奮斗70年 哈電集團站在世界電力裝備制造之巔

　　今年是中國共產(chǎn)黨成立100周年，在中國共產(chǎn)黨的堅強領(lǐng)導(dǎo)下，哈爾濱電氣集團有限公司 （簡稱 “哈電集團”）也走過了70年的風(fēng)雨歷程。

　　70年來，肩負(fù)著 “承載民族工業(yè)希望，彰顯中國動力風(fēng)采”的歷史使命，伴隨著共和國的成長，哈電集團在振興民族工業(yè)的征途上砥礪前行。70年來，中國發(fā)電設(shè)備技術(shù)從跟跑、并跑，到領(lǐng)跑，逐步走近世界舞臺的中央，實現(xiàn)了華麗轉(zhuǎn)身。

　　今天，中國水電制造技術(shù)躋身于世界先進行列，在世界排名前20的水電站中， “中國造”獨占了11座，前五包攬4座。其中，三峽水電站位列世界第一，白鶴灘水電站作為目前全球在建規(guī)模最大的水電站更令世界刮目相看。而建造這一座座 “綠色”電站，開啟我國發(fā)電設(shè)備設(shè)計制造一個個先河的哈電集團功不可沒，用豐碩的成果書寫著世界水電發(fā)展史。

　　哈電集團作為新中國最早建成的發(fā)電設(shè)備制造基地，在我國70年的水電發(fā)展歷程中，肩負(fù)起民族工業(yè)發(fā)展的重任和使命，從0.8MW水電機組到世界最大1000MW巨型空冷水電機組的設(shè)計研發(fā)和生產(chǎn)制造，走出了一條獨具特色的 “引進、消化、吸收、再創(chuàng)新”的成功之路，實現(xiàn)了我國發(fā)電設(shè)備制造水平和自主創(chuàng)新能力新跨越，完成了發(fā)電設(shè)備由中國制造向中國創(chuàng)造的轉(zhuǎn)變，為世界持續(xù)輸出著 “中國動力”。

　　仰望歷史的蒼穹，回憶一段段哈電集團發(fā)展史，精彩故事回味無窮。

　　新中國第一臺水電機組

　　1948年的11月，遼沈戰(zhàn)役結(jié)束，東北全境解放。中共中央東北局接收了境內(nèi)全部工礦企業(yè)，并于1949年3月成立了東北重工業(yè)部，下設(shè)電工局，統(tǒng)一管理東北地區(qū)電機工業(yè)，將東北境內(nèi)所有電工企業(yè)重組為13個電工廠。其中，原擬建沈陽后遷建哈爾濱的東北電工四廠，后改為哈爾濱電機廠 （現(xiàn)哈電集團哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司），負(fù)責(zé)生產(chǎn)水輪發(fā)電機組、交直流電動機和發(fā)電設(shè)備輔機。

　　新中國建立后，我國水力發(fā)電事業(yè)同其他行業(yè)一樣百廢待興。為了加強和充實工廠技術(shù)力量，盡快掌握電機制造技術(shù)并組織生產(chǎn)，東北電工局從沈陽遷來172名建設(shè)者，同時還從全國各地調(diào)來一些有經(jīng)驗的領(lǐng)導(dǎo)干部、工程技術(shù)人員和技術(shù)工人等第一批精英。那時的哈爾濱電機廠是兩條腿走路，一邊搞建設(shè)一邊搞設(shè)計。

　　800千瓦水電機組的設(shè)計是從1950年底正式開始的。水輪機部分由到過美國摩根史密斯公司實習(xí)的俞炳元、王述羲負(fù)責(zé)，水輪發(fā)電機部分由吳天霖負(fù)責(zé)，工藝方面由陶煒負(fù)責(zé)。就是那時，中國水電裝備制造技術(shù)邁出了第一步。

　　水輪機是水電站的心臟，設(shè)計要求十分嚴(yán)格，不能有絲毫差錯。主軸作為水輪機關(guān)鍵部件之一，一端需要通過法蘭與轉(zhuǎn)輪固定，另一端要與發(fā)電機軸聯(lián)接，承受著水輪機重量、水推力、軸承徑向力、拉應(yīng)力和扭應(yīng)力的考驗，各項設(shè)計尺寸和性能緊密相連，加工尺寸精度、粗糙度、形位公差等必須做到精準(zhǔn)。水輪機轉(zhuǎn)輪更是水電站的核心部件，轉(zhuǎn)輪設(shè)計必須考慮到方方面面因素，通過葉片型線控制水力性能，同時要考慮到制造條件。

