打造国际水电装备行业领军品牌:记哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司

　　10月24日，对于我国水电装备制造行业来说，具有里程碑式的意义。由哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司(以下简称哈电机)制造的———我国自主研发、设计制造、世界单机容量最大的首台向家坝800兆瓦级水轮发电机组并网发电，使我国水轮发电机制造水平由700兆瓦级跃升至800兆瓦级。标志着哈电机这个国有商标已经成为国际电力装备制造行业的领军品牌。

　　深秋，源源不断的金沙江水奔腾着冲过向家坝电站。看似平静的向家坝水电站，正在用它那颗世界上最强劲的"心脏"持续地转化着不竭的动力，把蕴含着光明和能量的清洁能源送到祖国最需要的地方。向家坝电站的这颗"动力之心"，是哈电机人历经10余年拼搏、创造之后，再一次献给祖国和人民的盛礼。

　　据专家介绍，向家坝"动力之心"是额定单机容量为812兆瓦的水轮发电机组，是目前世界上单机容量最大的水轮发电机组。该机组由哈电机自主研发、设计制造，机组运行稳定、操控可靠、状态良好，多项指标超过合同标准，制造技术达到世界领先水平。

　　领衔中国创造

　　对于身处向家坝电站现场的中国长江三峡集团公司、向家坝机组制造安装及监理单位的专家来说，10月24日是不平凡的一天，他们亲历了国产首台世界最大机组投产运行的历史时刻，见证了国产巨型机组的优异性能。在试运行的72小时中，检测结果显示，机组的功率、转速等主要参数指标完全符合合同要求，各关键部位的震动、摆度等指标均高于标准要求。其中，上导轴承和水导轴承和下导轴承的摆度峰值仅相当于业内对精品机组要求峰值的50%;最关键的布置在直径4.4米平面圆周上的24件推力轴承瓦最高工作温度差仅为1.7摄氏度，远低于业内对精品机组瓦温最高温差3摄氏度的要求。向家坝机组在试运行中的优秀表现，实现了哈电机"确保溪洛渡和向家坝机组台台创精品"目标，创造了我国自主研发、设计制造水轮发电机组的最高纪录。

　　实际上，这已经是哈电机在2013年第二次刷新我国电力装备制造行业的最高纪录。

　　今年7月27日，该公司刚刚创造了我国自主研发、设计制造水轮发电机组的最高纪录，为三峡公司制造的单机容量700兆瓦级水轮发电机组，被作为溪洛渡首批、左岸首台机组投产发电，机组质量创国内最好，制造技术达到世界先进水平。仅仅相隔两个多月，哈电机为向家坝电站制造的单机容量800兆瓦级机组又成功发电，再次刷新了历史纪录，这台"中国创造"的产品硬生生地使水轮发电机组的单机容量一下子提升了一个大等级，一时间，哈电机再次成为国内外行业关注的焦点。

　　领先世界技术

　　作为世界单机容量最大的机组，向家坝机组代表着世界水电机组制造的最高水平。对于研发向家坝机组的哈电机而言，这不仅是一个任务，更是一种使命，一种中国水电事业创新发展的使命。

　　向家坝机组的许多指标比世界瞩目的三峡机组还要高。与三峡机组相比较，单机容量从700兆瓦级变成了800兆瓦级，最优效率从94.63%上升到了94.65%，机组的稳定性、空化性能等指标均有所提高。

　　为了使祖国水电事业迈上更高的水平，哈电机在向家坝项目竞标前就坚定了信念，不仅要击败国内外竞争对手，拿下向家坝项目合同，而且还要将向家坝机组打造成精品工程。为此，哈电机专门设立了向家坝电站研究课题，组织了大量优秀科技人员，应用具有国际领先水平的高水头水力机械试验台设备，针对世界最大的向家坝水轮发电机组自主设计和制造，展开了科技攻关。

　　科研攻关中，科研团队应用先进的设计理论对水轮机内部流动进行了分析，针对水流在局部空间和时间内都存在混沌不确定性的特点，准确地找出了水流在水轮机内流动的规律，采用了环量控制的方法，实现了对机组水流流动的宏观控制。在进一步的研究中，把环量控制和空化设计方法引入科研设计优化之中，成功消除了压力脉动的周期性叠加和反馈放大问题，保证了机组运行的稳定性。

