中國(guó)工程院院士梁維燕：我見(jiàn)證中國(guó)水電提速

2017-08-29 11:13:37 中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

文章導(dǎo)讀：從新中國(guó)制造第一臺(tái)800千瓦的四川下硐水電站立式水輪發(fā)電機(jī)組，到具備制造32萬(wàn)千瓦水電機(jī)組制造能力，到制造三峽工程70萬(wàn)千瓦巨型機(jī)組，再到溪洛渡、向家壩水電站80萬(wàn)千瓦機(jī)組，一直到世界最大單機(jī)容

中國(guó)工程院院士梁維燕

2017年7月27日，四川涼山州，在建的白鶴灘水電站位于金沙江上游的崇山之間。視覺(jué)中國(guó)

梁維燕，發(fā)電工程和設(shè)備制造專家，哈工大特種電機(jī)研究所所長(zhǎng)、哈爾濱電氣集團(tuán)專家委員會(huì)原副主任，中國(guó)工程院院士。長(zhǎng)期從事大電機(jī)和水輪機(jī)制造工作，參與了我國(guó)第一臺(tái)800千瓦立式水輪發(fā)電機(jī)組制造工作;主持研制達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的長(zhǎng)江葛洲壩12.5萬(wàn)千瓦水電機(jī)組，獲國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng);主持全國(guó)第一臺(tái)引進(jìn)技術(shù)制造的60萬(wàn)千瓦汽輪發(fā)電機(jī);參與三峽機(jī)組論證，肯定大型水輪發(fā)電機(jī)組國(guó)內(nèi)制造的可行性，曾兼任國(guó)務(wù)院三峽建設(shè)委員會(huì)三峽樞紐工程質(zhì)量檢查專家組成員、中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)常務(wù)理事。

從新中國(guó)制造第一臺(tái)800千瓦的四川下硐水電站立式水輪發(fā)電機(jī)組，到具備制造32萬(wàn)千瓦水電機(jī)組制造能力，到制造三峽工程70萬(wàn)千瓦巨型機(jī)組，再到溪洛渡、向家壩水電站80萬(wàn)千瓦機(jī)組，一直到世界最大單機(jī)容量100萬(wàn)千瓦的白鶴灘空冷發(fā)電機(jī)組，我見(jiàn)證了中國(guó)水電制造業(yè)60年發(fā)展歷程。

“百萬(wàn)水電機(jī)組”的夢(mèng)想始于60年前

1951年，按美國(guó)西屋公司的技術(shù)，哈爾濱電機(jī)廠和沈陽(yáng)高壓開(kāi)關(guān)廠水輪機(jī)車間自行設(shè)計(jì)制成我國(guó)第一臺(tái)800千瓦立式水輪發(fā)電機(jī)組，安裝在四川長(zhǎng)壽下硐水電站。1954年制成北京官?gòu)d水電站1萬(wàn)千瓦水電機(jī)組，同年轉(zhuǎn)向全面學(xué)習(xí)蘇聯(lián)，在蘇聯(lián)專家指導(dǎo)下設(shè)計(jì)水電機(jī)組;1959年制成浙江新安江7.25萬(wàn)千瓦水電機(jī)組;1960年蘇聯(lián)專家撤退后，走獨(dú)立自主、自行設(shè)計(jì)制造之路;1968年制成甘肅劉家峽水電站22.5萬(wàn)千瓦水電機(jī)組。1966年支援三線建設(shè)，四川三大動(dòng)力廠投產(chǎn)，東方電機(jī)廠在德陽(yáng)開(kāi)始生產(chǎn)大型水輪機(jī)和各類電機(jī)等。

1958年12月召開(kāi)的“全國(guó)三峽科學(xué)規(guī)劃會(huì)”安排，哈爾濱電機(jī)廠等單位按200米水頭編寫(xiě)的《三峽樞紐水利機(jī)組容量論證初步意見(jiàn)》，提出研制30萬(wàn)千瓦、45萬(wàn)千瓦、60萬(wàn)千瓦、80萬(wàn)千瓦、100萬(wàn)千瓦水電機(jī)組等5個(gè)方案構(gòu)想，以及相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)、結(jié)構(gòu)、尺寸和裝配圖，這是在我國(guó)工程項(xiàng)目中首次提出“百萬(wàn)水電機(jī)組”。