　　1951年年初，800千瓦水輪機終于設(shè)計完成。該水輪機的結(jié)構(gòu)采用整體鑄鋼轉(zhuǎn)輪、鑄鋼導(dǎo)葉、鑄鐵渦殼，石棉盤根主軸密封，油環(huán)式自潤滑稀油軸承，轉(zhuǎn)輪直徑0.646米，設(shè)計水頭42.9米，額定功率800千瓦，轉(zhuǎn)速750轉(zhuǎn)/分，發(fā)電機額定電壓6900伏。與此同時，水輪發(fā)電機的設(shè)計工作也順利完成。

　　設(shè)計從無到有是實現(xiàn)一個大的跨越。但要把設(shè)計轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，對于當(dāng)時的哈爾濱電機廠來說，無疑是更加艱難的一個過程。在整個機組部件生產(chǎn)中，一些核心部件看似簡單，但是對制造的尺寸精度要求非常高。哪怕只是毫厘之差，都會給這臺水輪發(fā)電機組造成災(zāi)難性的后果。當(dāng)時，推力軸承的鏡板沒有制造機床可以達(dá)成這一技術(shù)要求。廠里的工人決定先在1.4米立式車床上進行粗加工，然后再用幾十斤鑲烏金的重盤在鏡板上進行人工研磨，最后墊上從工人家里帶來的金絲絨布加研磨粉一點兒一點兒拋光完成。這樣，生產(chǎn)出來的鏡板不但平面度和形位公差完全符

　　合技術(shù)要求，而且表面光潔精美，明亮照人?？恐鴤鹘y(tǒng)的加工方式，哈電人利用現(xiàn)有條件，逐一攻克了扇形沖片、定子和轉(zhuǎn)子等部件部套的生產(chǎn)制造瓶頸，無不彰顯了中國工匠的智慧。該機組于1951年12月22日完成轉(zhuǎn)子超速總裝試驗。

　　1952年，這臺800千瓦水輪發(fā)電機組被安裝在四川龍溪河下硐電站。1959年，由于修建成昆鐵路遷至四川省涼山州甘洛縣阿茲覺鄉(xiāng)蘇雄電站。在這偏遠(yuǎn)山區(qū)，這臺立式水輪機組為成昆鐵路建設(shè)和運輸、西南地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

　　這臺機組的研制成功，推動中國水電開啟了一個新的里程。

　　國家希望變成現(xiàn)實

　　新中國剛剛成立，百廢待興。電力作為一個國家工業(yè)化程度的重要標(biāo)志，必須快速成長。在國家的整體規(guī)劃下，從1953年開始，哈爾濱電機廠在水輪機、水輪發(fā)電機以及調(diào)速器設(shè)計工藝方面逐步加大力度，完成了引進水輪發(fā)電機組設(shè)計圖樣和技術(shù)資料的消化吸收，并儲備了一批水輪發(fā)電機設(shè)計、水力計算、調(diào)速器設(shè)計、水輪機工藝和焊接工藝技術(shù)方面的人才，同時推行了初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工設(shè)計的三段設(shè)計法，以及設(shè)計計算方法、制造工藝方法、管理方法，形成了初具規(guī)模的研發(fā)體系，極大地提升了我國水電設(shè)備的設(shè)計制造水平。

　　此后，哈爾濱電機廠相繼設(shè)計制造了四川上硐水電站3000千瓦水電機組和福建古田水電站6000千瓦水電機組。1955年，在已有技術(shù)基礎(chǔ)上，通過借鑒蘇聯(lián)技術(shù)試制成功了1萬千瓦混流式水電機組，安裝于官廳水電站，技術(shù)水平上了一個新臺階。

　　1956年6月，哈爾濱電機廠二期擴建工程即將完成，并形成了較大的生產(chǎn)規(guī)模。工廠決定從1萬千瓦、2萬千瓦機組的水平要上升到自行設(shè)計制造10萬千瓦左右的機組，并報請國家批準(zhǔn)。為研制更大容量的水電機組，1957年年底，哈爾濱電機廠在新安江機組上應(yīng)用三段設(shè)計法提高設(shè)計質(zhì)量，并將新安江機組的轉(zhuǎn)速由135轉(zhuǎn)/分提高到150轉(zhuǎn)/分，減輕機組的重量，提高水電機組的設(shè)計工藝水平，于1959年5月研制成功7.25萬千瓦大型混流式水輪發(fā)電機組，安裝在新安江水電站并投運發(fā)電。該機組的成功投運，使中國水電設(shè)備制造水平又向前跨出了一大步，具備了制造大型水電設(shè)備的能力。

