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哈電機(jī):逐浪三峽 完勝右岸

    “哈電機(jī)在三峽機(jī)組制造的一個(gè)重大技術(shù)突破是線圈的風(fēng)冷技術(shù),這一技術(shù)至少領(lǐng)先國外3年~5年,可以說獨(dú)步世界。”

  ―――中國三峽總公司副總經(jīng)理?xiàng)钋濉埃玻程?hào)機(jī)組充分體現(xiàn)了由中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變所取得的輝煌成果,實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化大型水電機(jī)組和國際水平的接軌。”

  ―――長江電力總經(jīng)理張誠“哈電機(jī)為實(shí)現(xiàn)中國大型水電設(shè)備制造國產(chǎn)化,始終都要堅(jiān)持自主創(chuàng)新,把掌握核心技術(shù)作為企業(yè)追求第一目標(biāo),敢于攀登世界水電之巔!”

  ―――哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司董事長兼總經(jīng)理吳偉章

 。保霸拢谷眨保稌r(shí),三峽右岸電站廠房里,經(jīng)過一個(gè)簡樸而熱烈的交接儀式,由哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司自主創(chuàng)新研制的,目前世界上容量最大、直徑最大、技術(shù)最先進(jìn)的23號(hào)70萬千瓦大型全空冷水輪發(fā)電機(jī)組,正式移交三峽電廠運(yùn)行管理。

  至此,哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司(以下簡稱哈電機(jī))在三峽左岸聯(lián)合制造的8臺(tái)70萬千瓦水電機(jī)組和在右岸自主研發(fā)的4臺(tái)70萬千瓦全空冷水輪發(fā)電機(jī)組全部投入運(yùn)行。逐浪三峽的哈電機(jī),以30年磨礪追平與世界先進(jìn)水平的百年差距,最后完勝于三峽右岸,宣示著一個(gè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的民族獨(dú)立制造商,站在了世界水電之巔。

  “螞蟻啃骨頭”成就中國“智造”

  三峽工程的建設(shè)規(guī)模和技術(shù)難度,決定了它面臨的是一系列前所未有的世界級(jí)難題。很多技術(shù)問題,在全球水電建設(shè)史上沒有現(xiàn)成的參考答案和可以執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn),只有依靠自己的科學(xué)探索和自主創(chuàng)新來解決。

  作為全國最重要的發(fā)電設(shè)備制造商,哈電機(jī)就是在此背景下,肩負(fù)著在世界水電科技領(lǐng)域鼎新革故的歷史使命,參與到了三峽工程建設(shè)中。

  有人風(fēng)趣地說:“全球機(jī)電制造行業(yè)有1/3的從業(yè)人員在從事與三峽工程機(jī)電設(shè)備制造相關(guān)的工作。而哈電機(jī)參與三峽建設(shè),一開始就充滿了興奮和激越!

  在三峽左岸電站招標(biāo)采購前,全世界投運(yùn)的70萬千瓦大型機(jī)組只有21臺(tái)。當(dāng)時(shí),中國一無裝機(jī),二無技術(shù),三無制造超大機(jī)組的能力。國家決定采取引進(jìn)吸收的戰(zhàn)略之后,哈電機(jī)和法國阿爾斯通等中標(biāo)聯(lián)合承制8臺(tái)機(jī)組。按照轉(zhuǎn)讓協(xié)議,哈電機(jī)共接受阿爾斯通設(shè)計(jì)軟件40多個(gè),涉及三峽機(jī)組設(shè)計(jì)制造的各關(guān)鍵技術(shù)。

  “磨了50年的劍,等的就是這一天!鄙頌榍迦A大學(xué)水力學(xué)及河流動(dòng)力學(xué)博士的哈電機(jī)董事長吳偉章有著強(qiáng)烈的技術(shù)情結(jié),在描述自己當(dāng)時(shí)的心情時(shí)說:“以前沒有核心技術(shù)只能給別人打工,為了資質(zhì),為了學(xué)技術(shù),有些項(xiàng)目要把大半利潤拱手相讓!

