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          [環球網]東方電氣:創新引領高質量發展,助力國家能源動力裝備自主可控

          時間:2021-06-10    來源:環球網    點擊次數:0     字體:【大】 【中】 【小】    打印本頁

                5月31日,世界在建規模最大的水電站——白鶴灘水電站大壩全線澆筑到頂。白鶴灘水電站裝機總容量1600萬千瓦,共設計安裝16臺單機容量為100萬千瓦的水輪發電機組,是全球單機容量最大的水電機組,均由我國自主研制。每臺機組1小時的發電量可供三口之家生活使用超400年。

          白鶴灘水電站(東方電氣供圖)

                當日一個小實驗引起了大家的關注——白鶴灘水電站重達8000噸的發電機組正以每分鐘111圈的速度高速運轉,而將一枚硬幣豎立于運行中的水電站地板上,竟久站不倒、穩如泰山。“這說明我們的機組穩定性非常好,國外甚至沒有同級別百萬千瓦機組,最大的都在國內。”工程師的介紹令國人提氣。這臺引發國內網友熱議的“凡爾賽”水輪機正是來自我國老牌重裝企業東方電氣。

                近日,環球網記者隨“百年黨旗紅 國企新征程”暨“強國中堅 高質量發展看國企”網絡主題采訪活動走進了創建于“二五”時期、成長于三線建設時期的東方電氣集團。先后來到成都、德陽,走訪了東方汽輪機廠、東方電機重跨車間、數字化車間“駕駛艙”等地,以一臺“爭氣機”為起點,深入探尋我國發電設備的鑄造之路,破譯老牌重裝央企發展的創新密碼。

                兩代“爭氣機”突破國外技術封鎖

                一臺黑色的轉子靜靜立于如今的東方汽輪機公司門口,銀黑色的葉片沉淀著歲月的痕跡。東汽產品研發中心主任范小平向記者介紹:“這不是模型,而是一臺真正的、已投入使用的轉子,這是我們東汽最早的‘爭氣機’的核心設備。”

          東汽首臺300MW汽輪機低壓轉子(程敏蘇/攝)

                范小平所提的“爭氣機”是我國第一臺具有完全知識產權的30萬千瓦機組。

                1964至1978年間,新中國展開持續時間最長、規模最大的一次改變生產力布局的國防、科技、工業和交通基礎設施建設。1965年,作為三線建設重點布局的東方汽輪機廠(現東方電氣集團所屬東方汽輪機有限公司),選址川西邊陲,破土動工。

                1983年東汽自主研制出首臺30萬千瓦機組,填補了多項國內科研項目空白,成為我國大功率發電設備制造國產化的奠基之作。東汽人親切地稱這臺完全自主化的“東方牌”汽輪機為“爭氣機”。這是中國的第一代“爭氣機”,也是東汽“自主創新、勇攀高峰”的歷史見證。

                同樣作為發電設備行業發展見證者的還有范小平。從事研發工作20多年的他,先后獲得“享受國務院政府特殊津貼人員”,全國“五一勞動獎章”等榮譽稱號。范小平見證并參與了東汽在能源動力裝備領域攻堅克難,自立自強研發核心技術,助力國家能源動力裝備自主可控的豪邁歷程。

          東方汽輪機生產車間懸掛醒目標語“堅持創新驅動 推動高質量發展”(程敏蘇/攝)

                從三線建設一步步走向新時代,我國在水電、火電等多領域從跟跑逐漸成長為并跑,甚至局部領跑。而我國重型燃氣輪機的研發一直落后于國外先進水平,這也被稱作我國發電設備領域國產化的“硬骨頭”。

                重型燃氣輪機是發電和驅動領域的核心設備,代表著一個國家的綜合工業實力,被譽為裝備制造產業“皇冠上的明珠”。但在當時,全世界只有美國、日本、德國等極少數發達國家能夠自主研制。

                F級重型燃氣輪機工作溫度可達1300攝氏度以上,要保障高溫部件在金屬熔點以上安全穩定工作,是一項研發難題。因為高溫部件等核心技術的缺失,我國也有過被“卡脖子”的過去。范小平回憶:“在東汽研發重型燃氣輪機之前,我國的相關設備都是進口的,核心熱部件和技術都掌握在國外公司手中。”