　　1959年，哈爾濱大電機研究所成立。之后，相繼建設(shè)了大能量臺，小能量Ⅰ臺、Ⅱ臺，小空化臺4個水輪機模型試驗臺，以及高水頭試驗臺 （高Ⅰ臺、Ⅱ臺），組建了最早的水力開發(fā)試驗基地。

　　自主創(chuàng)新圓夢三峽

　　三峽工程是中國人民的百年夢想。

　　1958年，中共中央將三峽工程提上日程，討論通過了 《中共中央關(guān)于三峽水利樞紐和長江流域規(guī)劃的意見》。1970年，中央決策，先建設(shè)葛洲壩水利樞紐作為試驗工程。同年12月30日，8萬軍民在宜昌舉行了葛洲壩工程開工大典，決心在萬里長江上建筑第一壩。其中發(fā)電廠房分為大江、二江水電站。當(dāng)時，決定水輪發(fā)電機組由最具實力的哈電和東電展開聯(lián)合設(shè)計制造。哈電集團共制造了13臺125MW機組，首臺于1981年12月在二江投產(chǎn)發(fā)電，最后一臺于1988年12月在大江并網(wǎng)發(fā)電，全力配合葛洲壩集團當(dāng)年即創(chuàng)下全年裝機6臺大型軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機組的紀(jì)錄。

　　1986年，葛洲壩125MW機組獲得國家科學(xué)技術(shù)進步特等獎和國家質(zhì)量金牌獎。葛洲壩工程的勝利建成，在實踐上為三峽工程的興建做好了準(zhǔn)備。

　　葛洲壩五葉片軸流式水輪機填補了當(dāng)時我國的空白，而混流式水輪機的性能研究已基本形成了哈電集團混流系列。基于已有的研究成果，機械部和水電部編制了我國第一個 《反擊式水輪機暫行條例型譜》，為我國今后水利水電設(shè)備通用化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化打下了堅實基礎(chǔ)。

　　經(jīng)過幾十年奮斗，三峽工程終于在1992年4月獲得全國人民代表大會批準(zhǔn)，并于1994年12月正式動工興建。

　　三峽電站是世界上規(guī)模最大的水電站，整體工程共計32臺機組，總裝機容量達(dá)22400MW。發(fā)電部分共有左岸、右岸和地下三個電廠。1996年6月，對左岸14臺機組進行公開、公正、公平的國際招標(biāo)。1997年8月，評定其中8臺由法國阿爾斯通/瑞士ABB聯(lián)合體中標(biāo)，國內(nèi)由哈電集團參與引進技術(shù)并分包生產(chǎn)，通過引進吸收、聯(lián)合設(shè)計、合作分包，過渡到自主制造2臺左岸機組。哈電集團制造的14號機組于2005年9月投入運行，標(biāo)志著左岸電站全部裝機發(fā)電。經(jīng)三峽集團核算，左岸14臺機組的主輔設(shè)備有51%是中國制造。2003年10月17日，三峽右岸機組招標(biāo)，哈電集團在模型同比試驗中，穩(wěn)定性最好，并獲得右岸4臺機組合同。地下電廠6臺機組中的2臺也由哈電集團制造。

　　在三峽工程建設(shè)之前，國內(nèi)沒有700MW級水輪發(fā)電機組。上世紀(jì)90年代，我國獨立設(shè)計制造的最大水輪發(fā)電機組單機容量僅320MW級。當(dāng)時，國家制定了 “引進消化、合作制造、自主創(chuàng)新”的方針，堅持走國產(chǎn)化道路。我國大型水電設(shè)備設(shè)計制造水平雖有了長足進步，但還比發(fā)達(dá)國家落后近30年。從三峽左岸機組的技術(shù)引進，到右岸機組的自主創(chuàng)新，再到地下電站機組的全部國產(chǎn)化，哈電集團通過 “引進、消化、吸收、再創(chuàng)新”，僅用十幾年的時間就把這落后30年的差距趕了回來，并在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域超越了3~5年。