  從1998年起,哈電機(jī)的科研、設(shè)計(jì)、工藝人員開始陸續(xù)派往國外接受訓(xùn),哈電機(jī)全國人大代表、高級(jí)工程師王波就是其中之一。

 。玻埃埃澳辏苍拢醪ê屯略谂餐邮芰藶槠趦蓚(gè)月的水輪機(jī)葉片加工工藝技術(shù)培訓(xùn);貒螅晃防щy,大膽創(chuàng)新,主持設(shè)計(jì)程序,加工出的水輪機(jī)葉片最大誤差不超過兩毫米,而國外同行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)允許的誤差是3至4毫米。

當(dāng)法國專家來哈電機(jī)驗(yàn)收時(shí),看到葉片如此小的誤差,驚嘆不已,最后對(duì)某些產(chǎn)品實(shí)行了免檢。
  一位外國技術(shù)專家曾對(duì)哈電機(jī)的能力表示出質(zhì)疑,說:“我們的技術(shù)也在不斷進(jìn)步,等到下一輪就會(huì)拿出更新的東西,你們還會(huì)落在后面。”

  正是意識(shí)到這種危機(jī),為了避免出現(xiàn)“引進(jìn)―吸收―再引進(jìn)”的怪圈,哈電機(jī)抓住這次難得的進(jìn)修機(jī)會(huì),發(fā)揚(yáng)“螞蟻啃骨頭”精神,研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)相關(guān)部門,似一塊巨大的海綿,拼命學(xué)習(xí)吸收先進(jìn)技術(shù)。

  三峽左岸招標(biāo)時(shí),哈電機(jī)還是與法國阿爾斯通公司、挪威KEN公司一起承擔(dān)制造合同的“打工仔”,到右岸招標(biāo)時(shí),哈電機(jī)變成了獨(dú)立承擔(dān)4臺(tái)整機(jī)制造合同的“承包商”,哈電機(jī)人自主研發(fā)的消除高部分負(fù)荷壓力脈動(dòng)技術(shù),在國際上首次運(yùn)用于大型水輪發(fā)電機(jī)的全空氣冷卻技術(shù),幫助他們完成了角色的轉(zhuǎn)變。

  “螞蟻啃骨頭”看似不可能完成的任務(wù),在哈電機(jī)人身上實(shí)現(xiàn)了。如今,憑著這種執(zhí)著進(jìn)取精神完成的,代表著中國“智造”魅力的模型轉(zhuǎn)輪試驗(yàn)成功、模型試驗(yàn)裝置加工成功、空冷機(jī)組制造、蒸發(fā)冷卻技術(shù)自主研發(fā)并成功運(yùn)用等一連串的技術(shù)創(chuàng)新成果,終于圓了哈電機(jī)人半個(gè)世紀(jì)的民族報(bào)國夢想。

  引進(jìn)消化師生間的較量

  當(dāng)初,哈電機(jī)開始派員走出國門取經(jīng)學(xué)習(xí)的時(shí)候,他們謙虛地把自己比作“小學(xué)生”;當(dāng)這些“小學(xué)生”經(jīng)過艱苦努力,掌握了最好的“技術(shù)要領(lǐng)”的時(shí)候,為了證明自己,他們就要和自己的老師同臺(tái)競技。

  “師傅領(lǐng)進(jìn)門,修行在個(gè)人!币M(jìn)技術(shù)不能解決所有的問題,同時(shí)引進(jìn)的技術(shù),若不創(chuàng)新、不應(yīng)用、不發(fā)展,也會(huì)迅速被拋棄。

  按照工期進(jìn)度安排,三峽右岸將建12臺(tái)單機(jī)容量為70萬千瓦的機(jī)組,同樣要采用國際招標(biāo)形式。但是,這一次三峽總公司提出,競標(biāo)企業(yè)要把模型統(tǒng)一拿到第三方試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行測試。除了參與三峽左岸的幾個(gè)國外制造商以外,哈電機(jī)這個(gè)剛剛“出徒”的中國企業(yè)也參與進(jìn)來。

  哈電機(jī)的一位科技人員說:“他們?cè)瓉硎窍蛭覀冝D(zhuǎn)讓技術(shù)的,現(xiàn)在卻要一同參與競爭。就像學(xué)生和老師要用同一張?jiān)嚲砜荚,如果我們成績太差,今后在大水電水力設(shè)計(jì)方面,我們就只能甘當(dāng)小學(xué)生!

  經(jīng)過嚴(yán)格評(píng)議,最后三峽右岸共有哈電機(jī)、東電、阿爾斯通三家制造商參與投標(biāo)。按照要求,這3家必須于2003年10月18日14時(shí)前,將各自為三峽右岸開發(fā)的模型試驗(yàn)裝置及模型轉(zhuǎn)輪運(yùn)到中國水利水電科學(xué)研究院的試驗(yàn)臺(tái),在此進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)以獲得水輪機(jī)的能量、空化、穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果。通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析比較,來評(píng)價(jià)各家制造商技術(shù)的先進(jìn)優(yōu)劣。

