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    东方电机成功研制全球首台百万千万级水电机组精品转轮

      发布时间:2019-05-11 23:25

      踏进“无人区” 造出“中国心”东方电机成功研制全球首台百万千万级水电机组精品转轮

      1月12日,全球首台白鹤滩百万机组精品转轮在东方电气集团东方电机有限公司(以下简称东方电机)白鹤滩工地转轮厂房正式完工,标志着我国发电设备企业率先掌握了百万千瓦等级巨型水轮机组的核心技术。

      “转轮是水电机组的心脏,随着白鹤滩首台转轮顺利完工并全面达到精品标准,我们可以非常自豪地宣布,东方电气有能力、有实力完成白鹤滩百万千瓦精品机组的研制任务,中国人将率先为代表世界巅峰水平的水电工程装上中国心。”东方电气集团党组成员、副总经理徐鹏在现场表示。

      三峡集团党组成员、副总经理王良友指出,全球首台百万千瓦机组转轮顺利通过出厂验收,各项技术参数满足精品制造标准,标志着以东方电气集团为代表的国内企业在世界水电“无人区”迈出实质性的一步。

      在世界范围内,百万千瓦巨型水轮发电机组是水电行业的“珠穆朗玛峰”,被认为是水电产业变革的关键。相对于已建成的三峡、溪洛渡、向家坝水电站巨型水电机组,白鹤滩电站的单机容量更大,而且采用全球首批超巨型混流式水轮发电机组,其技术研究的复杂性和技术难度远大于世界上已有机组,没有现成技术可用,是真正的水电巅峰之作。

      数据显示,白鹤滩百万千瓦水电机组高50多米、重达8000多吨,相当于法国埃菲尔铁塔的重量,转轮研制是整个机组中研发难度最大,制造难题最多的部件,也是整个机组中最核心的部件。东方电机研制的白鹤滩水电站首台百万千瓦转轮直径8.62米、高3.92米,由15块叶片组成,每个叶片重达11吨,转轮总重近350吨。

      伟大梦想不是等得来、喊得来的,而是拼出来、干出来的,东方电机果断踏入“无人区”,为登顶努力。

      东方电机在白鹤滩水轮发电机组产品研发、设计、工艺上进行了包括机组总体设计、水力开发、电磁设计、高效冷却技术、推力轴承技术、高压绝缘技术、转轮动应力、高强度材料研究与应用等重大专题科研攻关在内的大量自主创新,形成了具有自主知识产权的核心技术。

      在百万千瓦核心技术水力研发中,东方电机采用先进的水力设计、CFD分析等性能预测手段,首次将全流道全工况数值仿真技术应用于工程实际,创新性开拓了水力评判标准和叶形加厚技术,实现了整个过流部件强度与水力性能的最佳匹配,效率达到96%以上。而且,空化、压力脉动、噪声、飞逸转速等稳定性指标均达到了世界先进水平,为精品机组制造打下了坚实的技术基础。

      在水轮发电机关键技术研发上,东方电机开展了励磁绕组内外分区高效冷却方式应用研究,较常规冷却方式可大幅降低转子线圈温升;对多种定子铁心高效散热结构进行研究,研发出性能优良和应用可靠的散热结构;创新冷却结构,在有效提升冷却空气利用率的基础上,大幅降低了机内空气流量,使电机通风损耗明显减小,满足了发电机高效率的高要求。

      在绝缘和轴承技术开发上,东方电机首次提出并形成额定电压24千伏级空冷水轮发电机定转子绕组绝缘性能的评定项目与考核指标,首次开展定子线棒及绕组的绝缘与防晕系统仿真计算、定子绕组的绝缘性能及多因子老化寿命等试验验证研究,结果满足机组长期安全运行技术要求;开发了热边界层隔离推力轴承降温技术、先进低损耗推力轴承技术等。

      在转轮制造方面,东方电机制造工艺持续优化改进。以转轮精品指标、内控指标提高转轮制造质量。通过转轮现场制造厂房工艺布局,转轮全低氢焊接技术,转轮及上冠空中偏心翻身技术、转轮三维模拟精准确定叶片与上冠、下环空间相贯线及焊缝坡口、转轮装焊固定工装、转轮轴向对称、叶片厚度及流道对称的焊接顺序、转轮过程监控等措施,保证了转轮焊后所有尺寸、焊缝一检合格率全部实现精品制造目标。

      历经一甲子的风雨历程,东方电机从中国西部崛起,走向世界。在成功完成葛洲坝17.5万千瓦、龙羊峡32万千瓦、李家峡40万千瓦、二滩55万千瓦、三峡70万千瓦、溪洛渡77万千瓦水电机组研制的基础上,东方电机瞄准百万千瓦水电机组自主开发,在巨型水轮机发电设备技术研发上砥砺十年,引领世界水电设备研制,打造出中国水电新名片。

