yl6809永利集团电机公司再登世界水电设备造作技术巅峰自主设计的首台世界最大的向家坝导水机结构作成功
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颁布功夫：2012-03-27
编者按
向家坝水电站是我国目前第三大水电站 ，装机规模仅次于三峡和溪洛渡。该工程打算在左岸、右岸共装置8台目前世界上单机容量最大的800MW水电机组 ，其中4台由yl6809永利集团哈尔滨电机厂有限责任公司（以下简称“电机公司”）承造 ，另表4台归国表厂商。
业界人士评价 ，中表最优良的两家水电造作企业同台竞技 ，无疑又将是一次世界最高技术水平的巅峰对决。
2012年3月22日 ，我国首台自主设计造作的世界单机容量最大的向家坝800MW混流式机组导水机构 ，在电机公司通过了业主———三峡集团公司专家组的验收 ，各项技术参数均满足设计要求 ，关键指标达到精品要求 ，受到了业主的高度评价。
自2008年以来 ，电机公司不负多望 ，历时4年 ，精心组织造作 ，克服沉沉难题 ，陆续实现了向家坝机组的科延注设计、加工和装配等各项工作 ，成功造作出堪称目前世界上沉量最大、技术要求最严、造作难度最高的导水机构 ，实现了800MW混流式机组导水机构的齐全自主知识产权 ，刷新了我国电力设备造作行业巨型机组自主设计造作的最高纪录。
更令人振奋的是 ，电机公司百万千瓦级水电机组7项关键自主技术 ，已经实现了三峡集团公司组织的技术互换 ，百万千瓦级水电机组国产化渐行渐近。
“从三峡左岸当学生 ，到三峡右岸自主化 ，从溪洛渡再到向家坝 ，历经14年的励志研发和苦心堆集 ，电机公司实现了与国际一流企业的巅峰对决 ，不休推动我国大型水电设备自主研发能力和造作技术全面超过。”———哈尔滨电机厂有限责任公司董事长、总经理邱希亮
自主研发改进机组流路机能
电机公司出产出的巨型混流式水轮发电机组 ，蕴含三峡机组在内已罕见十台之多。2003岁首 ，在三峡右岸机组造作技术国产化的过程中 ，电机公司就起头了对单机容量800MW水电机组的研发尝试。经过一年多的筹备 ，2004年9月2日 ，电机公司组织了800MW机组研发工作第一次论证会 ，确定了800MW机组自主研发及独立造作的可行性。
800MW水轮发电机组运行通路的改进 ，是电机公司多多创新中较早解决的科研难题之一。而水轮机导水机构等部件的结构是决定机组运行通路的关键。
为了保障800MW机组运行通路的水力机能 ，电机公司大电机钻研所水轮机室的科研团队 ，对三峡机组水轮机通路进行了改进。通路的改进设计对象 ，重要为蜗壳、固定导叶、导水机构的 活动导叶等过流部件。为了提高推算精度 ，以及更好地仿照现实运行中机组内通路的状态 ，科研团队在机组通路参数推算中 ，使用了RNGk-ε模型 ，与通常使用的尺度k-ε模型相比 ，RNGk-ε模型对瞬变流和流线弯曲的影响 ，可能做出更好的反映 ，提高推算了局的可参考性。
三峡电站的活动导叶翼型较厚 ，造作不便 ，且成本高 ，因而 ，科研团队对800MW机组的导叶进行了改型设计。选取对有关部件结合推算的步骤 ，进行了周密的推算 ，很好地仿照了导叶区水流活动成效。
通过推算分析比力 ，科研团队在保障活动导叶水力机能的前提下 ，缩短了活动导叶的进水边长度 ，并对导叶叶形进行了减薄处置。同时 ，对固定导叶与活动导叶的相对地位关系进行了屡次推算 ，最终确定出最优匹配关系 ，进一步提高了机组的运行不变性。经过理论推算 ，改进设计后的800MW机组导叶的水力机能达到世界先进水平。
2008年1月和5月份 ，在中国水利水电科学院进行的两次竞标中 ，电机公司的规划从多多国内同业及国表大公司中脱颖而出 ，赢得了三峡集团公司的认可 ，签下了向家坝4台份机组的出产造作合同。
独立设计优化导水机构结构
2011年5月 ，向家坝机组结构调整和设计优化工作实现。
