哈電機：逐浪三峽 完勝右岸
http://www.zouyunfu.com “哈電機在三峽機組制造的一個重大技術突破是線圈的風冷技術，這一技術至少國外３年～５年，可以說獨步。”
———中國三峽總公司副總經理楊清“２３號機組充分體現了由中國制造向中國創造轉變所取得的輝煌成果，實現了國產化大型水電機組和國際水平的接軌。”
———長江電力總經理張誠“哈電機為實現中國大型水電設備制造國產化，始終都要堅持自主創新，把掌握核心技術作為企業追求目標，敢于攀登水電之巔！”
———哈爾濱電機廠有限責任公司董事長兼總經理 吳偉章
１０月９日１６時，三峽右岸電站廠房里，經過一個簡樸而熱烈的交接儀式，由哈爾濱電機廠有限責任公司自主創新研制的，目前上容量大、直徑大、技術先進的２３號７０萬千瓦大型全空冷水輪發電機組，正式移交三峽電廠運行管理。
至此，哈爾濱電機廠有限責任公司（以下簡稱哈電機）在三峽左岸聯合制造的８臺７０萬千瓦水電機組和在右岸自主研發的４臺７０萬千瓦全空冷水輪發電機組全部投入運行。逐浪三峽的哈電機，以３０年磨礪追平與先進水平的百年差距，后完勝于三峽右岸，宣示著一個擁有自主知識產權的民族獨立制造商，站在了水電之巔。
“螞蟻啃骨頭” 成就中國“智造”
三峽工程的建設規模和技術難度，決定了它面臨的是一系列前所未有的級難題。很多技術問題，在全球水電建設史上沒有現成的參考答案和可以執行的標準，只有依靠自己的科學探索和自主創新來解決。
作為全國重要的發電設備制造商，哈電機就是在此背景下，肩負著在水電科技領域鼎新革故的歷史使命，參與到了三峽工程建設中。
有人風趣地說：“全球機電制造行業有１／３的從業人員在從事與三峽工程機電設備制造相關的工作。而哈電機參與三峽建設，一開始就充滿了興奮和激越。”
在三峽左岸電站招標采購前，全投運的７０萬千瓦大型機組只有２１臺。當時，中國一無裝機，二無技術，三無制造大機組的能力。國家決定采取引進吸收的戰略之后，哈電機和法國阿爾斯通等中標聯合承制８臺機組。按照轉讓協議，哈電機共接受阿爾斯通設計軟件４０多個，涉及三峽機組設計制造的各關鍵技術。
“磨了５０年的劍，等的就是這一天。”身為清華大學水力學及河流動力學博士的哈電機董事長吳偉章有著強烈的技術情結，在描述自己當時的心情時說：“以前沒有核心技術只能給別人打工，為了資質，為了學技術，有些項目要把大半利潤拱手相讓。”
從１９９８年起，哈電機的科研、設計、工藝人員開始陸續派往國外接受訓，哈電機全國人大代表、工程師王波就是其中之一。
２０００年２月，王波和同事在挪威接受了為期兩個月的水輪機葉片加工工藝技術培訓。回國后，她不畏困難，大膽創新，主持設計程序，加工出的水輪機葉片大誤差不過兩毫米，而國外同行業標準允許的誤差是３至４毫米。當法國專家來哈電機驗收時，看到葉片如此小的誤差，驚嘆不已，后對某些產品實行了免檢。
一位外國技術專家曾對哈電機的能力表示出質疑，說：“我們的技術也在不斷進步，等到下一輪就會拿出更新的東西，你們還會落在后面。”
正是意識到這種危機，為了避免出現“引進—吸收—再引進”的怪圈，哈電機抓住這次難得的進修機會，發揚“螞蟻啃骨頭”精神，研發、設計、生產相關部門，似一塊巨大的海綿，拼命學習吸收先進技術。
