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12月2日，中國水電發(fā)展史上新的里程碑誕生，東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司（以下簡(jiǎn)稱東方電機(jī)）研制的三峽右岸電站最后一臺(tái)機(jī)組———15號(hào)機(jī)組通過三峽工程右岸電站機(jī)組啟動(dòng)驗(yàn)收委員會(huì)的驗(yàn)收。中國長江三峽工程開發(fā)總公司總經(jīng)理、三峽工程右岸電站機(jī)組啟動(dòng)驗(yàn)收委員會(huì)主任李永安表示，右岸機(jī)組全部通過驗(yàn)收，是機(jī)組國產(chǎn)化過程的階段性成果；三峽工程機(jī)電設(shè)備的國產(chǎn)化，對(duì)于引進(jìn)、消化吸收、再創(chuàng)新具有很好的示范作用。15號(hào)機(jī)組通過驗(yàn)收，還意味著三峽工程左右岸電站26臺(tái)700兆瓦機(jī)組全部通過驗(yàn)收。至此，三峽電站裝機(jī)容量達(dá)到1.82萬兆瓦，自首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電以來，三峽電站共發(fā)電2836億千瓦時(shí)。

　　三峽左岸：初試牛刀

　　三峽機(jī)組是全球容量最大、直徑最大、重量最重的機(jī)組，其設(shè)計(jì)和制造難度對(duì)世界著名的制造商也具有很大挑戰(zhàn)。在實(shí)施三峽工程左岸項(xiàng)目時(shí)，有關(guān)方面提出了主承包方必須是有巨型水電機(jī)組制造經(jīng)驗(yàn)的大型企業(yè)。國家實(shí)施的“以市場(chǎng)換技術(shù)”戰(zhàn)略，為東方電機(jī)的三峽機(jī)組技術(shù)引進(jìn)與分包制造創(chuàng)造了歷史性的發(fā)展機(jī)遇。1997年，在國家有關(guān)部門和中國長江三峽工程開發(fā)總公司的支持下，東方電機(jī)獲得了引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)并分包制造單機(jī)容量700兆瓦三峽左岸水電機(jī)組的合同。

　　東方電機(jī)經(jīng)過三峽左岸機(jī)組5年的技術(shù)引進(jìn)和消化吸收以及潛心攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了三峽機(jī)組定子、轉(zhuǎn)子繞組絕緣材料的國產(chǎn)化以及制造的本地化，并取得VGS聯(lián)合體承制的6臺(tái)左岸水電機(jī)組中2.5臺(tái)份的分包制造，全面掌握了700兆瓦級(jí)大型水輪發(fā)電機(jī)組的開發(fā)、設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，大大提高了東方電機(jī)的技術(shù)水平；實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)絕緣技術(shù)的突破和自主化，電壓20千伏、主絕緣工作場(chǎng)強(qiáng)2.51千伏/毫米，實(shí)現(xiàn)了多膠模壓線棒全面達(dá)到國外VPI少膠絕緣體系先進(jìn)性能指標(biāo)；葉片數(shù)控加工、轉(zhuǎn)輪等大部件焊接、主軸窄間隙焊接、轉(zhuǎn)輪等大部件加工工藝技術(shù)都在這一時(shí)期發(fā)展起來，具備了立足國內(nèi)自主研制700兆瓦級(jí)巨型水電機(jī)組的能力和條件。

　　東方電機(jī)總經(jīng)理韓志橋指出，雖然國外公司在左岸電站項(xiàng)目中占據(jù)了“大頭”，但通過參與制造三峽左岸，我們掌握了機(jī)組的核心技術(shù)，推動(dòng)了技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了水電單機(jī)容量從300兆瓦到700兆瓦的歷史性跨越，分包制造的三峽左岸水電機(jī)組質(zhì)量精良，為三峽左岸水電機(jī)組提前一年發(fā)電做出了貢獻(xiàn)。

　　轉(zhuǎn)輪是水輪發(fā)電機(jī)組的“心臟”，其性能的優(yōu)劣直接影響到水輪機(jī)的效率、空化性能和壓力脈動(dòng)。國外多家知名發(fā)電設(shè)備商經(jīng)過多年研究推出的三峽左岸轉(zhuǎn)輪雖然效率達(dá)到了要求，但由于電站運(yùn)行水頭變化大，壓力脈動(dòng)不甚理想，且之前中國從國外引進(jìn)的小浪底、大朝山等水電站水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪都出現(xiàn)了“卡門渦”問題，國務(wù)院三峽質(zhì)量檢查組給國務(wù)院寫信，建議三峽右岸機(jī)組待左岸機(jī)組轉(zhuǎn)輪問題解決之后再招標(biāo)。國務(wù)院三峽辦緊急召集國內(nèi)水力專家進(jìn)行了多次研討，提出在三峽右岸開發(fā)性能優(yōu)于左岸的轉(zhuǎn)輪。時(shí)年36歲、東方電機(jī)最年輕的水力設(shè)計(jì)總設(shè)計(jì)師石清華接受了這項(xiàng)世界水力研究界最具有挑戰(zhàn)性的研究任務(wù)。

