我國大型水電機組制造與安裝取得重要成果!7月8日下午4時15分,由哈爾濱電機廠有限責任公司制造的三峽工程首臺國產化70萬千瓦機組---26號機組順利完成72小時試運行。試運行結果顯示:機組運行穩(wěn)定,各部位溫度、振動擺度、流量正常,滿足設計要求。 中國三峽總公司總經理李永安在26號機組試運行現場協(xié)調會上強調,26號機組完成72小時試運行,是實現大型水電機組國產化目標的重要階段性成果,對后期機組的制造與安裝起到了很好的示范作用,參建各方一定要一如既往,齊心協(xié)力,確保實現“首穩(wěn)百日”目標。 哈爾濱電機廠有限責任公司有關人士告訴記者,三峽工程右岸電站是哈電機通過國家實施“引進、消化、吸收、再創(chuàng)新”戰(zhàn)略,由我國首次自行設計、制造的擁有自主知識產權的巨型水輪發(fā)電機組。與左岸電站相比,右岸電站的機組在水輪機、水輪發(fā)電機都進行了全面創(chuàng)新,使我國水電機組制造水平達到了新的高度。 哈電機經過50多年的努力,在水電機組的開發(fā)及其混流式機組的研發(fā)上取得了令人矚目的成就。 在三峽右岸電站12臺水電機組中,由哈電機制造的具有自主知識產權的4臺70萬千瓦特大型混流式水電機組,三大亮點鑄就哈電三峽機組輝煌。 亮點一:消除了長期困擾水輪機壓力脈動現象 三峽左岸水輪機轉輪直徑超過10米,是當今世界上最大的混流式水輪機。由于防洪要求,機組運行水頭從61~113米,最高水頭和額定水頭比值大,運行條件復雜。水輪機在一定功率時出現震動現象。 國外多家知名發(fā)電設備商經過多年研究推出的三峽左岸轉輪雖然效率達到了要求,但由于電站運行水頭變化大,壓力脈動始終不理想,這是一個世界性難題。 右岸機組競標,是關系到哈電機能不能做大做強的一次非同小可的考試。1997年以來,哈電機通過引進技術,在消化吸收國外公司流體計算軟件的基礎上,哈電機進行了二次開發(fā)和創(chuàng)新,掌握了世界上混流式水電機組研制的關鍵核心技術,具備了立足國內研制70萬千瓦巨型水電機組的能力和條件。 從2000年起,一場艱難的右岸機組轉輪攻堅戰(zhàn)打響了。哈電機人憋足了一股勁,組成上百名專家團隊和一大批年輕工程技術人員開始攻關,在高水頭試驗臺經過上百次模擬真機試驗,成功解決了左岸機組存在的特殊不穩(wěn)定振動帶問題,在世界范圍內率先開發(fā)出適應三峽右岸電站的無特殊區(qū)域壓力脈動的混流式水輪機轉輪,其優(yōu)良的水力性能達到國際領先水平。 由哈電自主研發(fā)的“L”型葉片,使轉輪的技術性能比左岸國外機組性能更優(yōu)越,在提高三峽電站水輪機水力穩(wěn)定性方面,實現了一直困擾國內外水力發(fā)電行業(yè)的重大突破。這一自主開發(fā)的三峽右岸轉輪模型綜合性能優(yōu)于左岸引進機組的轉輪,消除了“壓力脈動”現象。 2003年12月25日,競標的中外4家將模形試驗裝置同臺對比試驗3個月后,哈電機模型機組穩(wěn)定性、高效率性、空化系數、臨界空化系數、轉輪抗疲勞性均超過了左岸機組,不僅達到了標書的要求,還超越了“洋”老師模型,并使哈電機最終贏得了自行設計、制造三峽右岸4臺70萬千瓦水電機組的具有歷史性意義的合同。一舉中標4臺機組。 一批批具有自主知識產權的新產品被哈電人成功開發(fā)出來了。在混流式機組產品中,繼三峽右岸混流式機組之后,哈電機又贏得了龍灘、小灣、拉西瓦、構皮灘、錦屏Ⅰ級等一大批巨型水輪發(fā)電機組訂單,徹底結束了長期以來國外公司在50萬~70萬千瓦高端水輪發(fā)電機組市場中的壟斷地位,全面推進了巨型水電機組國產化,為國內一大批即將開工的巨型機組的國產化奠定了堅實的技術基礎。 亮點二:大型空冷機組達到了世界超一流的水準 在機組的設計上,哈電機不僅一些技術指標超過了“洋”老師。發(fā)電機由水冷改為空冷,經過實踐證明也超過了“洋”老師。 哈電機在右岸4臺70萬千瓦水輪發(fā)電機組上采用自主創(chuàng)新、世界首創(chuàng)的空冷設計和制造技術,保證了三峽電站實現經濟、安全運行。三峽左、右兩岸26臺水輪發(fā)電機組中,僅有哈電機制造的4臺是采用空冷技術的機組。 采用空冷技術的水輪發(fā)電機組具有結構簡單、運行可靠、維護簡便、運行成本低等明顯特點,而世界上采用這一技術的最大機組在古里電站和丘吉爾瀑布電站,才不到60萬千瓦,國內已運行電站機組則不過55萬千瓦,三峽電站卻達70萬千瓦。 采用空冷技術行嗎?以往只要超過60萬千瓦的機組,都是采用水冷設計和制造技術,如何向這一技術極限發(fā)起挑戰(zhàn)? 哈電人打破過去空冷按“每極容量”設計的技術界限,提出了自己的全新設計思想:無論是水冷、空冷,最根本的是要控制機組溫度,要更注重發(fā)電機電壓、定子繞組支路數、槽電流的匹配及熱負荷的控制和結構優(yōu)化設計,以及良好的通風系統(tǒng)。應用這一設計理念,三峽右岸、龍灘、拉瓦西等近30臺機組都采用了空冷技術設計成功。這項世界獨有技術的運用,打破了世界制造業(yè)巨頭的價格壟斷,大大降低了三峽電站機組制造成本。 三峽機組總體尺寸較大,結構復雜,設計、制造及安裝難度很大。尤其是該機組通風冷卻采用密閉自循環(huán)雙路徑向端部回風空氣冷卻系統(tǒng)。根據相似原理哈電設計、制造了三峽發(fā)電機通風模型,并進行了真機模擬試驗。同時,通過測試結果分析了通風系統(tǒng)的品質,并推算出發(fā)電機的總風量及風量分配等結果。 哈電始終本著對用戶高度負責的態(tài)度,在實施技術方案時不僅認真嚴謹,而且精益求精。通過模型試驗驗證了通風計算的準確性后,又對真機通風系統(tǒng)的結構進一步進行改進和完善。 亮點三:絕緣技術達到了世界級先進水平 哈電機的絕緣技術在水輪發(fā)電機主絕緣體系、配套絕緣和絕緣處理技術、絕緣工藝等方面達到了世界一流水平。其中F級環(huán)氧桐馬粉云母結構的研究成果已經應用到15.75~20千伏電壓等級的大型水輪發(fā)電機上。在24千伏及27千伏等級的絕緣系統(tǒng)方面取得了多項世界級科技成果。關鍵技術指標達到或者超過國外先進水平。 通過攻關,哈電機實現了三峽機組定子、轉子絕緣材料的國產化,為國內一大批即將開工的巨型機組的國產化奠定了堅實的技術基礎。
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