三峽左岸招標時，哈電機還是與法國阿爾斯通公司、挪威ＫＥＮ公司一起承擔制造合同的“打工仔”，到右岸招標時，哈電機變成了獨立承擔４臺整機制造合同的“承包商”，哈電機人自主研發的消除高部分負荷壓力脈動技術，在國際上運用于大型水輪發電機的全空氣冷卻技術，幫助他們完成了角色的轉變。
“螞蟻啃骨頭”看似不可能完成的任務，在哈電機人身上實現了。如今，憑著這種執著進取精神完成的，代表著中國“智造”魅力的模型轉輪試驗成功、模型試驗裝置加工成功、空冷機組制造、蒸發冷卻技術自主研發并成功運用等一連串的技術創新成果，終于圓了哈電機人半個世紀的民族報國夢想。
引進消化 師生間的較量
當初，哈電機開始派員走出國門取經學習的時候，他們謙虛地把自己比作“小學生”；當這些“小學生”經過艱苦努力，掌握了好的“技術要領”的時候，為了證明自己，他們就要和自己的老師同臺競技。
“師傅領進門，修行在個人。”引進技術不能解決所有的問題，同時引進的技術，若不創新、不應用、不發展，也會迅速被拋棄。
按照工期進度安排，三峽右岸將建１２臺單機容量為７０萬千瓦的機組，同樣要采用國際招標形式。但是，這一次三峽總公司提出，競標企業要把模型統一拿到第三方試驗平臺上進行測試。除了參與三峽左岸的幾個國外制造商以外，哈電機這個剛剛“出徒”的中國企業也參與進來。
哈電機的一位科技人員說：“他們原來是向我們轉讓技術的，現在卻要一同參與競爭。就像學生和老師要用同一張試卷考試，如果我們成績太差，今后在大水電水力設計方面，我們就只能甘當小學生。”
經過嚴格評議，后三峽右岸共有哈電機、東電、阿爾斯通三家制造商參與投標。按照要求，這３家必須于２００３年１０月１８日１４時前，將各自為三峽右岸開發的模型試驗裝置及模型轉輪運到中國水利水電科學研究院的試驗臺，在此進行對比試驗以獲得水輪機的能量、空化、穩定性試驗結果。通過對試驗結果的分析比較，來評價各家制造商技術的先進優劣。
同臺對比試驗對于哈電機來說是次，何況是和自己的“授業老師”一起比試。而三家在同一座試驗臺上試驗，則是一次完全要憑實力見證的國際競爭。“這是對三峽左岸技術引進成果的一次檢驗，也是對中國水電制造企業綜合開發技術的一次檢閱。”當年參與競標的一位技術人員說。
經過極其苛刻和過程激烈的競爭，終哈電機順利通過了試驗，而且在某些技術指標上，哈電機的技術比左岸全部引進的機組性能還有所提高。“當時情況下，就證明了一點，國內制造的產品，像是國外制造的；國外制造的，反而像是互換了角色。”
三峽右岸招標，給中國企業這個曾經的“小學生”提供了一個師生同臺競技的機會，哈電機———實力證明了自己“學業有成”。
卓越性能 小硬幣檢驗大機組
８月２２日１７時，代表著國內水輪空冷發電設備制造高水平的，三峽右岸２３號機組順利通過大負荷連續７２小時試運行，并不停機投入商業運行。
試運行結果顯示：機組運行穩定，各部位溫度、振動擺度、流量正常，其中推力瓦溫差僅為１．５攝氏度，為所有三峽投產機組小。哈電機實現了當初承諾的“一臺比一臺好”的目標，被專家譽為三峽電站的品牌機組。
一個經典試驗能說明機組卓越的性能。在２３號機組運行現場，將一枚一元硬幣立在發電機組蓋板上，無論是機組滿負荷運行，還是機組甩負荷旋轉加速時，硬幣都站立不倒。
