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      白鶴灘水電站 | 百萬機組 百年夢圓
      作者:  來源: http://www.shybme.com/hyxw/n1376.html   發布時間:2021-06-30

      北極星水力發電網訊:水流的歡歌,在金沙江上唱響。

      6月28日,全球首批百萬千瓦水電機組,在三峽集團建設的世界第二大水電站——白鶴灘水電站成功投產,眨眼之間,將奔騰江流轉化為以電為名的“中國能量”。

      百萬千瓦機組,百分之百中國“智”造。

      這一轉,立起了中國水電奮斗百年的歷史性豐碑,叩開了中國水電獨步世界“無人區”的大門。

      這一轉,表明了中國人有志氣、有信心、有能力,不斷登頂一座又一座水電科技新高峰。

      百萬千瓦機組因何而來,將往何方?讓我們到歷史與現實的脈絡中,去尋找答案。

      從歷史中走來

      金沙江,百轉千回,在峽谷中聚起磅礴的力量。隱秘的山體內,建設者正揮毫潑墨,描繪一幅中流擊水的長卷。

      2020年6月21日,一顆直徑超過8米、重約350噸的精密“中國芯”,精準嵌入白鶴灘水電站“心臟”部位,世界首臺100萬千瓦水輪發電機組的轉輪成功吊裝。

      回眸百年前,積貧積弱的舊中國,沒有這份“底氣”。

      1912年,兩臺國外研制的240千瓦機組,在中國大陸第一座水電站——石龍壩水電站投產。它們在為昆明送來第一縷照亮工業化夢想道路的燈光時,也深深喚醒了中國的期待:何時,中國才能擁有自己研發的水電機組?

      而直至新中國成立時的1949年底,全國水電裝機容量僅36萬千瓦,且機組全由國外研發。

      從全國僅36萬千瓦,到一臺100萬千瓦,新中國的成立,中國共產黨的領導,全國機電工作者的接續奮斗,開啟了中國水電機組“逆天改命”的偉大征途:

      ——1952年,一臺800千瓦的機組,在四川下硐水電站成功安裝,結束了中國不能自主設計制造水電機組的歷史。

      ——1958年,中國首座百萬千瓦級水電站——劉家峽水電站開工建設,單機容量30萬千瓦,核心部件靠工匠手工打磨。同年,全國科學規劃會上,研制60萬、80萬甚至100萬千瓦水電機組的構想被提出。

      ——1987年,龍羊峽水電站32萬千瓦機組投產。

      1980年代末,水電機組國產化的星火,已漸顯燎原之勢。然而,與發達國家研制的近70萬千瓦水電機組相較,中國仍落后約30年。直至1990年代,才等來一個從跟跑變為并跑,甚至開始領跑的機會。

      在三峽工程左岸70萬千瓦機組的研制過程中,彼時還是“中國長江三峽工程開發總公司”的三峽集團,牽頭開展科技攻關,聯合哈爾濱電氣、東方電氣等國內企業,學習國際先進經驗,再逐漸過渡到自主創新,并最終掌握了70萬千瓦機組整體設計與制造的核心技術。

      及至三峽工程右岸機組的研制,我國水電機組研發團隊,已具備與國際水電巨頭同臺競技、并成功研制和投用70萬千瓦機組的能力。

      2008年,40多名專家評審三峽機組性能后,得出結論:右岸國產化機組總體性能優于左岸機組,關鍵性能達到國際同等水平。

      以此為新起點,2013年,溪洛渡水電站77萬千瓦、向家壩水電站80萬千瓦……2021年,白鶴灘水電站100萬千瓦機組成功投運,驚羨世界。

      從無到有,從小到大,從弱到強。

      這段艱苦卓絕的水電機組國產化發展史,凝聚著中國水電人“產業報國”的崇高追求。它的每一次進步,都與中國共產黨的堅強領導密不可分;它的每一次發展,都與國家和民族的命運緊密相連。

      與新時代握手

      興建白鶴灘水電站的設想,最早可追溯至1950年代。水利部長江水利委員會,組織多家勘測設計單位,對金沙江流域的水資源開發進行普查。

      1990年,《長江流域綜合利用規劃簡要報告(1990年修訂)》獲國務院批準,明確要在金沙江下游,開展烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩水電站前期工作。