                為突破西方的技術封鎖,東方電氣自2009年起開始啟動50MW重型燃機的自主研制,將其作為科技創新重點項目進行技術攻關。東汽抽調精兵強將,成立研發工作室,攻關高溫部件設計制造和試驗驗證技術。范小平正是重型燃氣輪機研發團隊中的一員。

                “我們之前是做汽輪機的,沒有燃機的設計經驗,燃機研發體系中的壓縮機、空氣冷卻系統、燃燒系統、高溫透平研發、高溫材料體系選擇、高溫部件制造等等,對東汽而言,都是全新的挑戰,需要解決的是有無的問題。”

                歷經十一年的研發與試驗,2020年11月27日,在六位院士及專家的共同見證下,東方汽輪機自主研制的我國首臺F級50MW重型燃機原型機順利通過滿負荷試驗,填補了國內沒有自主知識產權的F級重型燃機產品的空白。

          國內首臺F級50MW重型燃氣輪機順利實現滿負荷穩定運行(東方電氣供圖)

                “從部件研發、設計、制造、到試驗驗證和運維體系,東汽已全部解決了重型燃氣輪機研制的‘卡脖子’問題。這標志著中國完整地具備了自主研發燃機的全過程能力,我們已經將核心技術掌握在自己手中!”范小平自豪地說道,“作為一名央企員工,讓每一個‘卡脖子’的核心技術自主可控,是我們應盡的光榮職責。”

                在東汽“十年磨一劍”的科技攻關下,中國突破了被國外限制的重型燃機高溫部件制造技術,形成了燃機高溫部件制造能力,實現了自主燃機的從“無”到“有”。這臺50MW重型燃機也因此被稱為東汽新時代的“爭氣機”。

                百萬級機組讓中國登頂世界水電“珠峰”

                始建于1958年的東方電氣集團首家子企業東方電機,在成功完成葛洲壩17萬千瓦、龍羊峽32萬千瓦、李家峽40萬千瓦、二灘55萬千瓦、三峽70萬千瓦及溪洛渡77萬千瓦水電機組研制的基礎上,自主研制完成白鶴灘100萬千瓦水電機組。

                在巨型水輪發電技術方面,東方電機逐步成為世界水電設備研發制造引領者。回顧過去,中國的水電設備發展歷程并非一帆風順。

                東方電機水力設計首席專家王亞林向環球網記者坦言,在八十年代,他們和剛進來的外國企業間有著看似“無法跨越”的差距。

                他說道:“真正在技術上開始能夠追趕國外,是在三峽工程時期。”通過三峽水電項目,東方電氣使我國巨型混流式水輪機的核心技術一躍跨入世界先進行列。而隨后的溪洛渡水電項目則見證了東方電氣在重大水電項目上取得質的跨越——其機組運行振動、擺度、噪音等穩定性指標均表明,溪洛渡水輪發電機組的研發水平已經達到國際先進水平。

          東方電機廠區地標——一個退役的水輪機轉輪(程敏蘇/攝)

                通過三峽水電項目和溪洛渡水電項目的歷練,東方電機具備了自主研制巨型水電機組的能力和條件,并形成成熟的自主品牌。2015年東方電機成功中標白鶴灘水電站百萬機組項目,向世界水電“珠峰”發起挑戰。

                白鶴灘水電站是全球單機容量最大、在建規模最大的水電站,是國家能源戰略布局“西電東送”的骨干電源點。白鶴灘水電站裝機總容量1600萬千瓦,東方電氣集團承擔左岸8臺100萬千瓦機組研制任務,創造了水電單機容量新的世界紀錄,是世界水電的巔峰之作,被稱為水電行業的“珠穆朗瑪”。

                東方電機黨委副書記、教授級高級工程師陳文學表示,從溪洛渡機組77萬千瓦到白鶴灘機組100萬千瓦,雖然僅有23萬千瓦的增量,但這意味著在高地上又隆起了一座高峰。攀登這座新高峰,更需要高尖精的技術作支撐。

                “大象起舞”在水電新紀元

                開創世界水電新紀元,沒有任何技術可以參照,自主創新是唯一途徑。在充分總結三峽、溪洛渡等大容量機組的研制經驗的基礎上,東方電機反復評估優化白鶴灘機組設計計算、制造工藝和現場安裝方案,深入開展科研攻關和關鍵部件試制,形成了一系列具有自主知識產權的核心技術。