  同臺(tái)對(duì)比試驗(yàn)對(duì)于哈電機(jī)來說是第一次,何況是和自己的“授業(yè)老師”一起比試。而三家在同一座試驗(yàn)臺(tái)上試驗(yàn),則是一次完全要憑實(shí)力見證的國際競爭!斑@是對(duì)三峽左岸技術(shù)引進(jìn)成果的一次檢驗(yàn),也是對(duì)中國水電制造企業(yè)綜合開發(fā)技術(shù)的一次檢閱!碑(dāng)年參與競標(biāo)的一位技術(shù)人員說。

  經(jīng)過極其苛刻和過程激烈的競爭,最終哈電機(jī)順利通過了試驗(yàn),而且在某些技術(shù)指標(biāo)上,哈電機(jī)的技術(shù)比左岸全部引進(jìn)的機(jī)組性能還有所提高。

“當(dāng)時(shí)情況下,就證明了一點(diǎn),國內(nèi)制造的產(chǎn)品,像是國外制造的;國外制造的,反而像是互換了角色。”
  三峽右岸招標(biāo),給中國企業(yè)這個(gè)曾經(jīng)的“小學(xué)生”提供了一個(gè)師生同臺(tái)競技的機(jī)會(huì),哈電機(jī)―――實(shí)力證明了自己“學(xué)業(yè)有成”。

  卓越性能小硬幣檢驗(yàn)大機(jī)組

 。冈拢玻踩眨保窌r(shí),代表著國內(nèi)水輪空冷發(fā)電設(shè)備制造最高水平的,三峽右岸23號(hào)機(jī)組順利通過最大負(fù)荷連續(xù)72小時(shí)試運(yùn)行,并不停機(jī)投入商業(yè)運(yùn)行。

  試運(yùn)行結(jié)果顯示:機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定,各部位溫度、振動(dòng)擺度、流量正常,其中推力瓦溫差僅為1.5攝氏度,為所有三峽投產(chǎn)機(jī)組最小。哈電機(jī)實(shí)現(xiàn)了當(dāng)初承諾的“一臺(tái)比一臺(tái)好”的目標(biāo),被專家譽(yù)為三峽電站的品牌機(jī)組。

  一個(gè)經(jīng)典試驗(yàn)最能說明機(jī)組卓越的性能。在23號(hào)機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)場,將一枚一元硬幣立在發(fā)電機(jī)組蓋板上,無論是機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行,還是機(jī)組甩負(fù)荷旋轉(zhuǎn)加速時(shí),硬幣都站立不倒。

  三峽機(jī)組是世界上容量、尺寸最大的水輪發(fā)電機(jī)組,一枚小小硬幣能在這個(gè)相當(dāng)于10層樓高,重達(dá)5500噸的巨無霸機(jī)組身上“穩(wěn)穩(wěn)站立”,充分表明23號(hào)機(jī)組轉(zhuǎn)輪的水力穩(wěn)定性和制造精度技高一籌,這令在場的專家、來賓驚嘆不已。

  能夠做到這一點(diǎn),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(gè)大電站引進(jìn)的國外水輪發(fā)電機(jī)組,大部分在運(yùn)行時(shí),水輪機(jī)都出現(xiàn)振動(dòng),嚴(yán)重的導(dǎo)致轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生裂紋而被迫停機(jī),給電站帶來了巨大的損失。

  三峽左岸引進(jìn)的國外轉(zhuǎn)輪在運(yùn)行范圍內(nèi),也存在振動(dòng)帶,不能滿足合同的要求。當(dāng)哈電機(jī)大電機(jī)研究所副所長覃大清發(fā)現(xiàn)這一問題,與左岸技術(shù)提供方的外國專家探討時(shí),卻得到這樣的回答:“這已經(jīng)是世界上最好的水平了,誰也無能為力,是無法克服的。”

  但這一問題已被寫進(jìn)右岸招標(biāo)書中,誰能解決就可優(yōu)先中標(biāo)。為破解這一世界性行業(yè)難題,哈電機(jī)水輪機(jī)研發(fā)人員在5年間,“在失敗和再失敗中間堅(jiān)韌扛著”,先后制定20多個(gè)方案,進(jìn)行了100多次試驗(yàn),終于研發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“混流式L型葉片轉(zhuǎn)輪”,使原先設(shè)想抖動(dòng)減到最小的壓力脈動(dòng)現(xiàn)象,最終完全消除,創(chuàng)造了水輪發(fā)電技術(shù)上的科學(xué)奇跡,成為了三峽工程中穩(wěn)定性最好的機(jī)組。

