哈电电机研制的全球首台100万千瓦水电机组正式投入运行

来源： 时间：2021-07-06 16:52

白鹤展翅翱翔天际 百万水电耀世而出

——哈电电机研制的全球首台100万千瓦水电机组正式投入运行

富宏杰 张弘

　　奇迹，白鹤翱翔天际，在建规模世界第一、综合技术难度最高的巨型水电桂冠，被中国摘下！

　　精品，雄鹰搏击长空，100万千瓦机组的精益性能令世人惊叹，又一张“国家名片”脱颖而出！

　　辛丑仲夏，激越澎湃的金沙江再次唱响胜利的赞歌：世界单机容量最大的水电机组——白鹤滩首批2台100万千瓦机组高质量投产发电。

　　作为白鹤滩电站首批发电的机组之一，哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司（简称哈电电机）研制的右岸电站14号机组，6月28日8时08分，带负荷100万千瓦成功。这是全球首台并网发电、也是全球首台实现100万千瓦满负荷发电的机组。此前，6月26日12时48分，14号机组顺利通过72小时试运行。

　　经过试运行测试，14号机组导轴承摆度在0.10毫米以内，优于精品标准；定子铁心振动值、导轴承瓦温、推力轴承瓦温等关键指标同样优于精品标准。正式并网发电，各项指标优于精品标准。

　　专家鉴定：哈电电机研制的白鹤滩右岸14号机组，成为精品中的精品！

　　这幅引领世界水电装备技术进入“无人区”的巅峰之作，在建党100周年之际，向党和国家交上了一份精彩的答卷！

　　“白”碧无瑕

　　核心阅读：以三峡集团“七个零”和“三个一流”工作要求为标准，哈电电机坚持“精细过程，精品结果”，科技创新锱铢必较，生产组织环环相扣，产品质量精雕细琢，精品意识内化于心外化于行。

　　白鹤滩水电站是金沙江上的一串彩虹项链，浩荡的江水裹挟着清爽的微风袭袭拂过，源源不断的电流涌入千家万户，甘甜沁人心脾。

　　一串精彩的数据镌刻在世界单机容量最大水电机组上，是那样的熠熠闪光：

　　白鹤滩机组单机容量100万千瓦，位居世界第一。

　　电站总装机容量1600万千瓦，居世界第二，仅次于三峡工程。

　　待16台机组全部投运,一天的发电量可满足50万人一年的生活用电。

　　白鹤滩水轮机最优效率达96.7%，国际领先；额定电压24千伏，为水电行业目前最高电压等级。

　　白鹤滩电站与金沙江乌东德、溪洛渡、向家坝，以及长江三峡、葛洲坝水电站共同构成一条世界最大的清洁能源走廊，为助力实现“碳达峰、碳中和”目标发挥国家队主力军作用。

　　哈电电机副总工程师覃大清在接受央视采访时说：“我们百万机组的创新主要包括两部分，一个是发电机从原来的80万千瓦跃升到现在的100万千瓦，第二个创新就是水轮机采用了长短叶片转轮，同时实现了宽负荷高效稳定运行。”

　　6月28日，白鹤滩首批机组发电仪式现场人头攒动，数百名建设者脊背挺直，目光灼灼。当孕育了多年的产品由图纸变成了现实，当那54米高、总重量7600吨的“庞然大物”投入运行，建设者心中的理想与希望驰骋于大江大河，令人何其感慨与自豪。

　　作为共和国发电装备制造业的“长子”，哈电电机勇敢地肩负起打造“国之重器”、标注中国制造新高度的时代责任和伟大使命，在长期的实践中，将产、学、研、用相结合，针对巨型机组稳定性、水力设计、电磁设计、发电机冷却、绝缘技术、结构刚强度及测试方法等方面进行专项研究和试验，获得了一大批新理论、新技术、新测试分析方法及发明专利。

　　完成国家科技支撑计划项目1项；获得省部级科技奖励4项，其中黑龙江省科技进步奖一等奖2项；获得授权专利、发表论文100余项。

　　哈电电机承制的白鹤滩右岸电站8台机组，全部以精品标准打造。白鹤滩电站全部机组即将在2022年7月投入商业运行。

　　“鹤”舞金沙

　　核心阅读：哈电电机研制的白鹤滩转轮直径8.87米、高3.8米，总重338吨，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”。

　　戴上护目镜、扭曲着身子钻进狭窄的空间，厚重的防护服不小心碰到了身旁的“障碍物”，温洪德仿若什么也没有发生。但见他端起沉重的焊枪，青色的薄烟便在脚下袅袅腾起……

　　这是白鹤滩机组心脏——长短叶片转轮的焊接现场。转轮要预热到100摄氏度才具备焊接条件，汗液从毛孔里争先恐后地往外涌，凝成豆大的珠粒恣意流淌，顺手一抹，便成了黑一道白一道的“大花脸”。

　　焊工技师温洪德乐在其中，“公司把这么重要的任务交给了我，是对我的信任，更是我的荣耀。”去年，他在三峡集团和云南省联合举办的焊工职业技能比武中，获得了十大工匠优胜者的荣誉。

　　在哈电电机驻白鹤滩电站转轮加工厂，吊车工闫玉军和挂钩员海坤配合默契，稳妥地实施新的转轮“翻身”工序，被业主、监理、转轮厂授予“安全人”称号；铆工技师蒋本海和他的团队也获得了产品尺寸“零偏差”证书。

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　　转轮被誉为水电机组的“心脏”，是研发难度最大、制造难题最多的核心部件。就像一部密集交织的网络，每一个环节都至关重要。