                東方電機研究試驗中心副主任劉德民博士介紹,東方電機研制的白鶴灘百萬機組具有最大容量、最高效率、最低溫升、最高發電機電壓等級四大特點,四個“世界之最”足可見其代表了世界水電最高水平。

                它的制造難度,同樣刷新了行業內的最高紀錄。重型發電裝備制造具有尺寸大、精度高等特點,被稱作“制造業中的鐘表行業”。單臺白鶴灘百萬機組有50多米高、8000多噸重,相當于法國埃菲爾鐵塔的重量,它由超過7000種零部件組成,其中決定功率和效率的關鍵部件是轉輪。轉輪的作用是將水能捕獲轉化為機械能,帶動發電機高速旋轉產生電能。

          白鶴灘百萬機組轉輪(東方電氣供圖)

                轉輪作為水電機組的“心臟”,是整個機組中研發難度最大、制造難題最多的部件。白鶴灘電站水輪機組轉輪重達350噸,一些指標精度誤差需要控制在0.01毫米以內,細如發絲。陳文學用“大象跳起芭蕾舞”來形容重型密度精加工技術難度。

                他表示,東方電機完成高難度發電裝備制造的關鍵武器之一是數字化車間建設。在白鶴灘水電站發電機核心部件沖片生產制造過程中,東方電機采用數字化車間生產,生產效率大幅提高,產品不良品率和能耗大幅降低。優良的沖片質量,確保定子、轉子現場疊裝后參數指標遠優于精品標準要求。

                十三五以來,東方電機加快智能制造步伐,大力推動數字化車間建設。數字化車間生產效率提高48%,運營成本降低31.9%,產品研制周期縮短30.7%,產品不良品率降低20%,能源利用率提高56.6%。老牌重裝企業裝上“數字大腦”、打造“未來工廠”。

                在東方電氣的科技展示廳,一張泛黃的報紙被放在顯眼位置。那是1958年德陽水力發電設備廠(東方電機前身)建廠之初,四川日報采訪時的頭版文章。副標題所寫“目前規模我國最大,將來產品世界稱雄”,如今宏愿已成現實。

          東方電氣首個子企業建廠四川日報報道(程敏蘇/攝)

                從三峽工程的單機容量70萬千瓦,到溪洛渡單機容量77萬千瓦,再到白鶴灘電站“沖刺”100萬千瓦,東方電機水電裝備從跟隨到超越,現已實現了全面引領。陳文學表示:“白鶴灘機組實現了技術上100%國產,原材料上也實現了98%-99%的國產化”。今天我們可以驕傲地說,世界上單機容量最大的水輪發電機組,中國制造,世界稱雄。

                白鶴灘首批百萬千瓦水電機組將于7月1日投產發電,向建黨一百周年獻禮。白鶴灘機組的研制,將世界水電帶入“百萬單機時代”,成為繼高鐵后中國在國際市場的又一張閃亮的名片。

                外國網友對白鶴灘水電站不吝贊美之詞。Facebook網友阿布巴卡爾·雅庫布(Abubakar Yakubu)在白鶴灘水電站視頻下方留言:“中國人民太棒了,在高科技發展方面總是讓世界感到驚訝,我們非洲人喜歡這個國家的努力。”

                YouTube網友Tan nguyen評論中流露激動:“我不知道為什么,這個視頻讓我流淚,以一種自豪的方式。我甚至不是中國人。我想我是在為人類成就感到高興。”

          白鶴灘水電站視頻Facebook網友留言

          白鶴灘水電站視頻YouTube網友留言

                 昂首闊步,勇立潮頭。六十余載發展歷程,東方電氣始終堅持創新驅動發展戰略,牢牢把核心技術、大國重器掌握在自己手里。

                 世界首臺白鶴灘百萬千瓦水電機組、國內首臺自主知識產權F級50兆瓦重型燃機、亞太首臺10兆瓦海上風電機組、國家首臺(套)重大核電技術創新項目、自主知識產權氫燃料電池系統、抽水蓄能技術發展、數字化車間建設……中國重裝工業的璀璨明珠正在新時代續寫新的大國重器傳奇。

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