新年伊始,從我國電氣行業(yè)傳出喜訊:由哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司(以下簡稱哈電機(jī)公司)研制的首臺100%國產(chǎn)化抽水蓄能機(jī)組,在安徽響水澗電站并網(wǎng)發(fā)電。此舉將結(jié)束被國外公司壟斷的歷史,也標(biāo)志著哈電機(jī)公司在我國抽水蓄能技術(shù)發(fā)展史上樹立了一個(gè)新的里程碑。
問鼎高端技術(shù)
據(jù)了解,安裝抽水蓄能機(jī)組的電站要具有調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、緊急事故備用、運(yùn)行靈活等功能,并適宜配套開發(fā)建設(shè)核電、風(fēng)電、太陽能、海洋能等清潔可再生能源電站,在改善電網(wǎng)運(yùn)行條件、提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平等方面具有非常關(guān)鍵的作用。同時(shí),對西電東送等國家戰(zhàn)略的實(shí)施具有重要作用。
據(jù)有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,抽水蓄能機(jī)組的裝機(jī)總量應(yīng)占電網(wǎng)總裝機(jī)容量的8%~15%為宜,而目前這一數(shù)據(jù)在我國僅為2.5%,遠(yuǎn)不能滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定高效運(yùn)行的要求。隨著我國大型核電、水電、太陽能和風(fēng)電的開發(fā)和智能電網(wǎng)建設(shè),對發(fā)展建設(shè)抽水蓄能電站的需求越來越迫切。
在此之前,我國抽水蓄能機(jī)組制造技術(shù)完全受國外公司壟斷。相關(guān)人員告訴記者,一直以來該技術(shù)掌握在外國公司的手中,專家戲稱:“我國抽水蓄能機(jī)組制造技術(shù)是扶著國外公司的拐棍艱難地前行,國內(nèi)還沒有一家企業(yè)敢向此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)軍。”
為了擁有100%自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù),早在上世紀(jì)70年代,我國就已經(jīng)謀劃抽水蓄能機(jī)組的科研工作。根據(jù)國家發(fā)展戰(zhàn)略需求,哈電機(jī)通過與國外廠家合作設(shè)計(jì)生產(chǎn)了回龍、白山、青松、寶泉等抽水蓄能機(jī)組項(xiàng)目,掌握了機(jī)組設(shè)計(jì)及加工制造技術(shù),并逐步了解了國外廠家技術(shù)發(fā)展的路線和水平,但作為機(jī)組核心技術(shù)的水力性能開發(fā)依然牢牢把握在國外廠家手里。
2006年,當(dāng)國家有關(guān)部門通過國內(nèi)招標(biāo)把此項(xiàng)任務(wù)交給哈電機(jī)后,哈電機(jī)公司從此開始了長達(dá)5年的抽水蓄能機(jī)組技術(shù)的研發(fā)。哈電機(jī)在該領(lǐng)域設(shè)計(jì)、制造的每一步,都緊緊地和祖國的榮譽(yù)聯(lián)系在一起。
全力攻關(guān)超越
5年磨一劍。為打破國外公司在抽水蓄能機(jī)組制造上的壟斷,順利完成該項(xiàng)任務(wù),哈電機(jī)公司抽調(diào)專業(yè)技術(shù)總師、學(xué)科帶頭人等50余人成立了6個(gè)專業(yè)科研攻關(guān)小組,全力開展抽水蓄能機(jī)組技術(shù)攻關(guān)。
從2006年到2008年,相繼制定了近60個(gè)優(yōu)化的科研設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行了數(shù)百次計(jì)算機(jī)圖形模擬實(shí)驗(yàn),制造了4個(gè)轉(zhuǎn)輪模型。同時(shí),開展了水輪機(jī)能量特性、空化特性、穩(wěn)定特性等數(shù)十個(gè)重要課題的研究。改善了水泵水輪機(jī)“駝峰區(qū)”、“S區(qū)”控制的水力特性,使水泵和水輪機(jī)性能的匹配關(guān)系得到進(jìn)一步優(yōu)化。
業(yè)界認(rèn)為,其研究成果優(yōu)于國外同類機(jī)組水平,首次實(shí)現(xiàn)了水力性能技術(shù)的自主開發(fā),成果具有完全自主知識產(chǎn)權(quán),得到了國家相關(guān)部門及專家的首肯。
據(jù)專家介紹,目前,哈電機(jī)公司研制的響水澗抽水蓄能機(jī)組的效率、空化水平及壓力脈動(dòng)等指標(biāo)參數(shù),均已達(dá)到或超過世界先進(jìn)水平,令世界同行刮目相看。
在采訪中,記者獲悉,抽水蓄能機(jī)組的一大亮點(diǎn)是在發(fā)電機(jī)領(lǐng)域取得的科研成果,這也是該項(xiàng)技術(shù)研制成功的關(guān)鍵所在。
哈電機(jī)公司在研制工作中,針對響水澗水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對響水澗抽水蓄能電機(jī)的靜止變頻器(SFC)啟動(dòng)過程進(jìn)行了仿真計(jì)算、流體動(dòng)力分析,在冷卻器、通風(fēng)系統(tǒng)等方面的設(shè)計(jì)上進(jìn)行了多項(xiàng)重大創(chuàng)新。
機(jī)遇只給有準(zhǔn)備的人。在各個(gè)專業(yè)科研攻關(guān)小組的協(xié)同努力下,已經(jīng)取得了類似于靜止變頻器(SFC)啟動(dòng)過程仿真計(jì)算的十幾項(xiàng)科技成果,并達(dá)到世界頂尖水平。
創(chuàng)新先進(jìn)工藝
哈電機(jī)公司如何攻克抽水蓄能機(jī)組制造的技術(shù)難點(diǎn)?
