10月24日，對(duì)于我國(guó)水電裝備制造行業(yè)來(lái)說(shuō)，具有里程碑式的意義。由哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)哈電機(jī))制造的———我國(guó)自主研發(fā)、設(shè)計(jì)制造、世界單機(jī)容量最大的首臺(tái)向家壩800兆瓦級(jí)水輪發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，使我國(guó)水輪發(fā)電機(jī)制造水平由700兆瓦級(jí)躍升至800兆瓦級(jí)。標(biāo)志著哈電機(jī)這個(gè)國(guó)有商標(biāo)已經(jīng)成為國(guó)際電力裝備制造行業(yè)的領(lǐng)軍品牌。

　　深秋，源源不斷的金沙江水奔騰著沖過(guò)向家壩電站。看似平靜的向家壩水電站，正在用它那顆世界上最強(qiáng)勁的"心臟"持續(xù)地轉(zhuǎn)化著不竭的動(dòng)力，把蘊(yùn)含著光明和能量的清潔能源送到祖國(guó)最需要的地方。向家壩電站的這顆"動(dòng)力之心"，是哈電機(jī)人歷經(jīng)10余年拼搏、創(chuàng)造之后，再一次獻(xiàn)給祖國(guó)和人民的盛禮。

　　據(jù)專(zhuān)家介紹，向家壩"動(dòng)力之心"是額定單機(jī)容量為812兆瓦的水輪發(fā)電機(jī)組，是目前世界上單機(jī)容量最大的水輪發(fā)電機(jī)組。該機(jī)組由哈電機(jī)自主研發(fā)、設(shè)計(jì)制造，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定、操控可靠、狀態(tài)良好，多項(xiàng)指標(biāo)超過(guò)合同標(biāo)準(zhǔn)，制造技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

　　領(lǐng)銜中國(guó)創(chuàng)造

　　對(duì)于身處向家壩電站現(xiàn)場(chǎng)的中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司、向家壩機(jī)組制造安裝及監(jiān)理單位的專(zhuān)家來(lái)說(shuō)，10月24日是不平凡的一天，他們親歷了國(guó)產(chǎn)首臺(tái)世界最大機(jī)組投產(chǎn)運(yùn)行的歷史時(shí)刻，見(jiàn)證了國(guó)產(chǎn)巨型機(jī)組的優(yōu)異性能。在試運(yùn)行的72小時(shí)中，檢測(cè)結(jié)果顯示，機(jī)組的功率、轉(zhuǎn)速等主要參數(shù)指標(biāo)完全符合合同要求，各關(guān)鍵部位的震動(dòng)、擺度等指標(biāo)均高于標(biāo)準(zhǔn)要求。其中，上導(dǎo)軸承和水導(dǎo)軸承和下導(dǎo)軸承的擺度峰值僅相當(dāng)于業(yè)內(nèi)對(duì)精品機(jī)組要求峰值的50%;最關(guān)鍵的布置在直徑4.4米平面圓周上的24件推力軸承瓦最高工作溫度差僅為1.7攝氏度，遠(yuǎn)低于業(yè)內(nèi)對(duì)精品機(jī)組瓦溫最高溫差3攝氏度的要求。向家壩機(jī)組在試運(yùn)行中的優(yōu)秀表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了哈電機(jī)"確保溪洛渡和向家壩機(jī)組臺(tái)臺(tái)創(chuàng)精品"目標(biāo)，創(chuàng)造了我國(guó)自主研發(fā)、設(shè)計(jì)制造水輪發(fā)電機(jī)組的最高紀(jì)錄。

　　實(shí)際上，這已經(jīng)是哈電機(jī)在2013年第二次刷新我國(guó)電力裝備制造行業(yè)的最高紀(jì)錄。

　　今年7月27日，該公司剛剛創(chuàng)造了我國(guó)自主研發(fā)、設(shè)計(jì)制造水輪發(fā)電機(jī)組的最高紀(jì)錄，為三峽公司制造的單機(jī)容量700兆瓦級(jí)水輪發(fā)電機(jī)組，被作為溪洛渡首批、左岸首臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，機(jī)組質(zhì)量創(chuàng)國(guó)內(nèi)最好，制造技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。僅僅相隔兩個(gè)多月，哈電機(jī)為向家壩電站制造的單機(jī)容量800兆瓦級(jí)機(jī)組又成功發(fā)電，再次刷新了歷史紀(jì)錄，這臺(tái)"中國(guó)創(chuàng)造"的產(chǎn)品硬生生地使水輪發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量一下子提升了一個(gè)大等級(jí)，一時(shí)間，哈電機(jī)再次成為國(guó)內(nèi)外行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　領(lǐng)先世界技術(shù)