导水机构是由顶盖、底环、导叶、节造环及导水零件组成的 ，设计图纸多达200余张。电机公司科研团队沉新推算了向家坝机组18个导水零部件的刚烈度 ，屡次通过有限元推算推演 ，加强了导水机构主件顶盖的高度 ，增长了顶盖焊接资料的厚度 ，有效保障了导水机构在机组运行中的不变和安全。增长了节造环的自沉 ，解决了导水机构开关时 ，24组导叶臂和衔接板运行分歧步 ，而产生振动的问题。在凭据同类机组现实问题逻辑推理和科学推算数据的支持下 ，向家坝导水机构取缔了与机组座环之间的衔接板结构 ，设法使顶盖直接与座环形成装配关系 ，简化了结构的同时 ，使机组的安全运行越发靠得住。
导水机构图纸设计期间 ，原结构组组长高洪军、李英凯 ，设计员韩桂玲、董德焕等都支出了超常的致力 ，源自于对技术的一目十行和对设计工作的酷爱 ，他们每天都工作超过10幼时。为了尽快实现导水机构图纸设计工作 ，为后续造作创造有利前提 ，周末休息也被他们自动地烧毁。尤其是韩桂玲作为女同道 ，固然身段欠佳、肩挑着敬老爱幼的生涯沉担 ，却始终没有影响向家坝设计工作。
向家坝机组设计实现后 ，有人统计了工作量 ，结构组的43名同道 ，在一年的功夫里实现了正常一年半的工作工作。
多措并举保障产品焊接质量
顶盖、底环、节造环是向家坝导水机构重要由三大主件 ，均为钢板组焊结构 ，其造作特点是焊接量大、焊接难度高、质量要求严、产品周期长、尺寸精度高 ，其造作难度大。
只管此前电机公司已经成功出产了三峡左岸、右岸、地下 ，以及溪洛渡、糯扎渡等大型机组的导水机构 ，但是为了将向家坝导水打造成精品 ，进一步提高装配焊接质量 ，电机公司掌管装焊工序的冷作分厂明确提出 ，以向家坝导水机构的出产造作为契机 ，全面提升出产治理水平 ，确保打造精品工程。
冷作分厂同掌管装焊的各工段落实具体的各个节点周期 ，在各节点设定影像纪录 ，做好问题纪录。针对工艺和质量问题 ，事先请设计和工演员员做了技术交底工作 ，使整个出产流程的工作处于可控状态 ，保障导水机构三大主件出产的顺利进行。
向家坝底环最大板厚160毫米 ，焊接量大。为了保障焊接质量 ，严格节造预热温度 ，要求焊接前电焊工对施焊地位进行充分地预热 ，温度达到要求后能力够焊接 ，工艺要求将底环加热到100摄氏度以上 ，同时焊接过程中加大监控频次 ，从而确保了底环的焊接质量 ，焊接后经严格的超声波探伤达到100%合格。
向家坝节造环为两瓣装焊结构 ，其结构相对单一 ，为立圈与高低环板组合结构 ，焊后易产生变形 ，装配人员经过当真分析图纸后 ，在合理地位支持拉筋表 ，焊接时严格遵守工艺 ，当真施焊 ，有效预防了因焊后变形而导致的尺寸超差。
向家坝顶盖为导水机构中造作难度最大的产品 ，其吨位大 ，沉约为344吨；尺寸大 ，直径为12990毫米 ，共分四瓣；板厚最大板厚达到230毫米；焊接量大 ，所用焊丝沉量约为20多吨。
为了缩短造作周期 ，冷作分厂将四瓣顶盖出产分到四个出产工段。顶盖焊接过程中 ，由于顶盖体积、吨位大 ，翻身和起吊都有肯定难度 ，严沉影响了其它产品的正常出产。在总结了三峡顶盖焊接翻身挨次和特点的基础上 ，通过三峡顶盖焊接的现尝试证 ，固化了顶盖的翻身次数 ，规范了顶盖焊接挨次 ，不仅预防不用要翻身 ，同时 ，焊接科学排序减幼了焊策应力 ，有效节造了顶盖的焊接变形 ，提高了工作效能。
勤工细作打造精品水电机组
2012年2月8日 ，沉达320吨的向家坝1号顶盖稳稳地落在导水机构上 ，2月17日节造环的装置到位 ，标志取向家坝1号机组导水机构预装正式进入调试阶段。
电机公司没有出产加工800MW机组的经验；导水机构在预装时顶盖与套筒把合后自沉330吨 ，落于导水机构上需动用两台吊车同时工作 ，起吊、前进、着落等操作的同步性要求极度严格；向家坝导水机构总沉976吨 ，远高于三峡机组导水机构736吨的总沉 ，原有预装平台和工具能否满足要求还未可知 ，给向家坝导水机构的出产装配带来很大难度。
