中國工程院院士梁維燕：我見證中國水電提速

2017-08-29 11:13:37 中國經(jīng)濟周刊　點擊量：評論 (0)

文章導讀：從新中國制造第一臺800千瓦的四川下硐水電站立式水輪發(fā)電機組，到具備制造32萬千瓦水電機組制造能力，到制造三峽工程70萬千瓦巨型機組，再到溪洛渡、向家壩水電站80萬千瓦機組，一直到世界最大單機容

文章導讀：從新中國制造第一臺800千瓦的四川下硐水電站立式水輪發(fā)電機組，到具備制造32萬千瓦水電機組制造能力，到制造三峽工程70萬千瓦巨型機組，再到溪洛渡、向家壩水電站80萬千瓦機組，一直到世界最大單機容量100萬千瓦的白鶴灘空冷發(fā)電機組，我見證了中國水電制造業(yè)60年發(fā)展歷程。

中國工程院院士梁維燕

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。視覺中國

梁維燕，發(fā)電工程和設備制造專家，哈工大特種電機研究所所長、哈爾濱電氣集團專家委員會原副主任，中國工程院院士。長期從事大電機和水輪機制造工作，參與了我國第一臺800千瓦立式水輪發(fā)電機組制造工作;主持研制達到國際先進水平的長江葛洲壩12.5萬千瓦水電機組，獲國家科技進步特等獎;主持全國第一臺引進技術制造的60萬千瓦汽輪發(fā)電機;參與三峽機組論證，肯定大型水輪發(fā)電機組國內(nèi)制造的可行性，曾兼任國務院三峽建設委員會三峽樞紐工程質(zhì)量檢查專家組成員、中國電工技術學會常務理事。

從新中國制造第一臺800千瓦的四川下硐水電站立式水輪發(fā)電機組，到具備制造32萬千瓦水電機組制造能力，到制造三峽工程70萬千瓦巨型機組，再到溪洛渡、向家壩水電站80萬千瓦機組，一直到世界最大單機容量100萬千瓦的白鶴灘空冷發(fā)電機組，我見證了中國水電制造業(yè)60年發(fā)展歷程。

“百萬水電機組”的夢想始于60年前

1951年，按美國西屋公司的技術，哈爾濱電機廠和沈陽高壓開關廠水輪機車間自行設計制成我國第一臺800千瓦立式水輪發(fā)電機組，安裝在四川長壽下硐水電站。1954年制成北京官廳水電站1萬千瓦水電機組，同年轉(zhuǎn)向全面學習蘇聯(lián)，在蘇聯(lián)專家指導下設計水電機組;1959年制成浙江新安江7.25萬千瓦水電機組;1960年蘇聯(lián)專家撤退后，走獨立自主、自行設計制造之路;1968年制成甘肅劉家峽水電站22.5萬千瓦水電機組。1966年支援三線建設，四川三大動力廠投產(chǎn)，東方電機廠在德陽開始生產(chǎn)大型水輪機和各類電機等。

1958年12月召開的“全國三峽科學規(guī)劃會”安排，哈爾濱電機廠等單位按200米水頭編寫的《三峽樞紐水利機組容量論證初步意見》，提出研制30萬千瓦、45萬千瓦、60萬千瓦、80萬千瓦、100萬千瓦水電機組等5個方案構想，以及相應的設計參數(shù)、結構、尺寸和裝配圖，這是在我國工程項目中首次提出“百萬水電機組”。

1970年11月，一機部、水電部就葛洲壩工程中的水輪發(fā)電機組召開設計生產(chǎn)會議，確定機組容量為17萬千瓦，轉(zhuǎn)輪直徑11.3米，采用4葉片的A30轉(zhuǎn)輪。但是當兩臺17萬千瓦機組投料后，發(fā)現(xiàn)選用的葉片材料并不合適，無法保證機組的安全運行。之后進行了兩次技術調(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臺機組中的兩臺17萬千瓦機組由東方電機廠制造試驗機組，5臺12.5萬機組由哈爾濱電機廠生產(chǎn)，大江中的14臺小機中8臺由哈爾濱電機廠生產(chǎn)，1982年機組制造完工。這時候，我擔任哈爾濱電機廠有限責任公司(下稱“哈電機”)葛洲壩機組試制總負責人。

