在溪洛渡再铸水电丰碑
哈电机生产的溪洛渡6号机成功进入电站首批商业运行机组行列
张弘
桀骜不驯的金沙江上,孕育了数年的溪洛渡电站将成为其又一颗璀璨的明珠。同样是在这个仲夏,美丽的金沙江峡谷,满怀豪情的哈电机儿女再一次以优异的机组性能指标,赢得了用户的赞誉。哈尔滨电机厂有限责任公司(以下简称哈电机)董事长兼总经理邱希亮得知这一喜讯后,兴奋地说,溪洛渡6号机作为电站首批、左岸首台发电的机组,为后续机组成功发电开了个好头,我们一定再接再厉,确保溪洛渡和向家坝机组台台创精品!7月27日,溪洛渡6号机组72小时试运行顺利结束,成功并入电网开始商业运行,在当前水头下带满大负荷,主要指标比三峡集团公司提出的“精品机组”要求还要好。其中,定子绕组温度61摄氏度、水导摆度值0.09毫米;顶盖垂直振动值0.02毫米……机组的稳定性超乎最初的想象。标志着哈电机在中高水头段混流式水轮发电机组上,自主研发设计制造能力由700兆瓦级跃升到770兆瓦级,再次跻身国际装备制造业先进行列。
图为溪洛渡6号机在电站平稳运行。张弘摄
实力打破“水电奥运”世界纪录
从三峡左岸接轨世界技术当学生,到三峡右岸自主化打造民族品牌,哈电机以超强的实力实现了与国际一流企业的巅峰对决,推动着我国大型水电装备自主研发能力和设计、制造技术的全面超越。同时,开创了引进、消化、吸收、再创新的三峡模式。
在三峡右岸机组上,哈电机大胆采用空冷技术,多次收获了令人兴奋的成果。从2007年7月10日,哈电机独立研发设计制造的具有完全自主知识产权的三峡26号机组投产发电,到2008年8月22日,三峡23号机投入商业运行,这仅仅是艰难旅途中的一站,却是一个令人喜悦的过程,机组的运行由一台“精品”走向另一台“精品”,一次又一次赢得三峡集团公司的肯定。
2008年8月28日,北京奥运会,世界瞩目。哈电机也在“水电奥运”的竞技场中破了世界纪录———与三峡集团公司签订了溪洛渡和向家坝两个项目10台共计44.27亿元的水电合同,开创了迄今为止世界水电史上签约额度最大、单机容量最大、技术要求最高、难度最大的先河,创造了世界水电史上的奇迹。在保质按期完成三峡左岸、右岸、地下机组的同时,三峡集团公司又一次选择了他们,既是对他们的信任,更是对他们的鼓励和期望。
不负众望,哈电机制造的性能优异的溪洛渡6号机,以其世界一流的水平,在装备制造业国产化这块沃土上,再次竖起了一座耀眼的丰碑!鲜花、掌声铺天盖地洒向每一名哈电人的心头,从技术论证到制造方案的确定,从顺利实施生产到机组工地安装,曾经伴随着紧张激战的无数个不眠夜所带来的疲劳,顿时化为乌有。似乎此时此刻,溪洛渡6号机组优异的性能指标,就是整个世界……尽管早在5年前,溪洛渡模型通过同台对比验收的时候,他们对于今天的结果就已成竹在胸,但今天回想起来,个中滋味,依旧回味绵长……
突破扫平一切技术障碍
