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东方电气集团公司成功研制大型混流式机组纪实鞋柜

时间：2022/10/28 07:04:56 编辑：

东方电气集团公司成功研制大型混流式机组纪实

在中国东方电气集团公司设在四川德阳的东方电机厂里，有一块高约1.3米、长约1.6米的褐色三峡石，上面镌刻着“中国工业骄子，三峡机组摇篮”12个金色大字。这是2006年10月22日长江电力公司赠送给东方电气集团的礼物。三峡右岸70万千瓦特大型混流式机组，便是东方电气集团制造的。     水电是我国重要的电能。适用于40至500米的高水头混流式机组是水电机组的重要品种，历来被视为水电机组开发的重头戏。东方电气集团经过30多年的努力，在水电机组的开发及其混流式机组的开发建设上取得了令人瞩目的成就。在三峡电站12台水电机组中，由东方电气集团用自主创新的核心技术制造的4台70万千瓦特大型混流式水电机组，开创了中国混流式水电机组的新纪元。     东方电气集团上世纪70年代初即开始涉足高水头混流式机组的研制。30多年来，他们建造出一台台各种功率的高水头巨型混流式水电机组，获得了国内水电设备的多项荣誉。     三峡左岸水轮机转轮直径超过10米，是当今世界上最大的混流式水轮机。由于防洪要求，机组运行水头从61米至113米，最高水头和额定水头比值大，运行条件复杂。国外多家知名发电设备商经过多年研究推出的三峡左岸转轮虽然效率达到了要求，但由于电站运行水头变化大，压力脉动始终不理想，有关方面都希望在三峡右岸有新的突破。     在消化吸收国外公司流体计算软件的基础上，东方电气进行了二次开发和创新，自主开发出比左岸国外机组性能更优越的转轮核心技术，成功解决了左岸机组存在的特殊不稳定振动带问题，在世界范围内率先开发出适应三峡右岸电站的无特殊区域压力脉动的混流式水轮机转轮，其优良的水力性能达到国际领先水平；在提高三峡电站水轮机水力稳定性方面，实现了一直困扰国内外水力发电行业的重大突破。       专家认为，三峡右岸70万千瓦混流式机组是我国重大装备行业引进消化吸收再创新的成功典范，告别了中国人不能自行设计巨型水电机组的历史。     一批批具有自主知识产权的新产品被东方电气成功开发出来了。在混流式机组产品中，龙羊峡32万千瓦大型混流式水电机组荣获国家优质产品金奖，为瓦屋山和小天都两电站开发的高水头混流式机组等一大批产品，综合性能都达到目前国内的最高水平，接近世界先进水平。继三峡右岸混流式机组之后，东方电气又赢得了瀑布沟、金安桥、龙滩、小湾、构皮滩、水布桠、锦屏1级等一大批巨型水轮发电机组订单，彻底结束了长期以来国外公司在50万至70万千瓦高端水轮发电机组市场中的垄断地位，全面推进了巨型水电机组国产化，为国内一大批即将开工的巨型机组的国产化奠定了坚实的技术基础。     大型混流式机组单机容量大、部件尺寸大，技术要求高、生产难度大，工艺性能更加优化。东方电气集团能够在混流式机组的开发上不断前进，得益于立足自主开发，自主创新与引进技术再创新相结合；得益于“装备能力决定竞争实力，竞争实力决定市场地位”的企业理念；得益于其领导者对装备建设和人才队伍建设的高度重视。     目前，东方电气集团已拥有价值3.5亿多元的科研和试验仪器，科技创新投入占产品销售收入的比例保持在3%至4.5%的水平，最近两年科技投入的增幅均在40%以上，其科技创新投入总额在全国330多家国家级技术中心中连续3年保持在前100名。     此外，东方电气集团还拥有当今世界发电设备制造行业最先进的巨型水轮机、发电机加工技术和人称“中华第一跨”的装配厂房；拥有一批当今国内第一、国际领先的设备，如加工数控车床、数控重载卧式车床、数控天桥铣、1600吨冲床等；拥有机械行业最大的起重吊车、亚洲最大的卧式车床以及当今世界加工直径最大、工作台承重最重、技术最先进的数控立式加工中心等等。     东方电气集团特别重视优秀的科技人才队伍的培养，多年来坚持在分配政策上不断加大对各类人才的倾斜力度，实施了科技人员“双晋升”通道，建立了科技进步奖、重大项目奖等奖励机制，营造了尊重知识、尊重人才的良好氛围。以工程院院士和国家级专家为科研核心，由2000余名各类技术专家、高级专业技术人员组成的优秀科研团队，承载着“用中国装备装备中国”的理念，使我国大型混流式机组达到国际先进水平。     自主创新谱写新篇章     ———哈电机三峡大型混流式机组实现从左岸制造到右岸创造的历史跨越     本报记者  倪伟龄     举世瞩目的三峡水利枢纽工程，圆了几代人“高峡出平湖”的世纪梦想。三峡工程同时更是我国水利发电设备研制企业与世界一流制造业巨擘同台竞技的大舞台。哈尔滨电机厂有限责任公司抢抓机遇、直面挑战，迅速掌握大型混流机组整体设计和制造的主要技术和关键工艺，并形成了发电机空冷设计、水轮机转轮制造、定子绕组绝缘等拥有自主知识产权的核心自主创新技术，实现了从三峡左岸合作制造到右岸自主创造的历史性跨越，在世界大型水轮发电机组设计、制造史上，书写了崭新的篇章。     