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中国工程院院士梁维燕:我对白鹤滩百万千瓦机组充满信心

  “我非常高兴能接受中国三峡集团的记者采访。听说你们要来,我提前做好了准备。欢迎你们来!”

  从哈尔滨香坊区中山路闹市一侧,走进中国工程院院士梁维燕家中,又听到梁老那声如洪钟的自我介绍。这熟悉的声音,记者曾经在三峡工地聆听多次。

  “白鹤滩工程要上马了,我非常高兴!”一进门,梁老就像一位亲切的长者,一把拉住记者,走到客厅靠窗的书柜前,在桌子边上坐下来。

  梁老家中,简洁而传统。墙上的挂历,翻开的7月份那一页,正好印有梁院士的肖像和介绍。

  7月20日,记者赴哈尔滨采访了我国著名发电工程与设备专家、中国工程院院士梁维燕。

  百万机组,始于三峡

  作为我国发电工程与设备专家,梁维燕院士的水电人生一直伴随着我国水电从几百千瓦机组到几十万千瓦机组、再到百万千瓦机组制造不断实现突破的伟大进程。

  在三峡工程建设中,我国水电重大装备用7年时间实现了30年的跨越式发展,实现了我国70万千瓦级水轮发电机组从无到有,从“中国制造”到“中国创造”的重大转变。经过金沙江溪洛渡、向家坝水电站的建设,机组单机容量又成功提高到80万千瓦级,我国水电机组的设计制造能力得到进一步提升,马上又将迎来白鹤滩水电站100万千瓦机组。

  梁维燕院士对中国水电机组制造发展历史娓娓道来,从新中国制造第一台800千瓦的下硐水电站立式水轮发电机组,一直讲到世界最大单机容量100万千瓦的白鹤滩空冷发电机组。中国水电制造业60年发展历程,在他的讲述中一幕幕呈现眼前:

  “从1984年三峡工程重新论证选定75米水头开始,后来参加三峡电站70万千瓦级水轮发电机组制造,再后来参加金沙江溪洛渡、向家坝水电站水轮发电机组制造,一直到现在白鹤滩100万千瓦机组制造,我跟三峡结缘已有33年。”梁维燕院士总是给人一种“硬汉”形象,讲述至此,情感深处流露出对三峡的迷恋。这位“相信中国人一定能制造世界一流水电机组”的资深院士,谈起三峡机组,却处处充满深情。

  接着话题,梁维燕院士讲述了与白鹤滩水轮发电机组研究工作结缘的漫长历程——

  1992年4月,全国人大会议通过三峡工程的决议,确定设计水头75米安装单机70万千瓦机组,中央确定左岸电站14台机组以外方为主,卖方信贷,转让技术,合作制造,完全达到外方技术标准,满足安装进度要求。右岸电站12台机组中有8台和地下电站4台70万千瓦机组由国内自主设计制造。

  从二十世纪90年代起,哈尔滨电机厂开启“三峡时代”。作为我国水电制造伟大成就的见证者,梁维燕院士是哈电技术总负责人,他的功劳十分卓著。

  “在三峡右岸电站和地下电站机组中,哈尔滨电机厂设计制造的6台70万千瓦水轮发电机是在突破国际上认为大于60万千瓦水轮发电机应当采用定子水冷的技术,实现世界首创的采用定转子全空冷技术,受到广泛欢迎,随后建设运行的溪洛渡水电站单机77万千瓦、向家坝水电站单机80万千瓦机组等都是采用世界首创的定转子全空冷水轮发电机,运行良好。经过计算与模型实验,白鹤滩水电站100万千瓦水轮发电机采用全空冷技术完全是可行的”梁维燕院士自豪地说,“白鹤滩水电站是世界第二大水电站,但白鹤滩水电站即将安装的却是世界上最大的水轮发电机组。”

  提前研究,积累经验

  如何理解和解读白鹤滩水电站安装百万千万机组是必要的、可行的和极具挑战性的?三峡工程建设使中国水电从跟跑者到引领者,又如何看待这一历史变化?

  1988年,梁维燕调入哈尔滨电气集团公司,兼任水力发电设备国家重点实验室主任,工作上与三峡工程和中国三峡集团联系更加紧密了。其后,科技部把白鹤滩百万千瓦机组列入重大研究课题。围绕白鹤滩百万千瓦机组国家支撑计划项目课题,哈电集团与三峡集团合作很好,联合国内知名研究院、所、高等院校和企业,组成7个攻关团队,将产、学、研、用相结合,在三峡集团大力支持下,课题研究项目进展十分顺利,获得了一大批新理论、新技术、新测试分析方法及发明专利。2007年,哈尔滨电机厂有限责任公司(以下简称“哈电机”)向国家科技部提交了“1000兆瓦水力发电机组研究”项目可行性研究报告,经国家组织验收认为,白鹤滩百万千瓦机组课题研究成果达到国际领先水平。同年,受中国水电水利规划设计总院委托,哈电机还承接了《1000兆瓦级水电机组制造可行性分析》专题研究,并提出《1000兆瓦级水电机组的制造可行性分析专题研究报告》。