虽然是世界第三大水电站中的机组,许多指标却反而比世界第一大电站中的三峡机组还要高。与三峡机组相比,溪洛渡发电机空冷技术需要进一步优化,单机容量从700兆瓦变成了770兆瓦,最优效率从94.63%上升到94.93%,就连机组的稳定性,也由三峡机组满负荷的70%~100%上稳定运行,一跃到满负荷的60%~100%上稳定运行……列数的每一个关键点,对于哈电机来说,都是一个全新的突破。要想突破这些关键点,还必须同时兼顾电站229米水头段的特性。229米水头段的大容量空冷机组,对机组的强度要求更高,稳定性要求更强,设计、加工难度更大。为了将溪洛渡机组打造成“精品工程”,电站业主———三峡集团公司制定了专门的质量检测标准,很多指标都超过了三峡机组标准。在机组性能指标和检验标准双向提升的同时,哈电机能否继续开拓创新,实现更大的跨越?答案是肯定的。正如哈电机董事长兼总经理邱希亮所说:“突破难关,扫平障碍,是哈电机不断发展的动力。”为了提高机组运行的可靠性,哈电机首次在700兆瓦级巨型机组的水导轴承上采用自泵外循环结构的润滑油冷却系统。与传统的自循环内冷却的结构相比,自泵外循环结构使机组的检修和维护更加方便;与外加泵方式的外循环外冷却结构相比,自泵外循环结构集故障率低、运行可靠、节能环保于一身,为机组整体指标的提升,打下了 坚实的基础。
溪洛渡筒阀外径9.91米,重78吨,不仅尺寸和重量是哈电机首次生产,单是筒阀壁薄,如何保证运输和工地组焊过程中不变形,就给哈电机的技术人员出了相当大的一道难题,更何况还是安装在世界上带有筒形阀的单机容量最大的机组上。为了解开这道难题,他们进行了多次论证,最后确定为工地整体加工筒阀。然而,在工地整体加工筒阀虽好,但也只有在技术、人员、设备、原材料等因素“无缝链接”的前提下,才能及时地确保工地加工的完整性。面对难题,哈电机人用智慧、坚韧、果敢和时间,成功地解决了大型筒阀的退火、吊装、变形控制、内外圆各部位加工和精度保证等技术难点,开发出较先进的筒阀整体制造工艺技术,在同行业中处于领先地位。同时,他们还研发了一套集车、镗、钻于一体的综合性筒阀加工设备,可以满足直径从7米到10.5米范围的大型筒阀工地加工,为哈电机今后加工同类产品提供了设备保证。
溪洛渡6号主机的技术优势让哈电机在世界水电行业的地位前进了一大步,与之相配套的辅机设计与制造技术也毫不逊色,不仅控制系统的科技含量高、逻辑程序严密,而且保护功能也十分齐全。该系统在启动过程中,不仅展示出了良好的运行可靠性,而且同步误差在1.5毫米以内,远小于8毫米的安全误差,成功地实现了最初的设计预想。
创新同台竞技傲视群雄
三峡机组让哈电机站到了世界水电之巅,要想超越巅峰,核心部件———转轮的研发要更加卓越。
然而卓越背后是艰辛的付出。从2003年开始,哈电人历时近5年时间,先后研发出了9个不同的水轮机转轮。从转轮的水力设计、模型加工,到模型试验……一轮又一轮地研发,一轮又一轮地试验,不分昼夜,周而复始,朴实而能干的哈电科研工作者,每个人都竭尽所能,倾尽己有,就是为了模型各方面性能达到最优。
2007年11月,终于到了转轮模型同台对比前的安装试验阶段,在积累了之前几台转轮的成败经验后,这次的安装和测试显得格外的顺利。然而,谁也没想到,这看似风平浪静的景象,居然是暴风雨来临的前兆。就在大家准备松口气的时候,在试验复核过程中,测力系统却发生了问题,试验处于不稳定状态。几经检查,依旧没有找到原因。
这时,站在一旁观察试验结果的技术专家果断地决定:将试验台的关键部件静压轴承拆下检查、处理!这就意味着整套模型装置将全部拆、装一次,而此时,部分测试和安装人员已经连续奋战了3个昼夜,正在办公室休息。但是,试验结果就是铁的命令,丝毫不允许有半点差池。为了保证试验进度,安装组员工重整旗鼓,第一时间赶到了工作现场,一丝不苟、按部就班地拆卸、安装部件,在满足安装精度的同时,也查找出了出现问题的原因。