1970年11月，一機(jī)部、水電部就葛洲壩工程中的水輪發(fā)電機(jī)組召開(kāi)設(shè)計(jì)生產(chǎn)會(huì)議，確定機(jī)組容量為17萬(wàn)千瓦，轉(zhuǎn)輪直徑11.3米，采用4葉片的A30轉(zhuǎn)輪。但是當(dāng)兩臺(tái)17萬(wàn)千瓦機(jī)組投料后，發(fā)現(xiàn)選用的葉片材料并不合適，無(wú)法保證機(jī)組的安全運(yùn)行。之后進(jìn)行了兩次技術(shù)調(diào)整方案，最后在1974年2月確定了最終方案，葛洲壩二江電廠7臺(tái)機(jī)組中的兩臺(tái)17萬(wàn)千瓦機(jī)組由東方電機(jī)廠制造試驗(yàn)機(jī)組，5臺(tái)12.5萬(wàn)機(jī)組由哈爾濱電機(jī)廠生產(chǎn)，大江中的14臺(tái)小機(jī)中8臺(tái)由哈爾濱電機(jī)廠生產(chǎn)，1982年機(jī)組制造完工。這時(shí)候，我擔(dān)任哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司(下稱“哈電機(jī)”)葛洲壩機(jī)組試制總負(fù)責(zé)人。

在葛洲壩機(jī)組的研制過(guò)程中，產(chǎn)學(xué)研合作的模式非常典型。創(chuàng)新的主體是企業(yè)，課題是企業(yè)提出來(lái)的，然后和高校、科研單位結(jié)合起來(lái)攻關(guān)。哈電通過(guò)內(nèi)部協(xié)作、聯(lián)合攻關(guān)也掌握了一些世界領(lǐng)先的核心技術(shù)。葛洲壩12.5萬(wàn)千瓦機(jī)組開(kāi)創(chuàng)了世界上最早在定子線棒絕緣成型技術(shù)上采用一次模壓成型工藝的先河。這樣，葛洲壩12.5萬(wàn)千瓦機(jī)組率先在世界上采用多膠環(huán)氧粉云母帶與半導(dǎo)體層一次模壓成型的新工藝。2006年，在第一屆水力發(fā)電技術(shù)國(guó)際會(huì)議上，我在總結(jié)我國(guó)大型水電機(jī)組技術(shù)進(jìn)步的歷程時(shí)，把此項(xiàng)技術(shù)作為我國(guó)大型水電機(jī)組技術(shù)進(jìn)步三大關(guān)鍵技術(shù)之一。

從上世紀(jì)90年代起，哈電機(jī)開(kāi)啟了“三峽時(shí)代”。當(dāng)時(shí)在三峽左岸，哈電機(jī)還只能做一個(gè)寂寂無(wú)聞的分包商，而在三峽右岸機(jī)組制造中，哈電機(jī)以其“獨(dú)門(mén)絕技”，實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的兩大突破——開(kāi)發(fā)的優(yōu)質(zhì)新型轉(zhuǎn)輪為機(jī)組提高了穩(wěn)定性，攻克了水輪機(jī)高部分負(fù)荷壓力脈動(dòng)帶的難題;全空冷技術(shù)的應(yīng)用，打破了國(guó)外水電強(qiáng)國(guó)對(duì)全空冷水輪發(fā)電機(jī)極限出力為60萬(wàn)千瓦的設(shè)計(jì)理念，開(kāi)創(chuàng)了大容量全空冷發(fā)電機(jī)運(yùn)行的新時(shí)代。

白鶴灘水輪發(fā)電機(jī)組漫長(zhǎng)的研發(fā)過(guò)程

1988年，我調(diào)入哈爾濱電氣集團(tuán)公司(下稱“哈電集團(tuán)”)，兼任水力發(fā)電設(shè)備國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，工作上與三峽工程和中國(guó)三峽集團(tuán)聯(lián)系更加緊密了。