　　2007年7月10日，三峽右岸電廠首臺756MW水輪發(fā)電機組 （26號機組）正式并網(wǎng)發(fā)電，投入商業(yè)運行。在機組投運期間，時任中國長江三峽工程開發(fā)總公司副總經(jīng)理楊清，接受中央電視臺 《經(jīng)濟半小時》專訪時做了這樣一個實驗。他將一枚一元錢的硬幣立在了高速運行的水輪發(fā)電機組蓋板上。無論是機組滿負(fù)荷運行，還是甩負(fù)荷旋轉(zhuǎn)加速運行，這枚硬幣依然穩(wěn)穩(wěn)站立，不受絲毫影響。他用這樣一種方式向世界宣告：中國自主研發(fā)、自行設(shè)計制造的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的三峽右岸國產(chǎn)首臺756MW全空冷巨型水輪發(fā)電機組，達(dá)到了世界同類機組先進水平。

　　26號機組是我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的首臺機組。其轉(zhuǎn)輪直徑10.4米，重量達(dá)500噸。整個機組的重量達(dá)到5500噸，上下高度超出50米，相當(dāng)于一座10多層樓的高度，堪稱世界 “巨無霸機組”。如此巨大的設(shè)備不停地運轉(zhuǎn)，而上面的硬幣居然能夠站立，確實令人驚嘆。

　　26號機組應(yīng)用的另一個重大技術(shù)就是 “發(fā)電機全空冷技術(shù)”。以前，國外水輪機組都是采用水冷技術(shù)。水冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障，是難以維修的，同時占地面積過大。而水電機組都是在地下，占地是越小越好，而且3.5米線棒運行，上部溫度高，下部溫度低，散熱做到全部均勻也是非常困難的。用空冷技術(shù)代替水冷技術(shù)，具有經(jīng)濟性好、維護方便而且安全性好等諸多優(yōu)點。但當(dāng)時，在600MW以上巨型水電機組中采用空冷技術(shù)卻是一個世界禁區(qū)。哈電集團通過一系列技術(shù)攻關(guān)，打破過去空冷按 “每極容量”設(shè)計的技術(shù)界限，對全空冷電機的電磁計算、結(jié)構(gòu)、通風(fēng)冷卻系統(tǒng)及

　　絕緣系統(tǒng)等進行整體協(xié)調(diào)設(shè)計和優(yōu)化，形成了一套自己的通風(fēng)設(shè)計及計算方法，成功獨立設(shè)計制造出了700MW全空冷巨型水輪發(fā)電機。該空冷技術(shù)的冷卻效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于國外水冷系統(tǒng)，所有線棒最大溫差不超過3攝氏度。這一技術(shù)至少領(lǐng)先國外技術(shù)3~5年。

　　正是這些技術(shù)的應(yīng)用，讓國產(chǎn)機組在三峽右岸電站有了不俗的表現(xiàn)。

　　之后，哈電集團制造的機組一臺比一臺好。從25號機組、24號機組，到最后一臺23號機組，更以無與倫比的水力穩(wěn)定性，難以企及的制造精度和精準(zhǔn)無誤的控制技術(shù)，再一次為哈電集團贏得了掌聲。也正是憑著三峽右岸 “全空冷技術(shù)”的獨門絕技，以及先進的科研、設(shè)計、制造、服務(wù)能力，哈電集團相繼承攬了國內(nèi)50多臺600MW以上巨型水輪發(fā)電機組制造合同，相當(dāng)于再造了兩個 “新三峽”。

　　勇闖世界水電 “無人區(qū)”

　　2002年10月，在三峽工程如火如荼建設(shè)時，國務(wù)院正式批準(zhǔn)長江上游金沙江河段水電站建設(shè)立項。金沙江河段下游共規(guī)劃4座電站：烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩。其中，白鶴灘水電站布置16臺單機容量1000MW機組的方案在2016年6月通過審查。白鶴灘水電站開工興建，意味著將世界水電帶入1000MW單機時代，這是水電工作者夢寐以求的，也是前無古人的事情。

　　經(jīng)受了三峽工程的洗禮，我國已具備自主研制超大型水電機組的必要手段和能力。2007年，哈電集團在三峽集團的支持下開展了百萬千瓦級機組核心技術(shù)研究。2008年，在溪洛渡、向家壩項目的國際招標(biāo)中，獲得了2個項目共計10臺水電機組合同。這兩個項目創(chuàng)造了當(dāng)時中國水電史上簽約額最大、單機容量最大、設(shè)計制造難度最大、技術(shù)要求最高等多項紀(jì)錄。