      1950年,我國人均發電量不到3千瓦時,但美國人均發電量卻已超過2900千瓦時?!耙獙崿F工業化,我國電力需求必然要經歷一個顯著的增長過程?!眹鴦赵喊l展研究中心研究員王亦楠如是說。

      但河流長度有限,僅靠電站數量的增加,非長久之計。必須解決大容量機組研發難題,提升發電效率。

      承擔著“西電東送”使命的白鶴灘百萬千瓦機組,在歷史前進的邏輯中誕生,在時代發展的潮流中“履職”——

      向外,它展露科技含量,彰顯國家之實力,民族之底氣;向內,它發揮“百萬千瓦”之潛力,更好地服務社會生產,造福人民生活。

      白鶴灘水電站投產發電后,將送電江蘇和浙江。1臺機組轉動1小時,可以供應50萬臺家庭用的電磁爐;16臺機組轉動1小時,就可以供應800萬臺家庭用的電磁爐。

      “它既能提供清潔、經濟、安全的電力,有力支撐長江經濟帶發展,同時將對長江經濟帶的能源結構,起到優化調整作用?!敝袊こ淘涸菏库o新強評價。

      上至經濟社會高質量發展,呼喚大規模清潔電能的誕生;下至擴大單機容量,可減少機組臺數,有利于樞紐工程布置,節省投資;遠至大容量機組可滿足電網遠景電力發展……研制百萬千瓦機組,極為必要。

      但要讓這一巨型機組從設想變為現實,還需評估自然條件、技術條件等多方面的成熟度。

      “白鶴灘水電站裝機規模大,水頭高達200多米,落差大,流量大,這讓百萬千瓦機組有了用武之地?!比龒{集團機電專業總工程師張成平表示,“只有大容量機組,才能更加適應工程條件,充分發揮工程效益,更加合理高效地利用水資源?!?

      若考量技術,百萬千瓦機組的研制,則以三峽工程、溪洛渡、向家壩等水電站的機組國產化實踐來“投石問路”。

      “在三峽工程右岸電站,我們大膽采用定轉子全空氣通風冷卻技術,相比水內冷技術,工藝簡單,故障率低,便于維護?!?

      “在溪洛渡水電站,我們成功研制200米水頭段水輪機,效率、空化、穩定性等綜合性能優良?!?

      三峽集團所屬三峽建工集團總經理胡偉明說,這些關鍵技術,為白鶴灘百萬千瓦機組研制,打下堅實基礎,增添了經驗與底氣。

      曾參與過三峽左岸機組埋件分包制造的哈電副總工程師卜良峰則說,在三峽工程左岸機組的研制過程中,60公斤級的蝸殼高強鋼板,都要從國外高價進口。

      為擺脫進口材料“卡脖子”困境,三峽集團牽頭進行科研攻關,組織鞍鋼、寶武鋼等兄弟單位,自主創新,最終讓右岸機組用上了國產化鋼材。

      如今,運用在白鶴灘水電站蝸殼制造上的國產化高強鋼,已達到80公斤級。百萬千瓦機組所需的關鍵材料,如高強度磁軛鋼板、抗撕裂厚鋼板、高等級硅鋼片等,也已全部實現國產化。

      此外,在配套設備上,從橋機、母線、大型變壓器,到調速系統、勵磁系統、監控系統……中國水電裝備全產業鏈不斷升級,也成為我國百萬千瓦機組登頂世界“水電珠峰”的助力之一。

      有了底氣,便有勇氣。

      自2006年起,三峽集團依托重點工程,再度與華東勘測設計研究院、長江勘測設計研究院、哈電、東電等攜手出征,以科學審慎的態度,組織并領導開展百萬千瓦水電機組科研攻關。

      這次攻關,歷經三個階段、十余年之久,對總體技術、水力設計、電磁設計、24/26千伏線棒、通風冷卻、推力軸承、結構剛強度、制造加工、原材料等關鍵技術,進行了多項研究和試驗,取得豐富研究成果,為成功研制白鶴灘百萬千瓦機組打下堅實基礎。

      這次科研攻關,以堅定而有力的步伐,向世界水電核心裝備的“無人區”,正式挺進。

      獨步世界“無人區”

      百萬千瓦機組從0到1的漫漫征程背后,是0.1甚至0.01的跬步積累。

      目前,全球已建在建的127臺70萬千瓦以上的水電機組中,80萬千瓦以上機組屈指可數,“百萬千瓦機組”則是實實在在的“無人區”。

      有人疑惑,為何如此之難?