　　石清華在消化吸收國外公司流體計(jì)算軟件的基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了二次開發(fā)和創(chuàng)新，創(chuàng)建了具有中國特色的集水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪水力設(shè)計(jì)、流態(tài)分析和性能預(yù)測(cè)于一體的水力開發(fā)軟件系統(tǒng)。在試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)國外公司的三峽轉(zhuǎn)輪進(jìn)行了復(fù)核試驗(yàn)，在對(duì)壓力脈動(dòng)高的區(qū)域進(jìn)行模擬分析的基礎(chǔ)上，利用自行開發(fā)的軟件系統(tǒng)和多年來積累的水力設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)三峽右岸轉(zhuǎn)輪進(jìn)行了水力優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化了水輪機(jī)各過流部件。

　　經(jīng)過幾輪試驗(yàn)，新開發(fā)的轉(zhuǎn)輪壓力脈動(dòng)已明顯優(yōu)于國外的三峽左岸轉(zhuǎn)輪，水輪機(jī)水力穩(wěn)定性有了實(shí)質(zhì)性突破，自主開發(fā)出了比左岸國外機(jī)組性能更優(yōu)越的轉(zhuǎn)輪核心技術(shù)，完全消除了困擾國內(nèi)外水輪機(jī)行業(yè)的特殊壓力脈動(dòng)問題，為國內(nèi)企業(yè)贏得了與跨國公司同臺(tái)試驗(yàn)對(duì)比水輪機(jī)模型的資格，激發(fā)了國內(nèi)外同行對(duì)三峽右岸機(jī)組新一輪轉(zhuǎn)輪優(yōu)化的競(jìng)爭(zhēng)開發(fā)。

　　在中國水利水電科學(xué)研究院試驗(yàn)臺(tái)與國際著名公司進(jìn)行的三峽右岸模型水輪機(jī)同臺(tái)對(duì)比試驗(yàn)中，東方電機(jī)最終以自主開發(fā)的、達(dá)到世界先進(jìn)水平的轉(zhuǎn)輪贏得了三峽右岸4臺(tái)機(jī)組的自主研制合同，中國發(fā)電設(shè)備制造企業(yè)沒有資格自主研制巨型機(jī)組的歷史在東方電機(jī)手中得以改寫。

　　三峽右岸：突破兩項(xiàng)尖端技術(shù)

　　在三峽右岸轉(zhuǎn)輪取得突破的同時(shí)，東方電機(jī)通過對(duì)右岸發(fā)電機(jī)電磁方案進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，解決了三峽左、右岸VGS發(fā)電機(jī)振動(dòng)噪音問題，又取得三峽右岸發(fā)電機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的突破。

　　東方電機(jī)的“洋師傅”VGS集團(tuán)的三峽發(fā)電機(jī)左、右岸方案存在較大缺陷。發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)出身的東方電機(jī)副總經(jīng)理、總工程師賀建華通過縝密分析和論證，制定了詳細(xì)的改進(jìn)方案。結(jié)構(gòu)及安裝工藝改進(jìn)方案的實(shí)施，達(dá)到了降低低頻振動(dòng)近50%的效果，振動(dòng)改進(jìn)方案的實(shí)施，將引起電磁振動(dòng)的激振分?jǐn)?shù)次諧波幅值削弱達(dá)90%，基本消除了定子鐵芯的100赫茲工頻振動(dòng)，同時(shí)使發(fā)電機(jī)噪音大幅下降，達(dá)到優(yōu)良指標(biāo)。10月30日，以三峽右岸電站最后一臺(tái)機(jī)組正式并網(wǎng)發(fā)電為標(biāo)志，東方電機(jī)研制的4臺(tái)三峽右岸機(jī)組全部投入運(yùn)行，各方面性能達(dá)到國際水準(zhǔn)，并且很多參數(shù)指標(biāo)領(lǐng)先其他廠家。尤其是15號(hào)機(jī)組各部位振動(dòng)噪音數(shù)據(jù)創(chuàng)下了三峽右岸機(jī)組最好記錄，機(jī)組擺度也達(dá)到了國產(chǎn)機(jī)組最好水平。

　　東方電機(jī)在研制三峽右岸機(jī)組中取得了兩項(xiàng)國際尖端關(guān)鍵技術(shù)的突破———自主開發(fā)出比左岸國外機(jī)組性能更優(yōu)越、完全消除了困擾國內(nèi)外水輪機(jī)行業(yè)的特殊壓力脈動(dòng)問題的右岸轉(zhuǎn)輪；解決了三峽左、右岸發(fā)電機(jī)中存在的振動(dòng)噪音問題，提升了國際發(fā)電設(shè)備行業(yè)的技術(shù)水平，為三峽項(xiàng)目之后的近百臺(tái)巨型水電機(jī)組的開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)我國能源工業(yè)的發(fā)展和安全具有重大意義。行業(yè)專家一致認(rèn)為：“三峽機(jī)組技術(shù)引進(jìn)的再創(chuàng)新是我國重大裝備行業(yè)技術(shù)引進(jìn)最成功的典范”。

