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哈電機(jī)技術(shù) 全球的“水電奧運”

http://m.henanjusheng.com 2008-07-24 10:03 來源:黑龍江日報

    在世界最大的水電站三峽電站,完全由哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司自行設(shè)計、制造并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的70萬千瓦全空冷水輪發(fā)電機(jī)組,不僅使中國的水電裝備制造技術(shù)一下跨越了二三十年,而且成功攻克了國外同行都束手無策的難題。日前,在2008年省科技獎評審會上,“三峽巨型全空冷水輪發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)研究及設(shè)備研制”項目以專家組90%以上的投票率,成為惟一獲得特等獎的項目。 
   此次獲獎,在專家們看來是實至名歸。三峽機(jī)組是世界水電裝備技術(shù)最高水平的綜合展示和全面較量,被稱為全球的“水電奧運”。哈電機(jī)大膽創(chuàng)新、自主研發(fā),突破了兩大技術(shù)關(guān)鍵,開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的世界最大容量的巨型全空冷水輪發(fā)電機(jī)和高效穩(wěn)定的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪,為我國大型水輪發(fā)電機(jī)組在國際市場競爭中爭得了獨立的發(fā)言權(quán)。 
   穩(wěn)定性最優(yōu)小硬幣檢驗大機(jī)組 
   哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司副總工程師陶星明,講起技術(shù)頭頭是道,“哈電機(jī)研制的三峽巨型全空冷水輪發(fā)電機(jī)組突破了冷卻方式和穩(wěn)定性兩大技術(shù)關(guān)鍵?!?nbsp;
   一個經(jīng)典試驗最能說明機(jī)組卓越的性能。長江三峽工程開發(fā)總公司副總經(jīng)理楊清曾將一個硬幣立在發(fā)電機(jī)的蓋板上,機(jī)組滿負(fù)荷運行時,硬幣能夠站住,不但如此,機(jī)組甩負(fù)荷的時候,轉(zhuǎn)速上升,硬幣仍然能站住,這說明機(jī)組的穩(wěn)定性很好,機(jī)組在滿負(fù)荷運行時振動非常小。三峽機(jī)組是世界上容量、尺寸最大的水輪發(fā)電機(jī)組,整個機(jī)組的重量達(dá)到5500噸,上下高度超過50米,相當(dāng)于一座10多層樓的高度。如此巨大的設(shè)備不停運轉(zhuǎn),而上面硬幣居然能夠站立,著實讓人嘆服。 
   能夠做到這一點,主要得益于轉(zhuǎn)輪的水力穩(wěn)定性和制造精度。在三峽工程以前,我國十幾個大電站引進(jìn)的國外水輪發(fā)電機(jī)組,大部分在運行時水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪出現(xiàn)振動,嚴(yán)重的導(dǎo)致轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生裂紋甚至被迫停機(jī),給電站帶來巨大損失。陶星明說,三峽左岸引進(jìn)的國外轉(zhuǎn)輪在運行范圍內(nèi)存在振動帶,不能滿足合同的要求。哈電機(jī)通過設(shè)計理論創(chuàng)新和多輪優(yōu)化設(shè)計與試驗,開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“混流式L型葉片轉(zhuǎn)輪”,完全消除了運行范圍內(nèi)存在振動帶的問題,成為三峽工程中穩(wěn)定性最好的機(jī)組。 
   技術(shù)跨越直擊“軟肋” 