三峽機組是上容量、尺寸大的水輪發電機組，一枚小小硬幣能在這個相當于１０層樓高，重達５５００噸的巨無霸機組身上“穩穩站立”，充分表明２３號機組轉輪的水力穩定性和制造精度技高一籌，這令在場的專家、來賓驚嘆不已。
能夠做到這一點，主要得益于轉輪的水力穩定性和制造精度。在三峽工程以前，我國十幾個大電站引進的國外水輪發電機組，大部分在運行時，水輪機都出現振動，嚴重的導致轉輪產生裂紋而被迫停機，給電站帶來了巨大的損失。
三峽左岸引進的國外轉輪在運行范圍內，也存在振動帶，不能滿足合同的要求。當哈電機大電機研究所副所長覃大清發現這一問題，與左岸技術提供方的外國專家探討時，卻得到這樣的回答：“這已經是上好的水平了，誰也無能為力，是無法克服的。”
但這一問題已被寫進右岸招標書中，誰能解決就可優先中標。為這一性行業難題，哈電機水輪機研發人員在５年間，“在失敗和再失敗中間堅韌扛著”，先后制定２０多個方案，進行了１００多次試驗，終于研發出了具有自主知識產權的“混流式Ｌ型葉片轉輪”，使原先設想抖動減到小的壓力脈動現象，終完全消除，創造了水輪發電技術上的科學奇跡，成為了三峽工程中穩定性好的機組。
在三峽右岸的國際招標中，雖然沒有了國家的“特殊照顧”，但此時，羽翼漸豐的哈電機人已經不再是被外人輕視的“學生”，為挺起民族產業的脊梁，哈爾濱電機廠有限責任公司董事長吳偉章果斷決策：獨立投標。
終，憑借著自己擁有的的，具有獨立知識產權的水輪機轉輪等多項技術成果，哈電機一舉奪得三峽右岸４臺７０萬千瓦水輪發電機組的設計、制造合同。與此同時，構皮灘、拉西瓦、小灣等設計制造合同紛至沓來，哈電機人肩負的責任越來越重大。
空冷機組 從禁區到國內獨霸
過去，國內外大型水輪發電機普遍采用水冷技術，即用水流來降低發電機體溫度，而空氣冷卻技術與水冷技術相比具備經濟實惠、維護方便且安全性能較好等諸多優點。但由于技術復雜，在７０萬千瓦的大型水輪發電機上采用全空冷技術一直是一個禁區。
哈電人義無反顧地走進了禁區。在２００３年的三峽右岸招標時，哈電機勇敢的提出了使用全空冷技術方案，終得到一致認可，因此成功中標。在三峽右岸大型水輪發電機上使用全空冷技術是一次創新，也是哈電機自主創新占據市場的“秘籍”。
業內人士擔憂，７０萬千瓦機組全空冷技術的重大突破在于線圈的風冷技術，線圈是水輪發電機的心臟部分，體型巨大，高３．５米的線圈一般是上部溫度高，下部溫度低，能散熱的溫度就低，不能散熱的、窩風的地方溫度就高，要想做到全部溫度均勻非常困難。
為此，哈電人開始在其他地方５個電站的項目施工前，同比縮小做過６個巨型模型，進行過７次試驗，終制造出來的產品，不僅線圈保證均勻散熱，而且使所有線圈中“溫差”不過三峽總公司新規定的高于先進水平５攝氏度標準———溫差不能過３攝氏度，每一根線圈溫差上下不均勻的地方不過２攝氏度，可謂再一次成功挑戰了性難題。
而應用哈電機自主研發的風向流量分布等先進技術，２３號品牌機組所有線圈溫差僅為１．５攝氏度。除此之外，２３號機組對機組振動擺度的處理，也越了三峽公司規定的標準，５０多米高的主軸“擺度”僅為兩根半頭發絲間距。“這種精準無誤的控制技術，在國際上也是非常了不起的。”長江電力股份有限公司總經理張誠說。
據三峽總公司相關人士評價，哈電機掌握的這項大型水輪發電機全空冷技術，至少國外３年～５年，因此，哈電機的這項技術已經是獨步。
