我的世界工业水力发电机(「壮丽70年奋斗新时代」三峡机组的“创新三部曲”)

Posted 2023-05-26

篇首语：理想的书籍，是智慧的钥匙。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了我的世界工业水力发电机(「壮丽70年奋斗新时代」三峡机组的“创新三部曲”)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

我的世界工业水力发电机(「壮丽70年奋斗新时代」三峡机组的“创新三部曲”)

■ 余小波

三峡工程举世瞩目，这不仅仅是中华民族 “高峡出平湖”的梦想，也是东方电气集团东方电机有限公司 (以下简称东方电机)1958年建厂时确立的 “将来产品世界称雄”的初心和梦想。

三峡机组是当时世界上技术要求最高、难度最大的混流式水电机组，代表了当时世界最高水平，是中国的国家名片。为把大国重器牢牢掌握在自己手里，国家设立了重大科技专项，组织东方电机等国内发电设备骨干企业开展了三峡机组核心技术的科研攻关。在业主的支持下，以三峡机组自主研制为依托，实现了我国水电机组单机容量从300兆瓦到700兆瓦的历史性跨越。作为亲历者和见证者，印象最深的是东方电机在三峡机组自主研制中实现的三次历史性跨越，这三次跨越就好比是中国发电设备制造业独奏出的令人热血沸腾的 “创新三部曲”，响彻世界大舞台。

自主转轮装备三峡

转轮是水轮发电机组的 “心脏”，其性能的优劣直接影响到水轮机的效率、空化性能和压力脉动。国外多家知名发电设备商经过多年研究推出的三峡左岸转轮虽然效率达到了要求，但由于电站运行水头变化大，压力脉动不甚理想，国外公司对解决此类问题办法不多。

1999年，国务院三峡办召集国内水力专家进行了多次研讨，提出了要在三峡右岸开发出压力脉动等性能指标优于左岸的转轮。当时东方电机最年轻的水力设计总设计师石清华敏锐地 “嗅”到这是一次难得的创新机会，主动接受了这项世界水力研究界最具有挑战性的任务。

石清华带领他的团队，利用自行开发的软件系统和多年来积累的水力设计经验，对三峡右岸转轮进行了水力优化设计，经过几轮试验，新开发的转轮压力脉动已明显优于国外的三峡左岸转轮，水轮机水力稳定性有了实质性突破，完全消除了困扰国内外水轮机行业的特殊压力脉动问题，为中国企业赢得了与跨国公司同台试验对比水轮机模型的资格。在与国际著名公司进行的三峡右岸模型水轮机同台对比试验中，东方电机自主开发的、达到了世界先进水平的转轮一炮打响，不仅赢得了比赛，也赢得了对手的尊敬，并最终赢得三峡电站右岸4台700兆瓦水电机组的自主研制合同，改写了中国发电设备企业没有资格自主研制巨型水电机组的历史。

三峡电站右岸机组转轮压力脉动问题的解决，不仅消除了机组安全运行的隐患，而且还确立了东方电机在大型水电机组研制中的话语权，奏响了三峡创新的第一部曲。

独特技术护卫三峡

三峡右岸18号发电机投运时振动噪声较大，直观感觉非常明显。因为发电机电磁振动是本行业最难的技术难题，无法准确分析预测，国外公司也没有计算方法，这让东方电机承受了巨大压力。在困难面前东方电机没有退缩，当时东方电机分管技术的副总经理、发电机专家贺建华带领项目团队通过刻苦钻研，探索出了理论分析计算方法，制订了系统详细的试验验证方案。通过反复计算分析和试验验证，攻克了这一世界难题。通过优化改进，发电机电磁振动大幅降低，得到业主的高度评价，并决定由东方电机对左岸国外公司的6台发电机进行改造，提高其运行可靠性。改造后的发电机振动大幅降低，整个电厂的噪音也降低了5个分贝。

三峡发电机电磁振动和噪声问题的解决，不仅为大型发电机电磁振动噪声提供了系统分析解决和预防方案，也为大型水电机组达到更高稳定性提供了新的安装标准依据。此举进一步提升了发电设备行业的技术水平，奏响了三峡创新的第二部曲。

领先技术用在三峡

如果把转轮比为水电机组的 “心脏”，那线圈绝对是水电机组的 “血管”了。大容量发电机采用何种冷却方式是发电机设计、制造中的重大问题，也是制约大型发电机发展的主要因素。随着发电机容量的增大，电机各部分的损耗也明显增加。因此，改进电机的冷却，有效带走各种损耗所产生的热量，降低电机各部分温升，是设计、制造大容量发电机的一个重要课题。为了适应自主研制大型水轮发电机的需要，建立起我国拥有自主知识产权的大型水轮发电机冷却技术体系，以发电机专家郑小康为代表的东方电机项目团队积极探索，与中科院电工所合作研发了具有自主知识产权的蒸发冷却水轮发电机技术。蒸发冷却技术与国外一些公司的水冷却发电机技术相比，无论在技术上，还是安全可靠性以及操作维护等方面都有它独特的优点，而且还能突破空冷发电机设计制造的极限容量，充分体现出该技术的先进性。

在成功建设三峡700兆瓦水轮发电机蒸发冷却改造试验台，完成系统的试验研究基础上，东方电机又针对三峡地下厂房电站700兆瓦水轮发电机建设了1∶1蒸发冷却模拟试验台，进行真机结构的工业试验，水轮发电机定子蒸发冷却联合循环装置获得国家发明专利，确保用先进和可靠的 “中国血管”装备三峡地下厂房机组。

目前，东方电机以独特的技术优势研制的两台世界最大的三峡地下厂房电站700兆瓦蒸发冷却机组，正在长江三峡稳定运行，令领先世界的中国技术装备的三峡工程更加闪亮，奏响了三峡创新的第三部曲。

创新续曲回声嘹亮

东方电机奏响的三峡 “创新三部曲”，不仅结束了跨国公司对大型水电机组及关键技术的长期垄断，极大地推动了我国相关产业重大装备的发展；而且还实现了关键核心技术的创新与突破，研究成果荣获四川省科技进步一等奖。

目前，东方电机把在三峡机组上突破的技术和形成的经验，推广应用到了贯流式、抽水蓄能和混流式水电等领域，并再次取得了创新的巨大成功，大幅度提升了中国发电设备产业链水平。

当前，东方电机研制世界上单机容量最大的白鹤滩1000兆瓦混流式水电机组的前奏曲已经吹响，雄壮的创新乐曲正在世界水电的 “无人区” 回声嘹亮。

（作者为国家 “十五”三峡重大科技专项子课题负责人）

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