2008年2月,与世界顶级高手同台竞技的日子到了。在试验台上,无论是模型安装还是试验,哈电机的科技人员白天全程参与试验,晚上将试验的数据进行对比和分析。他们将这次同台对比试验当作了再一次探索和研究的机会。将数据收集好之后,回到公司,再进一步地进行优化设计。
技术上的优势给哈电机带来了丰厚的收获。
2008年8月,溪洛渡、向家坝项目招标时,拥有“武功秘籍”的哈电机,一举拿下44.27亿元的订单。
怀揣着感恩之心,在迎接溪洛渡模型验收试验前,哈电机秉承“在技术上更上一层楼”的理念,进一步对转轮进行优化。2009年3月30日,溪洛渡转轮验收试验开始了。哈电机优化的转轮模型综合性能完全满足合同要求,效率、空化、稳定性、功率、出力余度等综合性能,都非常优秀,得到了用户的高度认可。
质量!雄霸天下的坚强后盾
产品质量的提升和服务水平的改进是一个永恒的主题。正如哈电机董事长兼总经理邱希亮所说:面对当今激烈的市场竞争,哈电机要想赢得市场、赢得顾客的信任,就必须在“品牌”和“服务”上狠下功夫。只有严格加强产品质量管理,不断争创精品工程,才能提高用户的满意度,开创“哈电机”过硬品牌的新天地,在市场中永立不败之地!以“质量文化”为导航,以“精细过程,精品结果”为准绳,在溪洛渡6号机组的研发、设计、采购、生产、发运、安装等每一个环节,哈电机都严把产品质量关,尤其是在发运过程中,禁止一切带有瑕疵,甚至是带有毛刺的部件流入工地!在哈电机全体员工的共同努力下,6号机定子线棒业主联合会检一次通过!转子支架业主验收一次通过!转轮、座环、导水机构……都是一次性验收通过!溪洛渡机组优异成绩的取得与业主的支持与帮助是分不开的。今年1月15日至16日,三峡集团公司常贵强、田爱民等6人来到哈电机,进行质量和进度方面的座谈。当时,机组正处在 工地总装阶段。哈电机清醒地认识到,成套发货是满足工地安装的必要条件,只有切实做好产品成套发货,才能更好地满足工地安装发电的需求。于是,在今年哈电机将“强化运作管控,提高精益水平”作为重点工作之一,并大力倡导“准时化生产”。
3月6日,三峡集团公司领导张诚、杨清等一行14人来到哈电机,就溪洛渡产品的制造质量,以及水电设备国产化问题进行了座谈。业主的关注再一次触动了哈电机“加把劲,努力干”的心弦。会后,哈电机专门成立了溪洛渡机组“保发电”小组,集全公司之力做好生产、交货、安装等工作。与此同时,哈电机领导还多次到电站与业主沟通,听取业主意见,全心全意为业主服务。
肩负着“承载民族工业希望,彰显中国动力风采”使命的哈电机,追求用户的满足,满足用户的追求。尽管按照合同要求,哈电机的机组交货期排在其他供货商之后,但肩头的责任催促哈电机奋勇向前,实现了溪洛渡6号机作为电站首批、左岸首台发电的目标。
同心三峡精神缔造奇迹
“溪洛渡项目”就像一支冲锋号角,引领着哈电机职工奋力前进。从项目执行的第一天开始,哈电机上下就憋足了一口劲,齐心协力,共克难关。他们秉承着“三峡精神”,向每一序的每一个部件要“精品”,再创一个又一个的奇迹。