  在项目执行期间,哈电机得到了三峡集团大力支持,三峡集团根据白鹤滩、乌东德工程实际特点,先后委托哈电机开展了6个关于100万千瓦水轮发电机组专项技术的研究,使哈电机的研究开发工作更具针对性,更接近工程实际。2008年,哈电机承接了向家坝左岸4台套80万千瓦和溪洛渡6台套77万千瓦全空冷水轮发电机组研制合同,其中,向家坝机组为当今世界已运行单机容量最大的机组,也是国内首个80万千瓦等级的机组。哈电机在机组研制期间,采用了“白鹤滩百万千瓦水电机组”的多项研究成果,使未来“百万千瓦水电机组”研究得到进一步工程验证。2011年3月,白鹤滩水电机组局部通风及温升试验顺利完成,验证了百万机组采用全空冷方式是完全可行的。专家认为,哈电机已经完全掌握了一套独有的全空冷技术。

  梁维燕院士回顾说:“当时,我们把百万千瓦水轮机水力设计及稳定性研究,水轮机参数选择及机组结构优化、新材料、新工艺技术研究等全部放在这个试验平台上完成了。之前国际上得出的结论认为,大于60万千瓦的水轮发电机定子必须是水冷,我们研究中得出的结论是可以做成空冷的。三峡右岸电站单机70万千瓦机组、溪洛渡水电站单机78万千瓦、向家坝水电站单机80万千瓦机组都是全空冷,这些都是之前白鹤滩水电站课题研究成果的成功应用,这是一个很大突破。三峡右岸电站机组、溪洛渡电站机组、向家坝电站机组现在都运行良好,积累了很多运行经验,所以白鹤滩电站机组是完全可以放心的。”

  百万机组,引领世界

  早在十几年前,梁维燕院士就提出,三峡水电机组是我国引进、消化、吸收、再创新的范例。三峡机组运行状况良好,证明我国参与合作制造的70万千瓦巨型机组达到技术标准。但是国际上制造水电设备的主要知名企业,都在中国建立了水电设备合资企业,未来竞争十分激烈,中国企业只有不断自主开发才能在市场竞争中发展。

  三峡集团建设百万千瓦机组,中国引领世界水电发展。“百万千瓦机组”不仅是充分发挥白鹤滩水电站效益的现实需要,也将进一步提升中国水电机组及配套装备的设计制造能力,“百万千瓦机组”推动重大装备国产化达到新高度,有利于打造中国制造升级版。

  因此,哈电机从100万千瓦水轮发电机组的安全高效运行角度出发,重点针对巨型机组稳定性、水力开发、电磁、结构、绝缘技术、疲劳破坏和过渡过程、通风冷却试验及测试方法等方面进行科研攻关,取得了丰硕成果,推动着我国巨型水轮发电机组制造技术不断走向成熟。“百万千瓦机组”夯实了中国水电技术的引领地位,对中国水电“走出去”乃至打造中国制造升级版又有哪些作用?

  “通过白鹤滩水电站开发建设,尤其是百万千瓦机组制造,可以让全世界制造业看到中国完全有能力制造百万千瓦水电机组。”梁维燕院士感慨地说。

  “在水电装备制造业方面,‘以国内为主’的概念任何时候都不能变。1978年改革开放以后,很多国外企业找上门来,要跟哈电合资。哈电明确提出:合作可以,合资不行。哈电坚持走自主发展的路子,几十年的实践证明,这条路子走对了!”他再三叮嘱哈电人。

  “百万千瓦机组”是全球水电制造业面临的一次巨大挑战,如何才能确保百万千瓦机组制造质量?梁维燕院士对白鹤滩水电站机组技术充满信心。

  早在2007年,哈电机就完成国家支撑计划项目可行性研究项目,向国家科技部提交了“24千伏/26千伏级线棒绝缘材料、结构、制造工艺及装备”研究成果。通过三峡右岸电站70万千瓦机组、溪洛渡电站78万千瓦机组、向家坝电站80万千瓦机组制造,已经为白鹤滩电站机组制造创造了很好的条件。

  梁维燕院士说:“我对白鹤滩水电站百万千瓦机组制造绝对有信心!唯一的建议就是,要进一步提高定子绝缘材料的耐热等级,把使命寿命再延长一些。”

  他介绍说,在三峡机组制造过程中,已经成功实现了引进、消化、吸收、再创新的技术路线。在转轮制造方面,从三峡机组开始就有了很大提高,哈电机已经完全掌握了转轮模型试验技术,并且在三峡机组转轮铸造中使用了精炼不锈钢材料、数控加工、按设计规定区域运行,在国内外转轮制造史上首先实现“没有裂纹”,一系列成熟的技术成果可以应用到白鹤滩电站机组制造中去。

  梁维燕院士寄语承担白鹤滩机组制造任务的企业负责人:“白鹤滩水电站机组制造过程中,要特别重视加强管理,尤其材料的管理十分复杂。加强企业管理,提高制造产品质量,这是永远不能放松的话题。产品质量要靠每一位员工去实现,是全员行动,这方面的工作更要加强。”

  由于身体原因,梁维燕院士不能亲自去白鹤滩工地考察,但他对工程建设念念不忘。他嘱咐记者:“我希望白鹤滩工程建设现场有更多的信息能传递给我。你们可以从邮箱发给我。”

  (本文原载于《中国三峡工程报》于2017年8月3日出版的白鹤滩水电站主体工程全面建设特刊)

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