　　作為世界單機(jī)容量最大的機(jī)組，向家壩機(jī)組代表著世界水電機(jī)組制造的最高水平。對(duì)于研發(fā)向家壩機(jī)組的哈電機(jī)而言，這不僅是一個(gè)任務(wù)，更是一種使命，一種中國(guó)水電事業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的使命。

　　向家壩機(jī)組的許多指標(biāo)比世界矚目的三峽機(jī)組還要高。與三峽機(jī)組相比較，單機(jī)容量從700兆瓦級(jí)變成了800兆瓦級(jí)，最優(yōu)效率從94.63%上升到了94.65%，機(jī)組的穩(wěn)定性、空化性能等指標(biāo)均有所提高。

　　為了使祖國(guó)水電事業(yè)邁上更高的水平，哈電機(jī)在向家壩項(xiàng)目競(jìng)標(biāo)前就堅(jiān)定了信念，不僅要擊敗國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，拿下向家壩項(xiàng)目合同，而且還要將向家壩機(jī)組打造成精品工程。為此，哈電機(jī)專(zhuān)門(mén)設(shè)立了向家壩電站研究課題，組織了大量?jī)?yōu)秀科技人員，應(yīng)用具有國(guó)際領(lǐng)先水平的高水頭水力機(jī)械試驗(yàn)臺(tái)設(shè)備，針對(duì)世界最大的向家壩水輪發(fā)電機(jī)組自主設(shè)計(jì)和制造，展開(kāi)了科技攻關(guān)。

　　科研攻關(guān)中，科研團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論對(duì)水輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了分析，針對(duì)水流在局部空間和時(shí)間內(nèi)都存在混沌不確定性的特點(diǎn)，準(zhǔn)確地找出了水流在水輪機(jī)內(nèi)流動(dòng)的規(guī)律，采用了環(huán)量控制的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)組水流流動(dòng)的宏觀控制。在進(jìn)一步的研究中，把環(huán)量控制和空化設(shè)計(jì)方法引入科研設(shè)計(jì)優(yōu)化之中，成功消除了壓力脈動(dòng)的周期性疊加和反饋放大問(wèn)題，保證了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。

　　"我們所研發(fā)模型轉(zhuǎn)輪的水力性能達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。"時(shí)任哈電機(jī)向家壩科研課題負(fù)責(zé)人的覃大清自豪地說(shuō)。

　　為攻克科研難題，覃大清帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)先后制定了幾十套方案，經(jīng)對(duì)比和驗(yàn)證，陸續(xù)優(yōu)化并制作了6個(gè)模型轉(zhuǎn)輪;經(jīng)歷了近兩年的試驗(yàn)篩選，逐步提高了模型轉(zhuǎn)輪的各項(xiàng)性能指標(biāo)。攻關(guān)團(tuán)隊(duì)的心血沒(méi)有白費(fèi)，在解決了向家壩機(jī)組一系列世界級(jí)的科研難題后，機(jī)組模型轉(zhuǎn)輪試驗(yàn)的最優(yōu)效率最終達(dá)到了94.95%，遠(yuǎn)高于向家壩項(xiàng)目94.65%的招標(biāo)要求，超越了國(guó)內(nèi)外的強(qiáng)勁對(duì)手。

　　在課題評(píng)審會(huì)上，行業(yè)專(zhuān)家對(duì)哈電機(jī)向家壩機(jī)組科研課題的成果做出評(píng)價(jià)："具有優(yōu)秀的水力穩(wěn)定性能、高效的效率水平、優(yōu)異的空化性能，無(wú)高部分負(fù)荷壓力脈動(dòng)，解決了世界性的難題。"

　　在與國(guó)內(nèi)同行及國(guó)外大公司的同臺(tái)對(duì)比中，哈電機(jī)憑借卓越的科研成果、合理的方法和科學(xué)的方案，獲得了三峽集團(tuán)公司的認(rèn)可，如愿以償?shù)丶缲?fù)起了我國(guó)自主設(shè)計(jì)制造向家壩800兆瓦級(jí)水電機(jī)組的光榮使命。