　　12月8~10日，中國長江三峽工程開發(fā)總公司組織召開的三峽電站水輪發(fā)電機(jī)組性能評(píng)審會(huì)認(rèn)為，經(jīng)過國內(nèi)多年的研究和科技攻關(guān)，三峽電站機(jī)組設(shè)計(jì)制造由左岸電站以國外廠商為主、國內(nèi)廠商分包制造，到右岸電站國內(nèi)廠商獨(dú)立設(shè)計(jì)制造其中的8臺(tái)機(jī)組（其中東電4臺(tái)、哈電4臺(tái)），走出了一條技術(shù)引進(jìn)、消化吸收、再創(chuàng)新的成功之路，實(shí)現(xiàn)了700兆瓦級(jí)水輪發(fā)電機(jī)組的國產(chǎn)化。國產(chǎn)三峽機(jī)組在水力設(shè)計(jì)、電磁設(shè)計(jì)、冷卻方式、絕緣技術(shù)等方面達(dá)到了國際同等水平，三峽右岸電站機(jī)組總體性能優(yōu)于左岸電站機(jī)組。

　　蒸發(fā)冷卻“引領(lǐng)”天下

　　東方電機(jī)以三峽左岸電站水輪機(jī)技術(shù)引進(jìn)為契機(jī)，完整構(gòu)建和全面提升了水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)、流體動(dòng)力分析、水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)模型測(cè)試技術(shù)的硬軟件平臺(tái)，培養(yǎng)了新一代設(shè)計(jì)人員，采用新的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法，在消化吸收引進(jìn)技術(shù)再創(chuàng)新上下功夫，實(shí)現(xiàn)了跨越式的飛躍。短短幾年內(nèi)，陸續(xù)在巨型混流式、大型軸流轉(zhuǎn)槳式和大型貫流式水電機(jī)組開發(fā)中取得重大突破，技術(shù)開發(fā)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。

　　大容量發(fā)電機(jī)采用何種冷卻方式是發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)、制造中的重大問題，也是制約大型發(fā)電機(jī)發(fā)展的主要因素。隨著發(fā)電機(jī)容量的增大，電機(jī)各部分的損耗也明顯增加。因此，改進(jìn)電機(jī)的冷卻，有效帶走各種損耗所產(chǎn)生的熱量，降低電機(jī)各部分溫升，是設(shè)計(jì)、制造大容量發(fā)電機(jī)的一個(gè)重要課題。

　　為了適應(yīng)自主研制大型水輪發(fā)電機(jī)的需要，建立起我國擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型水輪發(fā)電機(jī)冷卻技術(shù)體系勢(shì)在必行。多年來，東方電機(jī)在大型水輪發(fā)電機(jī)的冷卻技術(shù)上與中科院電工所等單位合作研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機(jī)技術(shù)，研制的云南大寨10兆瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機(jī)、陜西安康50兆瓦蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機(jī)和青海李家峽400兆瓦蒸發(fā)冷卻發(fā)電機(jī)皆獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。蒸發(fā)冷卻技術(shù)與國外一些公司的水冷卻發(fā)電機(jī)技術(shù)相比，無論在技術(shù)上，還是安全可靠性以及操作維護(hù)等方面都有它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，而且還能突破空冷發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)制造的極限容量，充分體現(xiàn)出該技術(shù)的先進(jìn)性。

　　如果把轉(zhuǎn)輪比為水輪發(fā)電機(jī)組的“心臟”的話，那線圈絕對(duì)是水輪發(fā)電機(jī)組的“血管”。在成功建設(shè)三峽左岸電站700兆瓦水輪發(fā)電機(jī)蒸發(fā)冷卻改造試驗(yàn)臺(tái)，完成系統(tǒng)的試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，東方電機(jī)又針對(duì)三峽地下廠房電站700兆瓦水輪發(fā)電機(jī)建設(shè)了1:1蒸發(fā)冷卻模擬試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行真機(jī)結(jié)構(gòu)的工業(yè)試驗(yàn)，確保先進(jìn)和可靠的“中國血管”裝備三峽地下廠房機(jī)組。

　　目前，東方電機(jī)以獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)承接的三峽地下廠房電站兩臺(tái)700兆瓦蒸發(fā)冷卻機(jī)組的技術(shù)準(zhǔn)備工作已經(jīng)完成，正在進(jìn)行制造。2010年，東方電機(jī)創(chuàng)造的世界最大的700兆瓦蒸發(fā)冷卻機(jī)組又將裝備長江三峽。在實(shí)現(xiàn)火電和核電單機(jī)1000兆瓦目標(biāo)后，東方電機(jī)又瞄準(zhǔn)了中國水電設(shè)備業(yè)自主發(fā)展的新目標(biāo)———單機(jī)1000兆瓦巨型水電的研發(fā)。