　　2010年7月15日，經(jīng)科技部批準(zhǔn)，哈電集團成立了我國水力發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域唯一的國家重點實驗室，在水電的研發(fā)領(lǐng)域率先走在了世界前列。2011年以來，水力開發(fā)試驗基地先后為國內(nèi)外進行的主要試驗研究，完成了溪洛渡、向家壩以及世界單機容量最大的白鶴灘等巨型混流式機組；豐滿、白山、李家峽、五強溪、阿根廷總統(tǒng)大壩等數(shù)個電站的擴容改造；溧陽、荒溝等大型抽水蓄能機組；牛欄江滇池補水、引漢濟渭黃金峽樞紐工程、珠江三角洲水資源配置工程等大型水泵的研發(fā)。通過承擔(dān)國家重點項目及科技攻關(guān)任務(wù)的試驗研究，水力開發(fā)試驗基地的科研水平得到了進一步提升。

　　與三峽機組相比較，溪洛渡發(fā)電機空冷技術(shù)得到進一步優(yōu)化，單機容量從700MW升級為770MW，最優(yōu)效率從94.63%上升到94.93%。向家壩機組的額定單機容量達(dá)800MW，是目前世界上已投運單機容量最大的水輪發(fā)電機組，總重量達(dá)到7000噸，上下高度近50米。如此巨大的設(shè)備不停運轉(zhuǎn)，而機組的振動、擺度值均小于1毫米，與溪洛渡機組相比，向家壩機組的最優(yōu)效率達(dá)94.95%。

　　專家組給出了一致的結(jié)論：溪洛渡、向家壩10臺機組的主要指標(biāo)比最初確定的 “精品機組”還要好，機組的穩(wěn)定性超乎最初的想象。這個結(jié)論告訴我們：中國巨型水輪發(fā)電機組制造技術(shù)已經(jīng)走向成熟。

　　2015年8月，三峽集團同哈電集團簽署了白鶴灘右岸水電站8臺單機1000MW機組有關(guān)供貨合同。

　　白鶴灘電站機組為中高水頭、中低轉(zhuǎn)速、大型混流式水輪機發(fā)電機組，具有運行水頭高、變幅范圍廣、結(jié)構(gòu)外形尺寸巨大等特征。白鶴灘導(dǎo)水機構(gòu)由7300個零部件組裝而成，裝配完成后的導(dǎo)水機構(gòu)高近8米，最大外圓直徑13米，總重量達(dá)830噸。

　　2019年5月29日，哈電研制的世界單機容量最大1000MW水電機組首臺長短葉片轉(zhuǎn)輪制造成功，并以“性能最優(yōu)、結(jié)構(gòu)最優(yōu)、安全可靠性高”的成績通過三峽集團的精品驗收。這是電機公司繼成功產(chǎn)出世界首臺單機容量最大水電機組精品座環(huán)、精品導(dǎo)水機構(gòu)后，再一次以 “精品”制造成果，向世界水電 “無人區(qū)”又邁進了堅實的一步。

　　2019年，百萬千瓦級機組進入安裝階段；2021年1月31日， 16號機組轉(zhuǎn)子順利吊入機坑……

　　依托水力試驗基地的有利條件，哈電集團通過項目開發(fā)了巨型水電機組、大型抽水蓄能機組、高水頭大容量沖擊式水輪發(fā)電機組、大型水泵水力開發(fā)以及試驗測試的共性和關(guān)鍵技術(shù)等多項處于國際領(lǐng)先或國際先進水平的代表性技術(shù)成果，成功申請了 “大型抽水蓄能機組成套設(shè)備研制” “水力發(fā)電設(shè)備智能遠(yuǎn)程運維新模式”“1000MW水輪發(fā)電機組研究”等20余項國家級縱向項目 （課題），獲國家、省部級科技獎項近30項，其中“葛洲壩125MW軸流式水輪發(fā)電機組”榮獲國家科技進步特等獎和國家質(zhì)量金獎， “長江三峽樞紐工程”榮獲國家科技進步獎特等獎，有力地推動了我國水電事業(yè)的科研技術(shù)創(chuàng)新。

　　未來是美好的，也是艱辛的。作為共和國 “長子”，哈電集團每一階段的成長都與我國民族工業(yè)的振興發(fā)展緊密相連。進入新時代，中國經(jīng)濟進入高質(zhì)量發(fā)展階段，制造業(yè)特別是裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展已經(jīng)成為實現(xiàn)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的有力支撐。新時代，哈電集團對未來發(fā)展繪就了建設(shè)世界一流裝備制造企業(yè)的宏偉藍(lán)圖。實現(xiàn)這一目標(biāo)，需要全體哈電人接續(xù)奮斗，不斷努力、不斷跨越。（楊松 鄒海雷）

　　轉(zhuǎn)自：中國工業(yè)報

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