的焊接現場。轉輪要預熱到100攝氏度才具備焊接條件,汗液從毛孔里爭先恐后地往外涌,凝成豆大的珠粒恣意流淌,順手一抹,便成了黑一道白一道的“大花臉”。

    焊工技師溫洪德樂在其中,“公司把這么重要的任務交給了我,是對我的信任,更是我的榮耀。”去年,他在三峽集團和云南省聯合舉辦的焊工職業技能比武中,獲得了十大工匠優勝者的榮譽。

    在哈電電機駐白鶴灘電站轉輪加工廠,吊車工閆玉軍和掛鉤員海坤配合默契,穩妥地實施新的轉輪“翻身”工序,被業主、監理、轉輪廠授予“安全人”稱號;鉚工技師蔣本海和他的團隊也獲得了產品尺寸“零偏差”證書。

    ……

    轉輪被譽為水電機組的“心臟”,是研發難度最大、制造難題最多的核心部件。就像一部密集交織的網絡,每一個環節都至關重要。

    為了破譯“轉輪綜合效能最優”的極限密碼,覃大清帶領科研團隊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,因地制宜地對水輪機轉輪進行多輪次優化設計,先后研制了13個轉輪模型,最終采用15個長葉片和15個短葉片相結合的獨創結構,將白鶴灘轉輪的最優效率提升到96.7%。這也是世界上首次將長短葉片轉輪應用到100萬千瓦機組的創新典范,使機組的穩定性與安全性實現質的飛越。

    而后,哈電電機繼續實施精細化工程控制,全工序提升制造精度,通過改進焊接工序,使白鶴灘轉輪焊縫一次交檢合格率大幅提升;專有的長短軸翻身技術,避免了翻身時對轉輪尺寸產生不利影響;特有的熱處理支撐工具,確保轉輪在580攝氏度高溫下不變形;先進的光學數字測量技術,使轉輪葉片安放角度偏差控制在±0.5°以內,精度提升2倍以上。

    “精”雕細刻

    核心閱讀:才見轉輪精絕,又瞻轉子雄偉。2300噸重的“龐然大物”被兩臺1300噸的橋機緩緩吊起,沉穩而持重。115分鐘、平移、下落,這臺直徑16.5米、高近3.9米的發電機轉子與主軸精準對接!

    精細過程中的一小步,就是邁向精品結果的一大步。轉子由轉子支架、磁軛和磁極等三大部分組成,是為水輪發電機提供旋轉磁場、能量轉換和傳遞轉矩的重要部件,決定著機組的運行性能、運行效率和安全性、穩定性。

    結合白鶴灘機組運行功率要求高、傳遞扭矩參數大等特點,技術人員創新性地采用轉子磁軛分段設計、轉子磁極的多T尾向內打鍵結構,有效保證了轉子的靜態和動態穩定性。

    每一個技術關鍵都是用心用情、精益求精的探索和實踐。100萬千瓦發電機采用空氣冷卻方式,也是一個新的技術飛躍。為了獲得更為精準的數據,哈電電機設計了白鶴灘真機周向1/20的局部模型,真實模擬真機的通風狀態,綜合溫度指標、結構強度、加工工藝、生產安裝等,靶向攻克難題,轉子溫度均勻度提升3%,進一步提高了機組效率。相關專家認為,哈電電機掌握了一套獨有的全空冷技術。

    白鶴灘機組承受著24千伏的高電壓挑戰,為水電行業最高電壓等級。科研團隊歷經一年多、3個輪次地反復試驗,在不斷失敗中尋找“生機”,終于使哈電在百萬等級水電產品絕緣研制領域達到了世界領先水平,每臺機組1392支定子線棒,整機繞組下線后,現場電氣試驗一次通過,全部達到精品標準。部分創新還被推薦至其他廠家應用。

    為了賦予哈電白鶴灘百萬機組更為完整的環保屬性,哈電電機將水溶性絕緣漆在水電機組上成功應用。此外,超大型的磁極鐵心、無油的磁軛沖片、C6涂層硅鋼片加工制造,這些代表著白鶴灘百萬機組的特殊符號,也成為屬于白鶴灘精品機組的亮點。

    白鶴灘座環是水輪機結構組件中運輸尺寸最大的部件,也是哈電電機近年來大型混流式座環的集大成之作,設計要求和制造標準雙向提高。哈電電機用集體的智慧和力量,創造著中國電力裝備史的偉業。

    不止于此,哈電電機通過技術創新,將水導軸承設計為自泵外循環結構,冷卻器外置式,不僅減小了水導油箱的尺寸,而且保證了足夠的維護檢修空間;首次采用導水機構頂蓋“封閉箱型雙法蘭結構”,增強了機組的安全性能;采用靜壓自平衡式端面水壓密封,密封效果更穩定,工作壽命更長,維護和檢修更方便。




    “品”貌非凡

    核心閱讀:通過持續推進精益化管理,綜合平衡各類資源,組織開展長時間、大跨度、多工種的攻關,大幅提高了加工質量和生產效率;通過采用智能化、數字化的檢測手段,筑牢每一道質量防線,為每一個部件精品目標上了一道安全保險。


    如果把百萬千瓦級水電機組比喻成一棟摩天大樓,那么金屬材料就是堅實的地基。白鶴灘機組對金屬材料的性能指標和質量控制要求,遠超行業標準。早在2014年,哈電電機就針對超厚高強鋼板“四大難題”開展焊接工藝性試驗及焊材優化,獲取了第一手可靠的試驗數據和驗證結論,帶動水電裝備全產業鏈的升級換代。

    躋身世界電力裝備制造頂級企業,哈電電機以專注、精益、極致的工作作風和近乎苛刻的嚴謹態度,完美踐行著打造白鶴灘這一偉大精品工程的莊嚴承諾。

    在智能制造、現場安裝服務方面,履行“24小時”服務承諾和首問負責制,技術人員熟練地應用三維軟件設計、模擬裝配,在實體部件沒有裝配到一起的時候,就已經知道了結果。

    集眾力打造“美麗機電”。設計人員開展三維建模,優化每一個設計細節;工藝人員研發復合型可剝防護涂層,徹底顛覆了傳統防護方式存在的諸多弊病。

    白鶴灘項目工地現場生產總指揮李濱,已在現場工作了3年多時間,連續在轉輪廠度過了兩個春節;工地副總代表馬金東累計在電站服務了千余天。還有許許多多的哈電職工,闊別家鄉來到工地,一干就是幾個月。

    “將大國重器牢牢掌握在自己手里。”2021年是中國共產黨成立100周年,也是哈電電機建立70周年。70年不懈奮斗,祖國山河之間星羅棋布的電站里,哈電電機研制的一臺臺精品機組正歡暢地向世界訴說著中國電力裝備創造史。

    “社會主義是干出來的,新時代是奮斗出來的。”哈電電機時刻牢記習近平總書記對金沙江白鶴灘水電站首批機組投產發電的重要指示,繼續擔負起引領國家水電事業進步的重任,也必將在世界水電建設史上樹立起具有劃時代意義的豐碑。

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