  在三峽右岸的國際招標(biāo)中,雖然沒有了國家的“特殊照顧”,但此時(shí),羽翼漸豐的哈電機(jī)人已經(jīng)不再是被外人輕視的“學(xué)生”,為挺起民族產(chǎn)業(yè)的脊梁,哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司董事長吳偉章果斷決策:獨(dú)立投標(biāo)。

  最終,憑借著自己擁有的世界一流的,具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪等多項(xiàng)技術(shù)成果,哈電機(jī)一舉奪得三峽右岸4臺(tái)70萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造合同。與此同時(shí),構(gòu)皮灘、拉西瓦、小灣等設(shè)計(jì)制造合同紛至沓來,哈電機(jī)人肩負(fù)的責(zé)任越來越重大。

  空冷機(jī)組從世界禁區(qū)到國內(nèi)獨(dú)霸

  過去,國內(nèi)外大型水輪發(fā)電機(jī)普遍采用水冷技術(shù),即用水流來降低發(fā)電機(jī)體溫度,而空氣冷卻技術(shù)與水冷技術(shù)相比具備經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、維護(hù)方便且安全性能較好等諸多優(yōu)點(diǎn)。

但由于技術(shù)復(fù)雜,在70萬千瓦的大型水輪發(fā)電機(jī)上采用全空冷技術(shù)一直是一個(gè)世界禁區(qū)。
  哈電人義無反顧地走進(jìn)了禁區(qū)。在2003年的三峽右岸招標(biāo)時(shí),哈電機(jī)勇敢的提出了使用全空冷技術(shù)方案,最終得到一致認(rèn)可,因此成功中標(biāo)。在三峽右岸大型水輪發(fā)電機(jī)上首次使用全空冷技術(shù)是一次創(chuàng)新,也是哈電機(jī)自主創(chuàng)新占據(jù)市場的“獨(dú)家秘籍”。

  業(yè)內(nèi)人士擔(dān)憂,70萬千瓦機(jī)組全空冷技術(shù)的重大突破在于線圈的風(fēng)冷技術(shù),線圈是水輪發(fā)電機(jī)的心臟部分,體型巨大,高3.5米的線圈一般是上部溫度高,下部溫度低,能散熱的溫度就低,不能散熱的、窩風(fēng)的地方溫度就高,要想做到全部溫度均勻非常困難。

  為此,哈電人開始在其他地方5個(gè)電站的項(xiàng)目施工前,同比縮小做過6個(gè)巨型模型,進(jìn)行過7次試驗(yàn),最終制造出來的產(chǎn)品,不僅線圈保證均勻散熱,而且使所有線圈中“溫差”不超過三峽總公司新規(guī)定的高于世界先進(jìn)水平5攝氏度標(biāo)準(zhǔn)―――溫差不能超過3攝氏度,每一根線圈溫差上下最不均勻的地方不超過2攝氏度,可謂再一次成功挑戰(zhàn)了世界性難題。

  而應(yīng)用哈電機(jī)自主研發(fā)的風(fēng)向流量分布等先進(jìn)技術(shù),23號(hào)品牌機(jī)組所有線圈溫差僅為1.5攝氏度。除此之外,23號(hào)機(jī)組對(duì)機(jī)組振動(dòng)擺度的處理,也全面超越了三峽公司規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),50多米高的主軸“擺度”僅為兩根半頭發(fā)絲間距!斑@種精準(zhǔn)無誤的控制技術(shù),在國際上也是非常了不起的!遍L江電力股份有限公司總經(jīng)理張誠說。

  據(jù)三峽總公司相關(guān)人士評(píng)價(jià),哈電機(jī)掌握的這項(xiàng)大型水輪發(fā)電機(jī)全空冷技術(shù),至少領(lǐng)先國外3年~5年,因此,哈電機(jī)的這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)是獨(dú)步世界。

  繼三峽工程之后,哈電機(jī)人沒有停止腳步。貴州的構(gòu)皮灘電站是哈電機(jī)人面臨的新挑戰(zhàn)。該電站水位落差達(dá)180米,比三峽水位落差還高,對(duì)發(fā)電效率提出了更高的要求,然而哈電機(jī)人成功保持了自己獨(dú)霸業(yè)界的優(yōu)勢。機(jī)組效率步步提升:三峽左岸模型轉(zhuǎn)輪效率為94.5%,右岸為94.63%,貴州構(gòu)皮灘效率達(dá)到了95.27%。

  電機(jī)公司副總工程師劉平安興奮地說:“這項(xiàng)新技術(shù)的成熟,是哈電機(jī)幾十年科研成果的綜合反映和巨大回報(bào),是哈電機(jī)在學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、獨(dú)立設(shè)計(jì)制造的成果,是空冷技術(shù)的重大突破,其創(chuàng)新成果的成功運(yùn)用,將穩(wěn)步推進(jìn)我國百萬千瓦發(fā)電機(jī)冷卻技術(shù)研究和發(fā)展!