高科技的產(chǎn)品,還需要有高超的制造“藝術(shù)”。響水澗抽水蓄能機(jī)組的結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜,相關(guān)部件的制造精度要求特別嚴(yán)格,制造周期也很短。
用哈電機(jī)公司領(lǐng)導(dǎo)的話說:態(tài)度決定一切,生產(chǎn)組織過程中一定要有創(chuàng)造傳奇的信心和決心;全廠一盤棋,講求合作的藝術(shù),打破常規(guī)進(jìn)行攻關(guān)是創(chuàng)造傳奇的必要條件;果斷決策、精細(xì)準(zhǔn)備、嚴(yán)格過程控制是創(chuàng)造傳奇的充分必要條件。正是靠著這些先進(jìn)的理念,哈電機(jī)公司創(chuàng)造了抽水蓄能機(jī)組制造100%國產(chǎn)化的傳奇。
哈電機(jī)公司抽調(diào)優(yōu)秀的鉚工技師和焊接技師、選派經(jīng)驗(yàn)豐富的首席工人技師和裝配工人等,成立了焊接、加工、裝配等多個(gè)攻關(guān)小組。一場涉及400余人、近百臺設(shè)備、針對響水澗抽水蓄能機(jī)組國產(chǎn)化制造的攻堅(jiān)戰(zhàn)役打響了。
據(jù)介紹,哈電機(jī)公司針對抽水蓄能機(jī)組組建的各個(gè)攻關(guān)小組倒班作業(yè),24小時(shí)不間斷地工作。在焊接作業(yè)中,眾多機(jī)組部件筋板之間空間非常狹小,其位置非常不利于焊接作業(yè),需要焊工蜷縮著身體,勞動(dòng)條件非常艱苦。為了保證焊接質(zhì)量,他們常常在狹小的空間里工作好幾個(gè)小時(shí)?!耙欢ūWC經(jīng)過我完成的響水澗機(jī)組部件的焊接質(zhì)量?!边@是哈電機(jī)公司一名焊工的原話。
響水澗球閥的裝配是機(jī)組生產(chǎn)制造的另一關(guān)鍵難點(diǎn)。該球閥外徑尺寸達(dá)3300毫米,裝配后重量近300噸,是目前國內(nèi)最大的球閥。為攻克球閥裝配的難關(guān),負(fù)責(zé)裝配攻關(guān)的路俊國、劉純才等6名工人抱著創(chuàng)造傳奇的信心和決心付出了艱辛的努力。球閥首次裝配后的壓力試驗(yàn)并沒有通過,拆開后在由數(shù)百個(gè)工件裝配成的球閥中找到問題的癥結(jié)所在,談何容易!
經(jīng)過一個(gè)部件、一個(gè)部件的篩查,整夜地盯在球閥裝配現(xiàn)場,如同“摸著石頭過河”,他們一步一步地向著“正確答案”靠近。經(jīng)過近50天的努力,球閥重新裝配后,成功地通過了各項(xiàng)試驗(yàn)檢查,且各主要試驗(yàn)參數(shù)檢查結(jié)果均優(yōu)于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
在各個(gè)攻關(guān)小組的團(tuán)結(jié)協(xié)作下,響水澗抽水蓄能機(jī)組國產(chǎn)化制造的難點(diǎn)一個(gè)接一個(gè)地攻克了。該機(jī)組制造成功,創(chuàng)造了國家電站設(shè)備制造領(lǐng)域的傳奇,打破了國外的壟斷。據(jù)保守估計(jì),在未來5到10年內(nèi),將使國外抽水蓄能設(shè)備在我國市場的銷售價(jià)格降低約20%。