水电分厂针对向家坝导水机构主件 ，在投产之前屡次约请造作工艺部的工艺员 ，对导水机构的各项分装配及最后整体装配进行技术交底 ，把握各个工序的加工重点和难点。从顶盖、底环、节造环、导叶的出产排产、设备加工、手工装配都进行了周密的打算和安插。由于大型环形工件的刚性不好 ，存在较大应力变形 ，造作工艺部和水电分厂共同想了好多法子 ，选取加热补焊的法子 ，保障了底环的加工质量 ，其加工经验也为公司堆集了节造类似环形类工件变形的有效理论凭据。
在以往的导水机构投装落顶盖时 ，通常采取仅预装4个或6个套筒来给导叶定位。但因向家坝导水机构选取的是分体式套筒结构 ，为保障质量 ，水电分厂选取24个中套筒全数与顶盖装配后 ，一路随顶盖落于导叶上 ，就相当于有24个定位地位必要思考 ，且整体的起吊沉量达到了320吨 ，大大增长了顶盖的投装难度。顶盖吊装时 ，两台200吨吊车共同起吊 ，在悬挂人员、装配人员和吊车操作人员的缜密共同下 ，24个导叶均顺利的插入套筒中 ，顶盖一次落装成功。
经过近1个月的艰苦致力 ，电机公司陆续突破了装置导叶、吊装顶盖、装置上套筒、落节造环、装导叶臂、衔接板、调导水机构同心度、调导叶端面及立面间隙等诸多工序 ，实现了导水机构的总装调试。
治理革命一体两翼超过百亿
“技术上堆集 ，心态上清零。”公司董事长、总经理邱希亮用这句话概括了电机公司可能维持着旺盛自主创新能力的原因。14年间 ，电机公司实现了从300MW到800MW巨型水电机组自主造作的一个个逾越 ，跻出身界一流水电品牌 ，其中技术创新和治理革命是沉要的撬动支点。
大手笔带来大创新。2008年至2011年 ，电机公司年均投入研发用度近2亿元。
依附我国唯一的国度级水电设备工程技术钻研中心（俗称大电机钻研所） ，电机公司开发新产品、新技术40余项 ，依附强劲的自主创新能力 ，在竞争强烈的国际水电造作市场上稳居第一堡垒。
2011年 ，电机公司实现总投资1.4亿的新水力试验台装置调试工作；远程发电设备状态检测与故障诊断系统实现了远距离机组的实时监控 ，为用户提供产品全寿命周期服务；实现“百万水电工程”沉点科技攻关项目 ，1000MW水电机组推力轴承额定载荷达到5400吨 ，创造了推力轴承瓦单瓦面积最大等多项世界第一 ，透风模型试验成功 ，添补了世界技术空缺；实现火电1000MW超超临界汽轮发电机国产化关键技术钻研；以溧阳抽水蓄能和葛洲坝刷新项目为契机 ，水泵水轮机、轴流式水轮机关键水力技术获得沉大突破。此表 ，“三峡全空冷巨型水轮发电机组研造”获国度科技进取二等奖。整年申报专利46项 ，专利授权25项 ，其中发现专利13项。
登顶之后是又一次起头。2011年 ，电机公司在职代会上通过了《公司“十二五”发展规划》 ，提出“一体两翼超过百亿”的雄伟指标：即哈尔滨电机厂（昆明）有限责任公司增添了中幼水电出产能力；与GE公司合伙 ，成立yl6809永利通用风能（江苏）有限公司 ，合作开发国内潮间带、离岸大功率直驱风力发电机组。
目前 ，电机公司在风电、潮汐发电、核电发电机组设计造作领域 ，已经获得积极进展。AP1400的核主泵的技术储蓄；发展直驱式永磁风力发电机技术的钻研 ，开发3兆瓦、5兆瓦直驱式永磁风力发电机；发展潮水发电机关键技术的攻关 ，以10千瓦潮水发电机设计、造作为契机 ，把握潮水发电机的关键技术 ，并利用于600千瓦海底式潮水发电整机造作项主张设计造作中。
在大型抽水蓄能机组钻研方面 ，电机公司自主设计造作的响水涧机组于2011年12月26日正式投运�；榘诙取⒄穸⑽律榭鲇帕� ，得到了用户高度赞扬 ，标志取我国抽水蓄能机组国产化获得圆满成功 ，中国在发电设备造作领域又获得了突破性进展。
目前 ，电机公司不仅是三峡工程中最大的赢家 ，并且成为全国水电机组市场的最大赢家。电机公司造作的大型水电机组 ，约占国内出产的大型装机容量的2/3 ，汽轮发电机约占国内出产的总装机容量的1/3。产品遍布蕴含台湾在内的所有省份 ，并出口到加拿大、美国、巴基斯坦、日本等近50个国度和地域。
(中国电力报 2012年03月27日）