　　破解世界難題

　　向家壩機(jī)組剛剛進(jìn)入設(shè)計(jì)階段時(shí)，在三峽機(jī)組上出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題引起了業(yè)主和哈電機(jī)的關(guān)注。在三峽左岸一臺(tái)由國(guó)外公司設(shè)計(jì)、制造的機(jī)組運(yùn)行中，"誤同期"并網(wǎng)時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題，使支路電流瞬間升高，導(dǎo)致匯流環(huán)被蹦開(kāi)，并引起了嚴(yán)重短路。這件事情發(fā)生后，"誤同期"并網(wǎng)對(duì)于機(jī)組的損害，在世界范圍內(nèi)，第一次被列入了主機(jī)設(shè)備制造需要考慮的問(wèn)題。在巨型機(jī)組上，"誤同期"并網(wǎng)瞬間產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，與一直以來(lái)標(biāo)準(zhǔn)所要求耐受的短路轉(zhuǎn)矩相差很大。所以，使機(jī)組"誤同期"并網(wǎng)不產(chǎn)生損害，對(duì)于主機(jī)設(shè)備制造廠來(lái)說(shuō)，是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。三峽公司希望哈電機(jī)在向家壩機(jī)組設(shè)計(jì)上解決這個(gè)國(guó)外同行未能解決的問(wèn)題。

　　哈電機(jī)在接到三峽公司安排的任務(wù)后，時(shí)任向家壩項(xiàng)目主任設(shè)計(jì)師的夏佑安帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員立刻投入到結(jié)構(gòu)研究中。"誤同期"的電流可以很快計(jì)算出來(lái)，但是它作用在機(jī)組上，不同位置的力都不相同，而最大力的位置又不一定能對(duì)機(jī)組產(chǎn)生最嚴(yán)重的危害。

　　連續(xù)半個(gè)月，夏佑安和他的助手，反復(fù)設(shè)計(jì)研究，最終研究創(chuàng)新了一套有效提高效率的方法，高效地完成了"誤同期"并網(wǎng)時(shí)的匯流銅環(huán)受力計(jì)算，滿足了機(jī)組誤同期工況的要求。

　　據(jù)夏佑安介紹，如此全面、深入地研究匯流銅環(huán)受力及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度課題，在國(guó)內(nèi)外都是首次，它不僅解決了發(fā)電機(jī)在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題，也為哈電機(jī)在今后的大型電站更規(guī)范地進(jìn)行計(jì)算、設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

　　打造行業(yè)精品

　　向家壩雖然是我國(guó)第三大水電站，但單機(jī)容量卻是世界最大，如何完成制造并將其打造成精品?無(wú)論三峽的經(jīng)驗(yàn)多么成功，都會(huì)有更多未知的挑戰(zhàn)等著哈電機(jī)人去超越。

　　作為世界上單機(jī)容量最大的水輪發(fā)電機(jī)組，向家壩機(jī)組的主要部件幾乎都具有體積大、噸位重的特點(diǎn)。就拿導(dǎo)水機(jī)構(gòu)頂蓋來(lái)說(shuō)，這一個(gè)工件的重量就達(dá)到340余噸、直徑近13米，翻身、起吊和加工都難度巨大;其中，拼焊頂蓋用的鋼板最大厚度達(dá)230毫米，要焊接完頂蓋，光焊絲就需要近20噸，也就是說(shuō)，即使一個(gè)焊工一刻不停地焊，也需要330多天才能焊完。何況，其間還要遵守固定的工藝流程、滿足苛刻的技術(shù)要求、符合嚴(yán)格的檢查標(biāo)準(zhǔn)。打造向家壩精品機(jī)組的難度由此可見(jiàn)一斑。

　　2012年3月22日，經(jīng)過(guò)業(yè)主聯(lián)合檢查組專(zhuān)家的全面檢查，確認(rèn)向家壩導(dǎo)水機(jī)構(gòu)各測(cè)量尺寸全部滿足圖紙要求，開(kāi)關(guān)試驗(yàn)、密封性能良好，模擬工作狀態(tài)試驗(yàn)完全符合合同要求———世界單機(jī)容量最大機(jī)組的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)在哈電機(jī)自主設(shè)計(jì)制造成功。這標(biāo)志著機(jī)組的主要制造瓶頸被突破。

　　現(xiàn)場(chǎng)預(yù)裝完成后的向家壩導(dǎo)水機(jī)構(gòu)高7.8米，外徑尺寸近13米，總重達(dá)970余噸，遠(yuǎn)高于三峽機(jī)組導(dǎo)水機(jī)構(gòu)736噸的總重。

　　向家壩整機(jī)更令人嘆為觀止。整個(gè)水輪發(fā)電機(jī)組的總重量達(dá)到7000噸，上下高度近50米，相當(dāng)于一座10多層大樓的高度。如此巨大的設(shè)備不停運(yùn)轉(zhuǎn)，而機(jī)組的震動(dòng)、擺度值均小于1毫米，確實(shí)讓人驚嘆。能夠做到這一點(diǎn)，完全得益于哈電機(jī)的精品制造。