  短短數(shù)年,從引進(jìn)―消化―吸收先進(jìn)技術(shù)到堅(jiān)持走自主創(chuàng)新道路,哈電機(jī)就消滅了之前和國外先進(jìn)企業(yè)之間20年以上的技術(shù)差距,為自己贏得了廣闊的市場空間。有專家稱,哈電機(jī)不僅在三峽工程中成為最大贏家,而且,也成為全國水電市場上的最大贏家。

  百萬千瓦再次突進(jìn)世界水電技術(shù)“無人區(qū)”

  機(jī)會(huì)總是屬于有準(zhǔn)備的人。突破百萬千瓦水電機(jī)組技術(shù)這一迄今為止仍屬世界水電“無人區(qū)”的重大命題,是哈電機(jī)人在“危機(jī)就是生機(jī)”意識(shí)的驅(qū)使下,早在數(shù)年前就自覺壓在肩上的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

  百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組,是目前國內(nèi)外電機(jī)制造骨干企業(yè)進(jìn)軍的目標(biāo)。通過該項(xiàng)目的研制,將促進(jìn)我國水力發(fā)電設(shè)備科研開發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化基地的建設(shè),將使我國由水電大國邁向水電強(qiáng)國,進(jìn)一步提高自主創(chuàng)新能力。

  日前,針對(duì)百萬千瓦機(jī)組電機(jī)公司正在開發(fā)相應(yīng)水頭段最高效率為94.5%以上加權(quán)平均效率高、穩(wěn)定性好的模型轉(zhuǎn)輪時(shí);百萬水輪發(fā)電機(jī)冷卻技術(shù)研究,在三峽右岸的基礎(chǔ)上,理論計(jì)算和模型試驗(yàn)相結(jié)合,開展了全空氣冷卻、蒸發(fā)冷卻及定子水冷轉(zhuǎn)子空冷等冷卻方式研究。

  在絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)的研究上,采用熱模壓成型工藝和探索采用VPI工藝,制造真機(jī)線棒通過性能測試,開發(fā)出24/26千伏絕緣系統(tǒng)。在哈爾濱大電機(jī)研究所試驗(yàn)臺(tái)上將完成水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪模型試驗(yàn)、推力軸承試驗(yàn)等各項(xiàng)試驗(yàn),并完成真機(jī)線棒的試制和通風(fēng)模型的制造和試驗(yàn)。

  多年來,哈電機(jī)已與清華大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈爾濱理工大學(xué)、哈爾濱焊接研究所、沈陽鑄造研究所等建立了合作關(guān)系,并取得一系列科技成果,有的還簽署了長期合作的框架協(xié)議。

  數(shù)載春秋,冬去春來。從水冷到空冷,從70萬到百萬,哈電機(jī)人創(chuàng)造自我的腳步越來越快,完勝三峽右岸電站并非終極目標(biāo),他們的眼光已經(jīng)投向未來。目前,應(yīng)用哈電機(jī)自主研發(fā)的70萬千瓦大型空冷機(jī)組電站,除三峽右岸4臺(tái)投入運(yùn)行外,龍灘3臺(tái)機(jī)組也運(yùn)行良好。為溪洛渡和向家壩制造的77萬千瓦和80萬千瓦機(jī)組正在緊張生產(chǎn)制造之中。

  截至目前,哈電機(jī)已簽約云南、四川等全國18個(gè)電站60萬千瓦以上大型空冷機(jī)組50多臺(tái),110億元的合同,相當(dāng)于再造兩個(gè)新三峽。

  如今,哈電機(jī)趕超世界一流的品牌效應(yīng),使其所有水火電產(chǎn)品旺銷國際市場。據(jù)哈電機(jī)董事長兼總經(jīng)理吳偉章介紹,近年來,哈電機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)出口30多個(gè)國家和地區(qū)。而根據(jù)預(yù)測,在2020年后,全國大型全空冷水電機(jī)組市場上,后續(xù)裝機(jī)容量將再增100多臺(tái),市場潛力達(dá)500多億元。“到那時(shí),掌握核心制造技術(shù)的哈電機(jī),才會(huì)迎來產(chǎn)業(yè)報(bào)國的巔峰時(shí)刻。”


 
來源(電氣市場網(wǎng):http://prlt.cn