      1997年以来,东方电机与三峡集团合作参加引进技术、合作研制三峡左岸70万千瓦级水轮发电机组。通过三峡项目研发,掌握了巨型混流式水电机组研制的关键技术,达到世界先进水平,具备了立足国内自主研制70万千瓦级巨型水电机组的能力和条件。之后,通过二次开发和再创新,东方电机成功开发出适用于三峡右岸电站的转轮模型,综合性能优于三峡左岸引进国外的转轮模型,在三峡右岸机组投标中与国外一流制造厂商同台竞技而胜出,取得了自行设计、制造三峡右岸4台70万千瓦水电机组、具有历史性意义的合同。

      通过三峡水电项目,东方电机在短短几年内缩小了与国外先进技术30多年的差距,使我国巨型混流式水轮机核心技术跨入世界先进行列。东方电机也由三峡左岸机组的“中国制造”变为三峡右岸机组的“中国创造”, 提升了我国水力发电设备在国际发电设备市场的竞争力和市场开拓能力。

      溪洛渡水电项目单机容量77万千瓦,超过三峡机组单机容量,东方电机为该电站提供9台巨型混流式水轮发电机组,是与三峡集团在三峡工程项目合作基础上又一次完美合作。从溪洛渡项目的研发到成功投产,东方电机坚持自主创新,不断掌握核心技术,在重大水电自主研制、项目管理、产品交货、技术开发、安装服务、调试指导等诸多方面实现了跨越。而以溪洛渡为代表的大型发电设备目前已形成成熟的自主品牌,其机组运行振动、摆度、噪音等稳定性指标表明,溪洛渡水轮发电机组研发水平已达到国际先进。

      在三峡、溪洛渡项目基础上,东方电机迈进百万千瓦级水电行业“无人区”,在白鹤滩水电站左岸8台水轮发电机组的研制中登上了世界水力发电技术顶峰。

      白鹤滩百万千瓦水电机组的研制,引领了世界发电装备制造业的技术进步,更成为中国在国际市场的又一张闪亮名片。这张名片,不仅有利于中国发电设备制造企业在响应国家“一带一路”倡议及践行“走出去”发展战略中占据先机,更对开发世界水电具有重要的现实意义。

      作为世界最大的发电设备供应商之一,近年来,东方电机凭借雄厚的电力设备研发、制造与服务能力,尤其在水电设备研发制造方面的核心竞争力,已成功进入国际第一梯队,成为中国水电“走出去”的代表。

      2009年,东方电机参与南美“三峡”工程杰瑞水电站建设,为其提供22台7.5万千瓦贯流式水轮机组。杰瑞水电站是目前世界上机组台数最多、单机容量最大、转轮直径最大的灯泡贯流式机组电站,也是迄今世界最大的贯流式水电站,在巴西电力系统中占据非常重要的地位。2016年11月18日,杰瑞水电站左岸22台机组全部投产。2017年4月,以东方电机为主要完成单位的“巨型贯流式水轮发电机组关键技术研究及杰瑞机组研制”获2016年度四川省科学技术进步奖唯一一个特等奖。

      2011年,东方电机参与非洲“三峡”工程埃塞俄比亚吉布Ⅲ水电站建设,为其提供10台187MW的混流式发电机组。吉布Ⅲ水电站是埃塞俄比亚最大水电项目,也是非洲大型水电站之一。2016年12月16日,吉布Ⅲ水电站投运,投运后为埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴提供90%的电力。

      2013年,东方电机参与亚洲第一长坝、柬埔寨最大水电工程桑河二级水电站建设,为其提供全部8台50MW灯泡贯流式机组。桑河二级水电站建成后将占柬埔寨全国总发电量的五分之一以上。2018年10月21日,该电站机组全部投产发电,从首台机组投产到最后一台机发电,不到10个半月,堪称新的“中国速度”。

      巴基斯坦卡洛特水电站是“一带一路”首个水电大型投资建设项目,也是“中巴经济走廊”首个水电投资项目。电站规划装机容量72万千瓦,年发电32.13亿度,是巴基斯坦第五大水电站,由三峡集团采用“建设经营转让”的模式运作,已被列入“中巴经济走廊”优先实施能源合作项目和“一带一路”重点项目。东方电机为该项目提供4台180MW混流式水轮发电机组,目前首台机组正在东方电机厂内研发制造。

      截至目前,东方电机国际市场开拓成绩斐然,累计出口发电设备超过300余台,遍布全球三十多个国家。(杨静)

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