白鶴勁舞 哈電圓夢——寫在白鶴灘水電站全部機組投產(chǎn)發(fā)電之際
來源：哈爾濱電氣集團有限公司
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發(fā)布時間：2022-12-21
白鶴灘水電站是實施“西電東送”的國家重大工程，是當今世界在建規(guī)模最大、技術難度最高的水電工程。全球單機容量最大功率百萬千瓦水輪發(fā)電機組，實現(xiàn)了我國高端裝備制造的重大突破。
堅決貫徹落實習近平總書記致信白鶴灘首批機組投產(chǎn)發(fā)電重要指示精神，堅定遵循黨的二十大提出的“推動制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展”的實踐要求，哈電集團電機公司以敢于破題的勇氣、持續(xù)創(chuàng)新的實力、錙銖必較的風骨，一路所向披靡，將白鶴灘水電站右岸8臺100萬千瓦機組，打造成精品中的精品。
守初心善作善成
善始善終，善作善成。幸運的是，白鶴灘水電站首臺和最后一臺投運的100萬千瓦機組，均由哈電電機研制。歷經(jīng)540余天，見證了中國力量和中國速度。
白鶴灘水電站是懸崖峭壁中誕生的偉大奇跡。打造這座世界超級水電工程，建設者們從未辜負大自然的饋贈。電站16臺100萬千瓦水電機組全部投產(chǎn)發(fā)電，多年平均發(fā)電量624.43億千瓦時，一天的發(fā)電量就能滿足50萬人一年的生活用電；每年可節(jié)約標煤約1968萬噸，減排二氧化碳約5160萬噸，減排效益巨大。
站在舞臺中央，深諳“雄鷹展翅恨天低”，哈電集團電機公司不斷挑戰(zhàn)極限，在精益求精、勇攀高峰、無私奉獻中，創(chuàng)造新奇跡。
哈電集團電機公司研制的白鶴灘水電機組，實現(xiàn)了0-100%全負荷安全穩(wěn)定運行；首創(chuàng)15長+15短的長短葉片轉輪，實現(xiàn)全球首個巨型長短葉片轉輪“零配重”，堪稱打造一顆天然“完美心臟”，水輪機最優(yōu)效率達96.7%。
發(fā)電機應用具有自主知識產(chǎn)權的全空氣冷卻技術，轉子溫度均勻度提升3%，進一步提高了機組效率；采用24千伏水電行業(yè)最高電壓等級，在百萬等級水電產(chǎn)品絕緣研制領域達到世界領先水平。
相比而言，哈電機組耗水率更低，在額定工況下，每臺機組年節(jié)約水資源約2億立方米，對助力實現(xiàn)“雙碳”目標具有重要意義。
秉承“私人訂制”式的精心設計、精益制造、精準服務，哈電集團電機公司打造出一臺臺精美絕倫的“藝術品”。
那些凝練的高光時刻，仿佛仍在眼前閃耀：
2021年6月28日，白鶴灘首批機組投產(chǎn)發(fā)電，習近平總書記致信祝賀。哈電集團電機公司研制的白鶴灘14號機組，成為全球首臺發(fā)出100萬千瓦的水電機組，開啟了100萬千瓦機組運行的新時代。
一年多來，14號機組穩(wěn)穩(wěn)地守護著湯湯大江，將源源不斷的電能輸送給千家萬戶，實現(xiàn)了全負荷范圍長期連續(xù)、安全、穩(wěn)定、高效運行。
僅在白鶴灘水電站首批機組發(fā)電19天后，15號機組投入商業(yè)運行。工作人員將6枚硬幣立于機組蓋板之上，硬幣紋絲不動，機組的穩(wěn)定性可見一斑。
2022年1月3日，16號機組投運，各項指標優(yōu)于精品標準，實現(xiàn)了“一臺更比一臺好”的目標。
2022年9月18日，13號機組投運，哈電集團電機公司持續(xù)兌現(xiàn)著“臺臺精品，件件一流”的承諾。
2022年10月14日，12號機組投運，三導擺度值均在0.05毫米左右，僅相當于成人的頭發(fā)尖寬。
2022年11月5日，10號機組投運，百萬千瓦水電機組首次實現(xiàn)3天2“投”，并網(wǎng)調(diào)試期間，帶負荷最高達111.4萬千瓦，運行穩(wěn)定，充分檢驗了百萬千瓦水電機組帶最大負荷能力和優(yōu)良負荷調(diào)節(jié)性能。
12月20日，白鶴灘9號機組高質量投入商業(yè)運行。
如果有人問：一根手指的力量有多大？
哈電人會自豪地回答：能輕松撥動一臺338噸重的轉輪！
這指的就是哈電集團電機公司研制的白鶴灘“零配重”長短葉片轉輪。所謂“零配重”，即無需額外配重，就能滿足技術要求中，殘余不平衡力矩的一種制造狀態(tài)，對加工制造提出了極高的要求。
作為全球技術難度最高的水電工程，所有性能指標全方位升級。被譽為水電機組“心臟”的轉輪，是決定機組穩(wěn)定性和能量轉化的關鍵部件，也是研發(fā)制造中，優(yōu)先級最高的那一個。
當金沙江之水源源不斷地流入機組，帶動轉輪高速旋轉，再由轉輪帶動發(fā)電機轉子高速旋轉，進而產(chǎn)生電能。
轉輪轉一圈，機組就能發(fā)出150度的電能，相當于一個普通家庭一個月的用電量。