      百萬千瓦機組,需具備優良的能量轉化效率,以及良好的水力穩定性能,如此才能在各種工況下長期平穩運行。

      百萬千瓦機組,應用水頭較高、轉速較高,尺寸接近三峽機組。因此,它的外荷載更大,對結構材料要求更高,如磁軛鋼板強度要達到750兆帕以上,蝸殼高強鋼板要800兆帕級。

      百萬千瓦機組,推力軸承推力負荷略大于三峽機組,但機組轉速更高,推力軸承PV值更大,制造難度更大。

      百萬千瓦機組,發電機額定電流,已超出現有發電機電壓設備的應用額定電流范圍,須將發電機額定電壓,提高至24千伏以上才能滿足要求。

      難嗎?當然難!

      以百萬千瓦機組水輪機核心部件轉輪為例,它承受著最高水頭達240多米的巨大水能,直徑超過8.5米,集中著水輪發電機組最精巧的設計。

      無規范、無經驗、無參考,哈電水力設計科研帶頭人魏顯著,帶隊“忽略”8年來幾乎所有節假日,敲下幾十萬行代碼,搭建仿真實驗平臺,經過成百上千次優化計算與實驗,反復比選論證,才研制出現有轉輪模型。

      別看轉輪“個頭大”,可細節要求堪稱極致:重量超過8噸的葉片必須一次澆筑成型,不同爐子的鋼水成分、溫度要時刻一致;鏟磨工序后,削切下的鐵屑就達數噸;僅一次焊接翻身,也要比選數個方案……

      面對約6萬個零件組裝的巨型水輪發電機組,需要對成百上千個設計、制造、安裝等專題進行研究、優化,才能獲得最優的整體性能。路只有一條——技術先行,才有優化的可能。

      負責白鶴灘機組設計與制造管理的機電技術中心團隊,在機組設計管理中,對每一個設計細節分毫必爭,對每一個參數指標“錙銖必較”,確保設計“零疑點”;在機組制造管理中,團隊以最高標準、最優工藝、最嚴管控,來確保制造“零缺陷”。

      他們開展一輪又一輪設計制造復核,努力查找潛在缺陷和風險,吸取以往電站經驗教訓,取長補短、舉一反三,持續優化提升機組性能。

      他們大力推動“三維設計”“美麗機電”,優化管道、線纜等布置,在抓好機組內在品質的同時,提升設備外觀質量,實現“內外兼優”。

      一流的設計制造,還需一流的安裝調試。

      在機組安裝調試現場,三峽集團白鶴灘工程建設部機電安裝項目部主任康永林,帶領靳坤、陳浩、陳緒鵬等徒弟,搭建兩個“課堂”——

      一堂設在巨型機組里。轉輪焊接、轉子磁軛安裝、通風冷卻系統調試……每一項設備的安裝調試過程,都是最好的老師。

      一堂設在機電創新工作室里。分享實戰經驗,查找知識漏洞,探討科研方向……每一名員工,都要上臺大膽講一講。

      轉子磁軛安裝期間,東電服務團隊以“過程精品”保障“結果精品”,日均蹲守現場的時長超過16小時。測量數據顯示,與理論中心相比,疊裝后的磁軛中心,偏差未超過0.02毫米,遠高于行業精品機組標準。

      攻堅路上并非單兵突進,同路之人正在攜手摸索——

      華東院等設計單位工程師,在電腦屏幕前挑燈夜戰,繪制一張張“藍圖”;葛洲壩、水電四局等安裝單位技術人員,在現場一遍遍核對安裝測量數據,不知疲倦;三峽集團長江電力百余名電廠專家、運維骨干提前上崗、整裝待發,隨時做好接機準備……

      “依托百萬千瓦機組研發,中國機電人的進步是全方位的。這一過程,不但鍛煉了隊伍,更是凝練了敢為天下先的攀登精神?!比龒{集團黨組成員、副總經理范夏夏說。

      回望百年來路,展望百萬千瓦機組,那些攀登時扎傷手的荊棘帶,磨出血的崎嶇路,清晰可見。

      但正因為難,行走才得以偉大。

      那些走過的險峰,得以跨越時空,為一場征程作注;那些壯麗的峰頂景色,得以撥開云霧,召喚下一次攀登。

      综合自拍亚洲综合图区
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