其后，科技部把白鶴灘百萬(wàn)千瓦機(jī)組列入重大研究課題。圍繞白鶴灘百萬(wàn)千瓦機(jī)組國(guó)家支撐計(jì)劃項(xiàng)目課題，哈電集團(tuán)與三峽集團(tuán)合作很好，聯(lián)合國(guó)內(nèi)知名研究院、研究所、高等院校和企業(yè)，組成7個(gè)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，將產(chǎn)、學(xué)、研、用相結(jié)合，在三峽集團(tuán)大力支持下，課題研究項(xiàng)目進(jìn)展十分順利，獲得了一大批新理論、新技術(shù)、新測(cè)試分析方法及發(fā)明專利。

2007年，哈電機(jī)向國(guó)家科技部提交了“百萬(wàn)千瓦水電機(jī)組研究”項(xiàng)目可行性研究報(bào)告，經(jīng)國(guó)家組織驗(yàn)收認(rèn)為，白鶴灘百萬(wàn)千瓦機(jī)組課題研究成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。同年，受中國(guó)水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院委托，哈電機(jī)還承接了百萬(wàn)千瓦級(jí)水電機(jī)組《制造可行性分析》專題研究，并提出百萬(wàn)千瓦級(jí)水電機(jī)組《制造可行性分析專題研究報(bào)告》。

在項(xiàng)目執(zhí)行期間，哈電機(jī)得到了三峽集團(tuán)大力支持，三峽集團(tuán)根據(jù)白鶴灘、烏東德工程實(shí)際特點(diǎn)，先后委托哈電機(jī)開(kāi)展了6個(gè)關(guān)于百萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組專項(xiàng)技術(shù)的研究，使哈電機(jī)的研究開(kāi)發(fā)工作更具針對(duì)性，更接近工程實(shí)際。

2008年，哈電機(jī)承接了向家壩左岸4臺(tái)套80萬(wàn)千瓦和溪洛渡6臺(tái)套77萬(wàn)千瓦全空冷水輪發(fā)電機(jī)組研制合同，其中，向家壩機(jī)組為當(dāng)今世界已運(yùn)行單機(jī)容量最大的機(jī)組，也是國(guó)內(nèi)首個(gè)80萬(wàn)千瓦等級(jí)的機(jī)組。哈電機(jī)在機(jī)組研制期間，采用了“白鶴灘百萬(wàn)千瓦水電機(jī)組”的多項(xiàng)研究成果，使未來(lái)“百萬(wàn)千瓦水電機(jī)組”研究得到進(jìn)一步工程驗(yàn)證。

2011年3月，白鶴灘水電機(jī)組局部通風(fēng)及溫升試驗(yàn)順利完成，驗(yàn)證了百萬(wàn)機(jī)組采用全空冷方式是完全可行的。專家認(rèn)為，哈電機(jī)已經(jīng)完全掌握了一套獨(dú)有的全空冷技術(shù)。

當(dāng)時(shí)，我們把百萬(wàn)千瓦水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性研究，水輪機(jī)參數(shù)選擇及機(jī)組結(jié)構(gòu)優(yōu)化、新材料、新工藝技術(shù)研究等全部放在這個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)上完成了。之前國(guó)際上得出的結(jié)論認(rèn)為，大于60萬(wàn)千瓦的水輪發(fā)電機(jī)定子必須是水冷，我們研究中得出的結(jié)論是可以做成空冷的。

三峽右岸電站單機(jī)70萬(wàn)千瓦機(jī)組、溪洛渡水電站單機(jī)78萬(wàn)千瓦機(jī)組、向家壩水電站單機(jī)80萬(wàn)千瓦發(fā)電機(jī)都是全空冷，這些都是之前白鶴灘水電站課題研究成果的成功應(yīng)用，這是一個(gè)很大的突破。三峽右岸電站機(jī)組、溪洛渡電站機(jī)組、向家壩電站機(jī)組現(xiàn)在都運(yùn)行良好，積累了很多運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，所以對(duì)白鶴灘電站機(jī)組是完全可以放心的。