   哈電機(jī)生產(chǎn)的70萬千瓦機(jī)組另一個重大技術(shù)突破是用空冷技術(shù)代替了引進(jìn)的水冷技術(shù)。對于超過700MVA以上的大型水輪發(fā)電機(jī),國際上普遍認(rèn)為使用全空冷存在很多技術(shù)障礙,應(yīng)采用半水冷設(shè)計和制造技術(shù),因而制造三峽最大容量840MVA全空冷水輪發(fā)電機(jī)成為世界性難題。 
   半水冷水輪發(fā)電機(jī)不僅存在泄漏隱患使維護(hù)復(fù)雜,而且還增加了純水處理、泵加壓水循環(huán)和故障監(jiān)測等設(shè)備,占地面積大,故障增加,使機(jī)組利用率降低。 
   國際機(jī)組的這一“軟肋”,成為哈電機(jī)創(chuàng)新的靶點。之前,哈電機(jī)最大制造過642MVA機(jī)組?!耙圃?40MVA三峽機(jī)組,容量提高30%以上,是一次巨大的跨越,要承擔(dān)很大的風(fēng)險。不僅要突破空冷技術(shù)應(yīng)用的極限,要使電機(jī)能產(chǎn)生足夠的風(fēng)量并合理分布,還要減少風(fēng)損以提高電機(jī)的效率?!碧招敲髡f。 
   但是哈電機(jī)通過一系列技術(shù)攻關(guān),打破過去空冷按“每極容量”設(shè)計的技術(shù)界限,提出了全新設(shè)計思想,形成了一套自己的通風(fēng)設(shè)計及計算方法,對全空冷電機(jī)的電磁計算、結(jié)構(gòu)、通風(fēng)冷卻系統(tǒng)及絕緣系統(tǒng)等進(jìn)行整體協(xié)調(diào)設(shè)計和優(yōu)化創(chuàng)新,成功獨立設(shè)計、獨立制造出了840MVA全空冷巨型水輪發(fā)電機(jī),并且冷卻效果好于國外的水冷系統(tǒng)。
楊清評價說:“這一技術(shù)至少領(lǐng)先國外3~5年,可以說獨步世界?!庇纱耍覈_創(chuàng)了世界上單機(jī)容量最大的全空冷發(fā)電機(jī)組運行的新時代。 
   自主創(chuàng)新讓企業(yè)“?!逼饋?/STRONG> 
   在三峽工程以前,國內(nèi)企業(yè)只獨立生產(chǎn)過最大30萬千瓦的發(fā)電機(jī)組,掌握70萬千瓦以上機(jī)組生產(chǎn)技術(shù)的廠商國際上也只有阿爾斯通、Voith等少數(shù)企業(yè)。國家為了讓國內(nèi)參與三峽電站建設(shè)的企業(yè)學(xué)到國際一流技術(shù),實施了“用市場換技術(shù)、用重金買技術(shù)”的戰(zhàn)略,在三峽左岸14臺機(jī)組的制造中投入1800多萬美元支付技術(shù)轉(zhuǎn)讓費。哈電機(jī)引進(jìn)國外技術(shù)分包制造了其中的2臺。 
   讓國際同行沒有想到的是,我國企業(yè)引進(jìn)消化國外先進(jìn)技術(shù)的能力是如此之強(qiáng),從左岸電廠招標(biāo)開始,短短幾年時間,就消滅了之前和國外先進(jìn)企業(yè)之間二十多年以上的技術(shù)差距,迎頭趕上。 
   哈電機(jī)勵精圖治,通過自主創(chuàng)新,在三峽右岸12臺機(jī)組的國際競標(biāo)中,戰(zhàn)勝在左岸曾經(jīng)發(fā)包給他們的“洋教練”,一舉中標(biāo)4臺機(jī)組。2007年7月,三峽電站迎來了第一臺完全由我國自主研制的世界最大、性能優(yōu)良的巨無霸發(fā)電機(jī)組。哈電機(jī)也因此成為我國企業(yè)引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新的典范。 
   三峽工程之后,哈電機(jī)頻頻簽訂國內(nèi)外的重量級訂單。據(jù)不完全統(tǒng)計,哈電機(jī)簽約的像三峽這樣的巨型水輪發(fā)電機(jī)制造合同已達(dá)50多臺。在如此短的時間內(nèi)招標(biāo)的機(jī)組容量之大、臺數(shù)之多在世界水電建設(shè)史上前所未有。 
   在紅火的訂單背后,哈電機(jī)人始終保持著清醒,他們知道技術(shù)的先進(jìn)是相對的,要想保持技術(shù)的領(lǐng)先就應(yīng)不斷地創(chuàng)新。如今,他們正在加緊開發(fā)百萬級容量的水電機(jī)組,為未來的技術(shù)較量做著充分準(zhǔn)備。
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