在葛洲壩機組的研制過程中，產(chǎn)學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)提出來的，然后和高校、科研單位結合起來攻關。哈電通過內(nèi)部協(xié)作、聯(lián)合攻關也掌握了一些世界領先的核心技術。葛洲壩12.5萬千瓦機組開創(chuàng)了世界上最早在定子線棒絕緣成型技術上采用一次模壓成型工藝的先河。這樣，葛洲壩12.5萬千瓦機組率先在世界上采用多膠環(huán)氧粉云母帶與半導體層一次模壓成型的新工藝。2006年，在第一屆水力發(fā)電技術國際會議上，我在總結我國大型水電機組技術進步的歷程時，把此項技術作為我國大型水電機組技術進步三大關鍵技術之一。

從上世紀90年代起，哈電機開啟了“三峽時代”。當時在三峽左岸，哈電機還只能做一個寂寂無聞的分包商，而在三峽右岸機組制造中，哈電機以其“獨門絕技”，實現(xiàn)技術上的兩大突破——開發(fā)的優(yōu)質(zhì)新型轉(zhuǎn)輪為機組提高了穩(wěn)定性，攻克了水輪機高部分負荷壓力脈動帶的難題;全空冷技術的應用，打破了國外水電強國對全空冷水輪發(fā)電機極限出力為60萬千瓦的設計理念，開創(chuàng)了大容量全空冷發(fā)電機運行的新時代。

白鶴灘水輪發(fā)電機組漫長的研發(fā)過程

1988年，我調(diào)入哈爾濱電氣集團公司(下稱“哈電集團”)，兼任水力發(fā)電設備國家重點實驗室主任，工作上與三峽工程和中國三峽集團聯(lián)系更加緊密了。

其后，科技部把白鶴灘百萬千瓦機組列入重大研究課題。圍繞白鶴灘百萬千瓦機組國家支撐計劃項目課題，哈電集團與三峽集團合作很好，聯(lián)合國內(nèi)知名研究院、研究所、高等院校和企業(yè)，組成7個攻關團隊，將產(chǎn)、學、研、用相結合，在三峽集團大力支持下，課題研究項目進展十分順利，獲得了一大批新理論、新技術、新測試分析方法及發(fā)明專利。

2007年，哈電機向國家科技部提交了“百萬千瓦水電機組研究”項目可行性研究報告，經(jīng)國家組織驗收認為，白鶴灘百萬千瓦機組課題研究成果達到國際領先水平。同年，受中國水電水利規(guī)劃設計總院委托，哈電機還承接了百萬千瓦級水電機組《制造可行性分析》專題研究，并提出百萬千瓦級水電機組《制造可行性分析專題研究報告》。

在項目執(zhí)行期間，哈電機得到了三峽集團大力支持，三峽集團根據(jù)白鶴灘、烏東德工程實際特點，先后委托哈電機開展了6個關于百萬千瓦水輪發(fā)電機組專項技術的研究，使哈電機的研究開發(fā)工作更具針對性，更接近工程實際。

2008年，哈電機承接了向家壩左岸4臺套80萬千瓦和溪洛渡6臺套77萬千瓦全空冷水輪發(fā)電機組研制合同，其中，向家壩機組為當今世界已運行單機容量最大的機組，也是國內(nèi)首個80萬千瓦等級的機組。哈電機在機組研制期間，采用了“白鶴灘百萬千瓦水電機組”的多項研究成果，使未來“百萬千瓦水電機組”研究得到進一步工程驗證。

2011年3月，白鶴灘水電機組局部通風及溫升試驗順利完成，驗證了百萬機組采用全空冷方式是完全可行的。專家認為，哈電機已經(jīng)完全掌握了一套獨有的全空冷技術。

