2024年12月30日,正值我国开启崭新辉煌篇章之际,这一特殊日子被历史铭记。当日,哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司成功研制出全球最大单机容量及尺寸的冲击式水轮机转轮。此成就标志着我国水电制造领域迈入新纪元,凸显了我国在水头高、容量大冲击式水电机组研发方面的世界领先地位。
技术突破的巨大意义
该成果对中国水电领域产生了重大影响。扎拉水电站,作为藏东南清洁能源综合基地的核心电站,其作用至关重要。转轮焊接制造技术的突破,是国家“藏电外送”战略得以顺利实施的重要推动力。我国冲击式水轮机的效率从91%提升到92.6%,发电效率明显提高,能源损耗显著降低。此成就亦将增强中国水电设备在国际市场的竞争力,使我国水电装备制造业在国际舞台上拥有更强大的发言权。
我国研发的转轮技术为能源结构优化提供了新路径。目前,我国对清洁能源的需求不断上升。在此背景下,高水头、大容量冲击式水电机组的关键技术取得突破。这预示着水电在我国能源结构中的比重可能显著提升,对促进绿色发展的作用将十分突出。
转轮在电站中的关键角色
扎拉水电站的核心设备是转轮,其功能等同于水轮发电机组的“心脏”。该部件承担着至关重要的角色。因此,扎拉水电站被认定为我国能源局能源领域的首个重要技术装备项目。转轮能够为发电机提供500兆瓦的额定功率。就像汽车发动机提供动力一样,转轮同样为发电机组提供了强大的驱动力。一旦转轮出现故障,整个发电机组将难以正常运转。
电站的稳定运行对转轮的顺畅运行和品质维护极为关键。在众多困难中,扎拉水电站等大型工程的建设尤其艰难。若转轮发生故障,维修过程将包含众多复杂环节,成本高昂,涉及人力、物力和财力等多个方面。
项目的战略地位
扎拉水电站的战略价值显著。它是国内唯一能够实施“500兆瓦级高水头冲击式机组研制及应用示范”的工程。在观察国内水电行业的发展过程中,其作用宛如种子,具备推动技术革新和人才培养的潜力。在国际能源竞争日益加剧的背景下,扎拉水电站的技术成果使我国在全球能源领域取得了领先地位。
该计划旨在促进西南地区加速构建清洁能源基地,此举有助于该区域经济和电力供应的扩展。稳定的电力供应和资源丰富,为西南地区众多企业提供了扩大生产规模的条件。
转轮制造面临的挑战
从生产层面来看,该转轮的制造工序遭遇重大挑战。其轮毂锻件的直径达到4.7米,厚度为1米,这一规格堪称马氏体不锈钢锻件中的最大。仅材料准备环节就充满挑战。此外,在材质、形状、尺寸等多重因素的共同作用下,扎拉冲击式转轮的焊接制造标准极高,其难度难以估量。在整个制造过程中,风险和不确定性因素不断涌现。
各环节的操作要求谨慎细致。以焊接环节为例,其难度之大,堪比在钢丝上行走。若稍有差错,转轮整体可能遭遇严重质量问题。考虑到团队过往经验不足,他们需从头开始,逐步深入探索。
哈电电机的努力与成就
哈电电机在转轮制造方面取得了显著成就。为攻克扎拉500兆瓦冲击式转轮焊接的难题,他们开展了全面实验。在技术攻关过程中,他们运用数字仿真技术,对大型水斗模锻技术进行了深入探究。最终,他们成功建立了性能卓越且效率高的锻焊制造工艺流程。
通过三维检测模拟计算辅助的装配焊接技术,经过深入的研究分析,确定了最合适的焊接参数。成功实现了整体锻造轮毂与水斗的焊接连接。这一成果显著提升了转轮的冲击韧性及耐疲劳性能。同时,中国在解决多项制造技术难题上实现了突破,其中包括超大超厚低碳马氏体不锈钢强韧锻件的焊接技术。
对中国电力装备的推动
哈电电机成功推出了新型转轮,这一成就对中国电力设备行业产生了重要影响。该技术已达到国际领先地位,预计未来将出口至更多致力于水电开发的国家。此外,这一成功案例也为其他能源设备的生产提供了宝贵的借鉴。
哈电电机作为中国电力装备制造业的领先企业,为同行业树立了典范。其他公司可借鉴其研发理念及面对挑战的勇气。此举预计将点燃中国电力装备制造业的竞争火花,推动行业创新。面向未来,我国水电装备领域有望在哪些技术领域实现创新突破?