　　"我们所研发模型转轮的水力性能达到了世界领先水平。"时任哈电机向家坝科研课题负责人的覃大清自豪地说。

　　为攻克科研难题，覃大清带领科研团队先后制定了几十套方案，经对比和验证，陆续优化并制作了6个模型转轮;经历了近两年的试验筛选，逐步提高了模型转轮的各项性能指标。攻关团队的心血没有白费，在解决了向家坝机组一系列世界级的科研难题后，机组模型转轮试验的最优效率最终达到了94.95%，远高于向家坝项目94.65%的招标要求，超越了国内外的强劲对手。

　　在课题评审会上，行业专家对哈电机向家坝机组科研课题的成果做出评价："具有优秀的水力稳定性能、高效的效率水平、优异的空化性能，无高部分负荷压力脉动，解决了世界性的难题。"

　　在与国内同行及国外大公司的同台对比中，哈电机凭借卓越的科研成果、合理的方法和科学的方案，获得了三峡集团公司的认可，如愿以偿地肩负起了我国自主设计制造向家坝800兆瓦级水电机组的光荣使命。

　　破解世界难题

　　向家坝机组刚刚进入设计阶段时，在三峡机组上出现的一个问题引起了业主和哈电机的关注。在三峡左岸一台由国外公司设计、制造的机组运行中，"误同期"并网时出现问题，使支路电流瞬间升高，导致汇流环被蹦开，并引起了严重短路。这件事情发生后，"误同期"并网对于机组的损害，在世界范围内，第一次被列入了主机设备制造需要考虑的问题。在巨型机组上，"误同期"并网瞬间产生的电磁转矩，与一直以来标准所要求耐受的短路转矩相差很大。所以，使机组"误同期"并网不产生损害，对于主机设备制造厂来说，是一个巨大的挑战。三峡公司希望哈电机在向家坝机组设计上解决这个国外同行未能解决的问题。

　　哈电机在接到三峡公司安排的任务后，时任向家坝项目主任设计师的夏佑安带领团队成员立刻投入到结构研究中。"误同期"的电流可以很快计算出来，但是它作用在机组上，不同位置的力都不相同，而最大力的位置又不一定能对机组产生最严重的危害。

　　连续半个月，夏佑安和他的助手，反复设计研究，最终研究创新了一套有效提高效率的方法，高效地完成了"误同期"并网时的汇流铜环受力计算，满足了机组误同期工况的要求。

　　据夏佑安介绍，如此全面、深入地研究汇流铜环受力及结构强度课题，在国内外都是首次，它不仅解决了发电机在工程设计过程中的实际问题，也为哈电机在今后的大型电站更规范地进行计算、设计奠定了基础。

　　打造行业精品

　　向家坝虽然是我国第三大水电站，但单机容量却是世界最大，如何完成制造并将其打造成精品?无论三峡的经验多么成功，都会有更多未知的挑战等着哈电机人去超越。

　　作为世界上单机容量最大的水轮发电机组，向家坝机组的主要部件几乎都具有体积大、吨位重的特点。就拿导水机构顶盖来说，这一个工件的重量就达到340余吨、直径近13米，翻身、起吊和加工都难度巨大;其中，拼焊顶盖用的钢板最大厚度达230毫米，要焊接完顶盖，光焊丝就需要近20吨，也就是说，即使一个焊工一刻不停地焊，也需要330多天才能焊完。何况，其间还要遵守固定的工艺流程、满足苛刻的技术要求、符合严格的检查标准。打造向家坝精品机组的难度由此可见一斑。

　　2012年3月22日，经过业主联合检查组专家的全面检查，确认向家坝导水机构各测量尺寸全部满足图纸要求，开关试验、密封性能良好，模拟工作状态试验完全符合合同要求———世界单机容量最大机组的导水机构在哈电机自主设计制造成功。这标志着机组的主要制造瓶颈被突破。

　　现场预装完成后的向家坝导水机构高7.8米，外径尺寸近13米，总重达970余吨，远高于三峡机组导水机构736吨的总重。

　　向家坝整机更令人叹为观止。整个水轮发电机组的总重量达到7000吨，上下高度近50米，相当于一座10多层大楼的高度。如此巨大的设备不停运转，而机组的震动、摆度值均小于1毫米，确实让人惊叹。能够做到这一点，完全得益于哈电机的精品制造。