　　回想起当年与身边的同事一起挑灯夜战，为了破译“转轮综合效能最优”的极限密码，科研团队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，因地制宜地对水轮机转轮进行多轮次优化设计，先后研制了13个转轮模型，最终采用15个长叶片和15个短叶片相结合的独创结构，将白鹤滩转轮的最优效率提升到96.7%。这也是世界上首次将长短叶片转轮应用到100万千瓦机组的创新典范，使机组的稳定性与安全性实现质的飞越。

　　而后，哈电电机继续实施精细化工程控制，全工序提升制造精度，通过改进焊接工序，使白鹤滩转轮焊缝一次交检合格率大幅提升；专有的长短轴翻身技术，避免了翻身时对转轮尺寸产生不利影响；特有的热处理支撑工具，确保转轮在580摄氏度高温下不变形；先进的光学数字测量技术，使转轮叶片安放角度偏差控制在±0.5°以内，精度提升2倍以上。

　　“精”雕细刻

　　核心阅读：才见转轮精绝,又瞻转子雄伟。2300吨重的“庞然大物”被两台1300吨的桥机缓缓吊起，沉稳而持重。115分钟、平移、下落，这台直径16.5米、高近3.9米的发电机转子与主轴精准对接！

　　精细过程中的一小步，就是迈向精品结果的一大步。转子由转子支架、磁轭和磁极等三大部分组成，是为水轮发电机提供旋转磁场、能量转换和传递转矩的重要部件，决定着机组的运行性能、运行效率和安全性、稳定性。

　　结合白鹤滩机组运行功率要求高、传递扭矩参数大等特点，技术人员创新性地采用转子磁轭分段设计、转子磁极的多T尾向内打键结构，有效保证了转子的静态和动态稳定性。

　　每一个技术关键都是用心用情、精益求精的探索和实践。100万千瓦发电机采用空气冷却方式，也是一个新的技术飞跃。为了获得更为精准的数据，哈电电机设计了白鹤滩真机周向1/20的局部模型，真实模拟真机的通风状态，综合温度指标、结构强度、加工工艺、生产安装等，靶向攻克难题，转子温度均匀度提升3%，进一步提高了机组效率。相关专家认为，哈电电机掌握了一套独有的全空冷技术。

　　白鹤滩机组承受着24千伏的高电压挑战，为水电行业最高电压等级。科研团队历经一年多、3个轮次地反复试验，在不断失败中寻找“生机”，终于使哈电在百万等级水电产品绝缘研制领域达到了世界领先水平，每台机组1392支定子线棒，整机绕组下线后，现场电气试验一次通过，全部达到精品标准。部分创新还被推荐至其他厂家应用。

　　为了赋予哈电白鹤滩百万机组更为完整的环保属性，哈电电机将水溶性绝缘漆在水电机组上成功应用。此外，超大型的磁极铁心、无油的磁轭冲片、C6涂层硅钢片加工制造，这些代表着白鹤滩百万机组的特殊符号，也成为属于白鹤滩精品机组的亮点。

　　白鹤滩座环是水轮机结构组件中运输尺寸最大的部件，也是哈电电机近年来大型混流式座环的集大成之作，设计要求和制造标准双向提高。哈电电机用集体的智慧和力量，创造着中国电力装备史的伟业。

　　不止于此，哈电电机通过技术创新，将水导轴承设计为自泵外循环结构，冷却器外置式，不仅减小了水导油箱的尺寸，而且保证了足够的维护检修空间；首次采用导水机构顶盖“封闭箱型双法兰结构”，增强了机组的安全性能；采用静压自平衡式端面水压密封，密封效果更稳定，工作寿命更长，维护和检修更方便。

　　“品”貌非凡

　　核心阅读：通过持续推进精益化管理，综合平衡各类资源，组织开展长时间、大跨度、多工种的攻关，大幅提高了加工质量和生产效率；通过采用智能化、数字化的检测手段，筑牢每一道质量防线，为每一个部件精品目标上了一道安全保险。

　　如果把百万千瓦级水电机组比喻成一栋摩天大楼，那么金属材料就是坚实的地基。白鹤滩机组对金属材料的性能指标和质量控制要求，远超行业标准。早在2014年，哈电电机就针对超厚高强钢板“四大难题”开展焊接工艺性试验及焊材优化，获取了第一手可靠的试验数据和验证结论，带动水电装备全产业链的升级换代。

　　跻身世界电力装备制造顶级企业，哈电电机以专注、精益、极致的工作作风和近乎苛刻的严谨态度，完美践行着打造白鹤滩这一伟大精品工程的庄严承诺。

　　在智能制造、现场安装服务方面，履行“24小时”服务承诺和首问负责制，技术人员熟练地应用三维软件设计、模拟装配，在实体部件没有装配到一起的时候，就已经知道了结果。

　　集众力打造“美丽机电”。设计人员开展三维建模，优化每一个设计细节；工艺人员研发复合型可剥防护涂层，彻底颠覆了传统防护方式存在的诸多弊病。

　　白鹤滩项目工地现场生产总指挥李滨，已在现场工作了3年多时间，连续在转轮厂度过了两个春节；工地副总代表马金东累计在电站服务了千余天。还有许许多多的哈电职工，阔别家乡来到工地，一干就是几个月。

　　“将大国重器牢牢掌握在自己手里。”2021年是中国共产党成立100周年，也是哈电电机建立70周年。70年不懈奋斗，祖国山河之间星罗棋布的电站里，哈电电机研制的一台台精品机组正欢畅地向世界诉说着中国电力装备创造史。

　　“社会主义是干出来的，新时代是奋斗出来的。”哈电电机时刻牢记指示，继续担负起引领国家水电事业进步的重任，也必将在世界水电建设史上树立起具有划时代意义的丰碑。

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