百萬(wàn)千瓦機(jī)組夯實(shí)了中國(guó)水電技術(shù)的引領(lǐng)地位

早在十幾年前，我就提出，三峽水電機(jī)組是我國(guó)引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新的范例。三峽機(jī)組運(yùn)行狀況良好，證明我國(guó)參與合作制造的70萬(wàn)千瓦巨型機(jī)組達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。但國(guó)際上制造水電設(shè)備的主要知名企業(yè)，都在中國(guó)建立了水電設(shè)備合資企業(yè)，未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，中國(guó)企業(yè)只有不斷自主開(kāi)發(fā)才能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)展。

三峽集團(tuán)建設(shè)百萬(wàn)千瓦機(jī)組，不僅是充分發(fā)揮白鶴灘水電站效益的現(xiàn)實(shí)需要，也將進(jìn)一步提升中國(guó)水電機(jī)組及配套裝備的設(shè)計(jì)制造能力，百萬(wàn)千萬(wàn)機(jī)組推動(dòng)重大裝備國(guó)產(chǎn)化達(dá)到新高度。

因此，哈電機(jī)從100萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組的安全高效運(yùn)行角度出發(fā)，重點(diǎn)針對(duì)巨型機(jī)組穩(wěn)定性、水力開(kāi)發(fā)、電磁、結(jié)構(gòu)、絕緣技術(shù)、疲勞破壞和過(guò)渡過(guò)程、通風(fēng)冷卻試驗(yàn)及測(cè)試方法等方面進(jìn)行科研攻關(guān)，取得了豐碩成果，推動(dòng)我國(guó)巨型水輪發(fā)電機(jī)組制造技術(shù)不斷走向成熟。百萬(wàn)千瓦機(jī)組夯實(shí)了中國(guó)水電技術(shù)的引領(lǐng)地位。在水電裝備制造業(yè)方面，“以國(guó)內(nèi)為主”的概念任何時(shí)候都不能變。

在三峽機(jī)組制造過(guò)程中，已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新的技術(shù)路線。在轉(zhuǎn)輪制造方面，從三峽機(jī)組開(kāi)始就有了很大提高，哈電機(jī)已經(jīng)完全掌握了轉(zhuǎn)輪模型試驗(yàn)技術(shù)，并且在三峽機(jī)組轉(zhuǎn)輪鑄造中使用了精煉不銹鋼材料、數(shù)控加工、按設(shè)計(jì)規(guī)定區(qū)域運(yùn)行，在國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)輪制造史上首先實(shí)現(xiàn)“沒(méi)有裂紋”。

早在2007年，哈電機(jī)就完成國(guó)家支撐計(jì)劃項(xiàng)目可行性研究項(xiàng)目，向國(guó)家科技部提交了“24千伏/26千伏級(jí)線棒絕緣材料、結(jié)構(gòu)、制造工藝及裝備”研究成果。通過(guò)三峽右岸電站70萬(wàn)千瓦機(jī)組、溪洛渡電站78萬(wàn)千瓦機(jī)組、向家壩電站80萬(wàn)千瓦機(jī)組制造，已經(jīng)為白鶴灘電站機(jī)組制造創(chuàng)造了很好的條件。

一系列成熟的技術(shù)成果可以應(yīng)用到白鶴灘電站機(jī)組制造中去。因此，我對(duì)白鶴灘水電站百萬(wàn)千瓦機(jī)組制造安裝運(yùn)行充滿信心。

百萬(wàn)千瓦機(jī)組是全球水電制造業(yè)面臨的一次巨大挑戰(zhàn)，確保百萬(wàn)千瓦機(jī)組制造質(zhì)量是關(guān)鍵。我建議，白鶴灘水電站機(jī)組制造過(guò)程中，要特別重視加強(qiáng)管理，尤其材料的管理十分復(fù)雜。加強(qiáng)企業(yè)管理，提高制造產(chǎn)品質(zhì)量，這是永遠(yuǎn)不能放松的話題。產(chǎn)品質(zhì)量要靠每一位員工去實(shí)現(xiàn)，是全員行動(dòng)，這方面的工作更要加強(qiáng)。

白鶴灘水電站全面開(kāi)工了，參建單位全體職工共同努力，保證電站工程及機(jī)組制造安裝質(zhì)量。預(yù)祝白鶴灘水電站順利建成，各位職工身體健康!

責(zé)任編輯：lixin

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