繼三峽工程之后，哈電機人沒有停止腳步。貴州的構皮灘電站是哈電機人面臨的新挑戰。該電站水位落差達１８０米，比三峽水位落差還高，對發電效率提出了更高的要求，然而哈電機人成功保持了自己獨霸業界的優勢。機組效率步步提升：三峽左岸模型轉輪效率為９４．５％，右岸為９４．６３％，貴州構皮灘效率達到了９５．２７％。
電機公司副總工程師劉平安興奮地說：“這項新技術的成熟，是哈電機幾十年科研成果的綜合反映和巨大回報，是哈電機在學習國外先進技術的基礎上，進行技術創新、擁有自主知識產權、獨立設計制造的成果，是空冷技術的重大突破，其創新成果的成功運用，將穩步推進我國百萬千瓦發電機冷卻技術研究和發展。”
短短數年，從引進—消化—吸收先進技術到堅持走自主創新道路，哈電機就消滅了之前和國外先進企業之間２０年以上的技術差距，為自己贏得了廣闊的市場空間。有專家稱，哈電機不僅在三峽工程中成為大贏家，而且，也成為全國水電市場上的大贏家。
百萬千瓦再次突進水電技術“無人區”
機會總是屬于有準備的人。突破百萬千瓦水電機組技術這一迄今為止仍屬水電“無人區”的重大命題，是哈電機人在“危機就是生機”意識的驅使下，早在數年前就自覺壓在肩上的嚴峻挑戰。
百萬千瓦水輪發電機組，是目前國內外電機制造骨干企業進軍的目標。通過該項目的研制，將促進我國水力發電設備科研開發、技術創新和產業化基地的建設，將使我國由水電大國邁向水電強國，進一步提高自主創新能力。
日前，針對百萬千瓦機組電機公司正在開發相應水頭段率為９４．５％以上加權平均效率高、穩定性好的模型轉輪時；百萬水輪發電機冷卻技術研究，在三峽右岸的基礎上，理論計算和模型試驗相結合，開展了全空氣冷卻、蒸發冷卻及定子水冷轉子空冷等冷卻方式研究。
在緣材料和緣結構的研究上，采用熱模壓成型工藝和探索采用ＶＰＩ工藝，制造真機線棒通過性能測試，開發出２４／２６千伏緣系統。在哈爾濱大電機研究所試驗臺上將完成水輪機轉輪模型試驗、推力軸承試驗等各項試驗，并完成真機線棒的試制和通風模型的制造和試驗。
多年來，哈電機已與清華大學、中國農業大學、華中科技大學、哈爾濱工業大學、哈爾濱理工大學、哈爾濱焊接研究所、沈陽鑄造研究所等建立了合作關系，并取得一系列科技成果，有的還簽署了長期合作的框架協議。
數載春秋，冬去春來。從水冷到空冷，從７０萬到百萬，哈電機人創造自我的腳步越來越快，完勝三峽右岸電站并非目標，他們的眼光已經投向未來。目前，應用哈電機自主研發的７０萬千瓦大型空冷機組電站，除三峽右岸４臺投入運行外，龍灘３臺機組也運行良好。為溪洛渡和向家壩制造的７７萬千瓦和８０萬千瓦機組正在緊張生產制造之中。
截至目前，哈電機已簽約云南、四川等全國１８個電站６０萬千瓦以上大型空冷機組５０多臺，１１０億元的合同，相當于再造兩個新三峽。
如今，哈電機趕的品牌效應，使其所有水火電產品旺銷國際市場。據哈電機董事長兼總經理吳偉章介紹，近年來，哈電機產品已經出口３０多個國家和地區。而根據預測，在２０２０年后，全國大型全空冷水電機組市場上，后續裝機容量將再增１００多臺，市場潛力達５００多億元。“到那時，掌握核心制造技術的哈電機，才會迎來產業報國的時刻。”
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