溪洛渡电站的尾水系统为“三机一洞”的布置方式,具有明满流交替的现象,致使机组过渡过程的计算尤为复杂。由于是哈电机首次接触这样复杂的引水发电系统的电站,为保证机组运行的安全和可靠,设计人员在利用先进的计算软件,对多种关机规律的敏感性进行分析的时候,更加小心谨慎,生怕有丝毫不经意的疏忽酿成不良的后果。哈电机副总设计师宫让勤利用一个多月的时间,将原有的过渡过程计算程序进行了修改及调试,在最终提交业主的机组过渡过程计算报告中,共给出了机组在50多个不同过渡工况时的调节保证数值,计算结果均满足合同要求,完全可以保证机组的安全可靠运行。
似乎巨型机组中的主要部件都是“巨大”的,就拿座环来讲,高4.2米,重400吨,就连焊接后的回转直径也在13.5米以上。根据设计图纸要求,工序要分成两部分进行,一部分在厂内加工,一部分在工地加工。都不是一件容易的事。先说厂内加工,如此超重、超大尺寸的座环在厂内加工还是头一次,没有现成的借鉴经验不说,光是技术上的难 点就着实让人捏了一把冷汗。但是,所有参与加工的人员并没有被困难吓倒,反而勇敢地迎上前,向着困难宣战!再说工地加工,虽然经过了长达1年的前期准备和论证,真正实战加工时,却由于专用的加工设备刚性不足,不得不反复调试设备,很令人着急。为了保证工地加工的顺利进行,哈电机与设备厂家、装备部等单位在工地现场边分析研究边进行技术调试,同时试着生产。2012年3月20日,首台座环工地加工顺利通过了验收,座环顶盖和底环安装平面加工后的表面粗糙度满足图纸要求,平面度控制在0.15毫米以内,优于设计标准!在水轮机转轮的设计和制造中,同样亮点频现。
溪洛渡转轮以其7.6米的直径荣登世界200米水头段转轮直径最大之顶,不仅如此,叶片数量多、流道狭窄等特性,也给设计生产带来了不小的“麻烦”。在打败了一波又一波的“拦路虎”,综合性能十分优异的转轮成功研发出炉后才发现,更艰巨的任务还等在后面:由于转轮需要整体交货,在工地焊接、加工的优势就明显地显露出来,但这同时还涉及到现场工艺方案是否完善、操作者的经验是否承担起重任,以及管理者的整体把握能力是否到位等。为了机组“心脏”的完美运转,哈电机各部门派出精英,组成工地生产团队,成功地完成了溪洛渡整体不锈钢转轮的焊接,并实现了焊缝“零返修”的目标,又是一个奇迹!
梦想挥动“双翼”腾飞九万里
就在溪洛渡电站成功发电的梦想成为现实的时候,回头看看,道路虽然艰辛曲折,但也收获了很多……虽然目前看来,溪洛渡机组是哈电机在200米水头段770兆瓦空冷机组上的一个突破,是目前世界水电领域的一个制高点,但在一个月之后,向家坝800兆瓦机组的投产发电,将再次为哈电机创造一个新的制高点和里程碑。
溪洛渡机组的成功发电,为乌东德、白鹤滩等百万等级机组的进一步研发和制造积累了丰富和宝贵的经验。在采访哈电机公司董事长兼总经理邱希亮,谈到哈电机后续的水电技术将从哪几个方面突破时,他这样说:“百万千瓦级水电机组的参数、性能要求更高,这就要求我们要将水轮机进一步优化,发电机进一步优化,各项性能好一点儿,再好一点儿……”是雄鹰,终将要挥动健硕的臂膀,飞向万丈光芒的太阳。承载着实现民族复兴伟大梦想的哈电机,定位扬帆,义无反顾地踏上了实现更高、更远梦想的征程。
哈电机在未来的岁月里,将带领镇江风电开发基地和昆明中小水电开发基地,用行动去超越历史。“做强主体、培育两翼”(主体:哈电机哈尔滨本部,两翼:镇江风电开发基地和昆明中小水电开发基地。——编者注)的“十二五”目标,将与哈电机相遇在不久的将来……