三峡电站共需安装26台700兆瓦的大型混流式水轮发电机组，建成后总装机容量将达18200兆瓦，成为世界上最大的水电站。三峡电站的26台机组分别安装在泄洪坝段两侧的坝后，其中左岸14台、右岸12台。工程先左岸机组制造、安装招标，再行右岸招标。1997年9月，三峡左岸14台机组国际招标落幕，几乎世界上所有先进发电设备制造商都来竞争。为使国内主要发电设备制造企业吸收、消化国外先进技术，国家有关部门规定，中标的国外厂商须向国内分包企业转让其生产大型水电机组的全部最新技术。经过激烈竞争，法国阿尔斯通、瑞士ABB及挪威克瓦纳和哈电机联合中标8台机组，哈尔滨电机厂承制其中两台整机及被称为机组灵魂部件的6个转轮，所负技术难度和任务量，创三峡所有竞标企业之最。     哈尔滨电机厂经过6年攻坚，在水轮发电机设计、制造核心技术上取得了突破。2003年6月，三峡右岸以12台水轮发电机组和水轮机模型进行国际招标，明确要求将稳定性放在首位，并特别注重高部分负荷的“压力脉动”问题的解决。2003年10月，4家有资格的著名中外制造企业参加投标，各自拿出为三峡右岸开发精心制作的模型及转轮，运到北京水科院进行同台对比试验。哈尔滨电机厂的模型试验装置和转轮在同台竞技中，性能完全符合三峡总公司技术标准要求，并解决了高部分负荷压力脉动带部分负荷压力脉动显著减小的问题，能量、空化指标全部优于左岸模型，最高模型效率达到94.8%，创造了当时转轮研制的最好成果。哈尔滨电机厂因此获得三峡右岸4台70万千瓦水轮发电机组整机制造合同，这是我国发电设备制造企业首次独立承制世界最大的水轮发电机组的设计和制造任务。     哈尔滨电机厂历时多年坚持自主创新，2005年将贵州构皮滩水电站转轮拿到国际上指定的瑞士洛桑独立试验台上验收，其转轮平均最高效率95.17%，为国内外该水头段混流式水轮机模型转轮历史最高纪录。这标志着哈尔滨电机厂的200米水头段混流式水轮机模型转轮的设计水平已跻身世界先进行列。     于是，长江大三峡见证了哈尔滨电机厂这一不寻常的历史时刻：三峡左岸，哈尔滨电机厂是分包，为阿尔斯通等国际电力设备制造巨头当“学徒”；而三峡右岸，哈尔滨电机厂是主承制者，国外大公司开始为哈电机做配套。哈尔滨电机厂怎样在短短几年时间实现从左岸的“中国制造”到右岸的“中国创造”的历史跨越呢？他们是如何自主创新，掌握拥有自主知识产权的核心技术和关键工艺，创造世界最大水轮发电机组设计、制造奇迹的？     哈尔滨电机厂在三峡左岸8台大型混流式机组的合作制造中为国外制造商打工，承担的是60%任务量，却只能获得不到30%的利润，而国外技术垄断企业开始招标报价常常是我们的1倍多。这深深刺痛有强烈责任感和创新精神的哈电机人，道理简单且深刻———只有拥有自己的核心设计、制造技术，才不会受制于人，真正掌控市场主动权，并赢得对手的尊重。     哈电机首先在右岸4台70万千瓦水轮发电机组上采用自主创新、世界首创的空冷设计和制造技术，保证了三峡电站实现经济、安全运行。三峡左、右两岸26台水轮发电机组中，仅有哈电机制造的4台是采用空冷技术的机组。采用空冷技术的水轮发电机组具有结构简单、运行可靠、维护简便、运行成本低等明显特点，而世界上采用这一技术的最大机组在古里电站和丘吉尔瀑布电站，才不到60万千瓦，国内已运行电站机组则不过55万千瓦，三峡电站却达70万千瓦。采用空冷技术行吗？以往只要超过60万千瓦的机组，都是采用水冷设计和制造技术，如何向这一技术极限发起挑战？为三峡建设呕心沥血几十年、今年71岁的原哈电机厂副总工程师刘公直，是三峡70万千瓦空冷机组采用空冷技术的设计者，他大胆打破过去空冷按“每极容量”设计的技术界限，提出自己的全新设计思想：无论是水冷、空冷，最根本的是要控制机组温度，要更注重发电机电压、定子绕组支路数、槽电流的匹配及热负荷的控制和结构优化设计，以及良好的通风系统。应用他的这一设计理念，三峡右岸、龙滩、拉瓦西等近30台机组采用空冷技术设计成功。这项世界独有技术的运用，打破了世界制造业巨头的价格垄断，大大降低了三峡电站机组制造成本。     今年73岁的原哈电机厂副总工程师吴新润，是大型水轮机转轮关键技术的把关者。他和技术攻关小组成员，面对多家国际制造业巨头都没有解决的高部分负荷压力脉动带问题，采用新的理念和设计方法，在稳定性方面取得重大突破，从而攻克了这一困扰世界大型水电设备制造业多年的技术难关。70万千瓦大型水轮机光转轮就重达445吨，一个转轮有15个叶片，每个重达16.7吨，外径达10.44米，高5.2米，哈电机工程技术人员研发的新型叶片，采用三维空间曲面精度加工和不锈钢无缝焊接等技术，制造的转轮达到世界先进水平。     现任哈电机副总工程师、年轻的水轮发电机专家刘平安，和工程技术人员一起研制成功高性能的绝缘线棒，经试验其耐电压性超过世界标准击穿电压的一倍还多。近10年来，哈电机共完成开发各项科研成果400余项，有50多项获省级以上科技进步奖。他们先后与12个国家的28家公司建立合作生产关

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