當時，我們把百萬千瓦水輪機水力設計及穩(wěn)定性研究，水輪機參數(shù)選擇及機組結構優(yōu)化、新材料、新工藝技術研究等全部放在這個試驗平臺上完成了。之前國際上得出的結論認為，大于60萬千瓦的水輪發(fā)電機定子必須是水冷，我們研究中得出的結論是可以做成空冷的。

三峽右岸電站單機70萬千瓦機組、溪洛渡水電站單機78萬千瓦機組、向家壩水電站單機80萬千瓦發(fā)電機都是全空冷，這些都是之前白鶴灘水電站課題研究成果的成功應用，這是一個很大的突破。三峽右岸電站機組、溪洛渡電站機組、向家壩電站機組現(xiàn)在都運行良好，積累了很多運行經(jīng)驗，所以對白鶴灘電站機組是完全可以放心的。

百萬千瓦機組夯實了中國水電技術的引領地位

早在十幾年前，我就提出，三峽水電機組是我國引進、消化、吸收、再創(chuàng)新的范例。三峽機組運行狀況良好，證明我國參與合作制造的70萬千瓦巨型機組達到技術標準。但國際上制造水電設備的主要知名企業(yè)，都在中國建立了水電設備合資企業(yè)，未來競爭十分激烈，中國企業(yè)只有不斷自主開發(fā)才能在市場競爭中發(fā)展。

三峽集團建設百萬千瓦機組，不僅是充分發(fā)揮白鶴灘水電站效益的現(xiàn)實需要，也將進一步提升中國水電機組及配套裝備的設計制造能力，百萬千萬機組推動重大裝備國產(chǎn)化達到新高度。

因此，哈電機從100萬千瓦水輪發(fā)電機組的安全高效運行角度出發(fā)，重點針對巨型機組穩(wěn)定性、水力開發(fā)、電磁、結構、絕緣技術、疲勞破壞和過渡過程、通風冷卻試驗及測試方法等方面進行科研攻關，取得了豐碩成果，推動我國巨型水輪發(fā)電機組制造技術不斷走向成熟。百萬千瓦機組夯實了中國水電技術的引領地位。在水電裝備制造業(yè)方面，“以國內(nèi)為主”的概念任何時候都不能變。

在三峽機組制造過程中，已經(jīng)成功實現(xiàn)了引進、消化、吸收、再創(chuàng)新的技術路線。在轉(zhuǎn)輪制造方面，從三峽機組開始就有了很大提高，哈電機已經(jīng)完全掌握了轉(zhuǎn)輪模型試驗技術，并且在三峽機組轉(zhuǎn)輪鑄造中使用了精煉不銹鋼材料、數(shù)控加工、按設計規(guī)定區(qū)域運行，在國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪制造史上首先實現(xiàn)“沒有裂紋”。

早在2007年，哈電機就完成國家支撐計劃項目可行性研究項目，向國家科技部提交了“24千伏/26千伏級線棒絕緣材料、結構、制造工藝及裝備”研究成果。通過三峽右岸電站70萬千瓦機組、溪洛渡電站78萬千瓦機組、向家壩電站80萬千瓦機組制造，已經(jīng)為白鶴灘電站機組制造創(chuàng)造了很好的條件。

一系列成熟的技術成果可以應用到白鶴灘電站機組制造中去。因此，我對白鶴灘水電站百萬千瓦機組制造安裝運行充滿信心。

百萬千瓦機組是全球水電制造業(yè)面臨的一次巨大挑戰(zhàn)，確保百萬千瓦機組制造質(zhì)量是關鍵。我建議，白鶴灘水電站機組制造過程中，要特別重視加強管理，尤其材料的管理十分復雜。加強企業(yè)管理，提高制造產(chǎn)品質(zhì)量，這是永遠不能放松的話題。產(chǎn)品質(zhì)量要靠每一位員工去實現(xiàn)，是全員行動，這方面的工作更要加強。

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