而如何讓流進機組的水更“聽話”，讓機組更穩(wěn)定、更高效，最大程度減少能量損耗，哈電集團電機公司的科研人員創(chuàng)新轉輪研發(fā)，在15個長葉片的進口部分，插入長度約為一半的15個短葉片，并對葉片的長度、粗糙度、葉形的幾何參數(shù)等，進行了全方位多輪次地優(yōu)化，極大降低了無葉區(qū)的壓力脈動幅值，將最優(yōu)效率提升至96.7%。
不止于此，白鶴灘仿佛有一個奇特的“場”，激勵著參建單位成為“全能冠軍”。
白鶴灘右岸機組高54米、總重7600噸，大約由16萬個零件組成，而一些指標的精度誤差卻要控制在0.01毫米以內(nèi)。這樣一個既復雜、標準又高的大家伙研制出來，絕非易事。
拿發(fā)電機轉子圓柱度來舉例。白鶴灘精品標準中，將轉子圓柱度標準定為0.7毫米，“苛刻”中透著“情非得已”，龐大的機組運轉起來，牽一發(fā)而動全身，精度數(shù)值越小，機組的運行也就越穩(wěn)定。
哈電集團電機公司攜手參建單位，在持續(xù)不斷的技術優(yōu)化中，不斷提升產(chǎn)品加工、裝配質量，大大提升了機組運行時的安全性、穩(wěn)定性。
8臺直徑16.5米、高4.08米、總重超過2295噸的轉子，組裝完成后，圓柱度的精度全部優(yōu)于三峽集團0.7毫米標準。其中，9號機組圓柱度實測只有0.3毫米，著實令人難以想象。
此外，在100萬千瓦機組研制中，哈電集團電機公司開創(chuàng)性攻克的許多世界性技術難題，對于帶動中國水電裝備全產(chǎn)業(yè)鏈升級換代，打造中國高端制造新版圖具有重要意義。
勇攀世界水電珠穆朗瑪峰，中國水電建設者引領世界水電邁入“無人區(qū)”，這條路走得并不平坦。
從上個世紀90年代開始，哈電集團電機公司抓住深度參與三峽、溪洛渡、向家壩等重大工程難得的歷史機遇，自主創(chuàng)新能力和綜合實力不斷躍升。
自2007年開始，公司依托國家科研課題開展100萬千瓦機組研發(fā)，并在實踐中不斷驗證，一路探索、跨越未知，創(chuàng)造新突破。
隨著技術的不斷進步，百萬千瓦看似觸手可及，但仍有行業(yè)專家存在顧慮，因為，從80萬千瓦級到100萬千瓦，不是簡單的數(shù)字累加，而是要面臨研發(fā)、設計難度系數(shù)呈指數(shù)倍提升的極限挑戰(zhàn)，需要全產(chǎn)業(yè)鏈共同努力。
直到2011年10月，持續(xù)了3天的白鶴灘單機容量審查會，終于確定采用100萬千瓦機組的方案。與會專家一致認為：挑戰(zhàn)100萬千瓦，有難度，更有信心。
2012年，哈電集團電機公司以白鶴灘水電站100萬千瓦機組為依托，開展國家科技支撐計劃攻關，獲得了一大批新理論、新技術、新測試分析方法及發(fā)明專利。
在機組研制整個過程中，哈電集團電機公司不斷在平凡中締造“非凡”，在探索中鑄就“一流”，打造出8臺精美的大國重器。
而今，100萬千瓦機組已經(jīng)成為一個時代的符號，在與白鶴灘100萬千瓦機組“告別”的同時，哈電集團電機公司圍繞國家能源發(fā)展和安全戰(zhàn)略需求，創(chuàng)新研制新一代高端裝備，持續(xù)引領水電技術的變革升級。
為適應新能源發(fā)展技術變革新方向，哈電集團電機公司打破傳統(tǒng)混流式水電機組只在45-100%負荷穩(wěn)定運行的狀況，自主研制0-100%全負荷穩(wěn)定運行的新一代水電機組，并在多個重大工程中應用。
這其中最為典型的便是被譽為“中國水電之母”的豐滿水電站，6臺機組投運后，全部實現(xiàn)了“0-100%全負荷范圍內(nèi)穩(wěn)定運行”，機組水導軸承擺度均控制在0.1毫米以內(nèi)，大軸擺度數(shù)據(jù)創(chuàng)下全國最優(yōu)。
與此同時，這一技術還在李家峽電站改造、幾內(nèi)亞蘇阿皮蒂等多個重大工程中實踐，持續(xù)鞏固著公司該領域的國際領先地位。
據(jù)統(tǒng)計，進入新時代的10年中，哈電集團電機公司在發(fā)電裝備領域共獲得國家科技進步獎4項、省部級科技獎勵60項。其中就包括哈電電機為適應建設新型電力系統(tǒng)需要，研制的抽水蓄能機組。
迄今為止，哈電集團電機公司共參與了28座電站、100臺套抽水蓄能機組的研制，總容量達2932萬千瓦，國內(nèi)市場占有率穩(wěn)居第一。
哈電集團電機公司剛剛中標的、由三峽集團投資建設的浙江天臺抽水蓄能電站主機設備，單機容量425兆瓦，為國內(nèi)之首；額定水頭724米，為世界最高；是我國綜合難度最大的抽水蓄能電站工程項目。
習近平總書記在黨的二十大報告中指出，“加快實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略”“積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和”。哈電集團電機公司將牢記囑托，全力打造水力發(fā)電設備原創(chuàng)技術策源地，加快實現(xiàn)高水平科技自立自強，當好國民經(jīng)濟建設的“頂梁柱”“壓艙石”，在實現(xiàn)制造強國和“雙碳”目標的新征程中，塑造發(fā)展新動能、新優(yōu)勢，持續(xù)書寫新時代水電裝備的優(yōu)異答卷。
