10月18日，哈電集團哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司(以下簡稱“哈電集團電機公司”)自主研發(fā)的扎拉沖擊式水輪機配水環(huán)管(分流管)順利完成加工制造。這是世界上首套單機容量達到500兆瓦的沖擊式水輪機配水環(huán)管。該成果不僅標志著我國水電裝備制造領(lǐng)域取得重大突破，更為全球清潔能源發(fā)展注入強勁動力。
超大直徑穩(wěn)定可靠
扎拉水電站坐落于西藏自治區(qū)昌都市左貢縣。作為國家“藏電外送”的重要骨干電站，該水電站由中國大唐集團投資建設(shè)，是藏東南地區(qū)清潔能源一體化基地的核心電站。同時，它也是國家能源局能源領(lǐng)域首臺(套)重大技術(shù)裝備項目，承載著我國水電裝備制造領(lǐng)域自主創(chuàng)新與技術(shù)突破的重要使命。
扎拉水電站500兆瓦沖擊式水電機組，是目前國內(nèi)唯一的500兆瓦級高水頭、大容量沖擊式水電機組研制及應(yīng)用示范項目。電站共規(guī)劃安裝兩臺500兆瓦沖擊式水輪發(fā)電機組，這兩臺機組不僅單機容量大，而且功率高、技術(shù)先進，其研制難度堪稱世界之最。
配水環(huán)管作為沖擊式水輪機的核心部件之一，重要性不言而喻。在機組運行過程中，確保配水環(huán)管可時刻承受巨大的水壓力，是機組穩(wěn)定運行的關(guān)鍵所在。
“我們從2021年開始，就針對扎拉配水環(huán)管開展了自主化研制工作。”哈電集團電機公司產(chǎn)品設(shè)計部主任設(shè)計員王洪斌介紹，團隊經(jīng)過無數(shù)次試驗與優(yōu)化，成功研制出了這一重大裝備。
該配水環(huán)管由12節(jié)環(huán)管構(gòu)成，設(shè)計精巧、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。王洪斌介紹，它水力性能好、設(shè)計壓力高、尺寸規(guī)模大，岔管應(yīng)力水平適中，結(jié)構(gòu)布置合理。其中，最大單節(jié)環(huán)管的長度超過10米，管口最大尺寸更是達到了3.7米。這種管徑設(shè)計，顯著增加了進入機組的水流量，使得水流的流速更低，機組的運行性能更加穩(wěn)定可靠。
“為了確保配水環(huán)管的研制質(zhì)量，我們采用了高強度鋼板和特殊焊接加工技術(shù)。”哈電集團電機公司智能制造工藝部經(jīng)理魏方鍇介紹，配水環(huán)管總裝配后的平面布置面積達到592平方米，總裝配重量更是高達370噸，可以承受高達12.6兆帕的試驗壓力，充分展現(xiàn)了我國水電裝備制造行業(yè)的卓越實力。
系列技術(shù)攻克加工難題
配水環(huán)管的精巧結(jié)構(gòu)設(shè)計，在一定程度上增大了工件的加工和裝配難度。為了確保各節(jié)環(huán)管能夠一次性裝配驗收合格，哈電集團電機公司創(chuàng)新性地融合了多項加工制造技術(shù)。該公司針對配水環(huán)管鋼板強度高、焊接加工難、空間尺寸大等特點，開展了一系列技術(shù)攻關(guān)行動。
在保證鋼板成型質(zhì)量方面，哈電集團電機公司應(yīng)用激光跟蹤儀進行輔助測量和調(diào)整，將精密測量的實際數(shù)據(jù)與理論三維模型數(shù)據(jù)進行對比分析。這一舉措顯著減少了相鄰管口的焊接誤差，有效提升了產(chǎn)品焊接和加工質(zhì)量。同時，通過數(shù)字化分析技術(shù)，他們對偏差進行精確修正和調(diào)整，使得焊接一次交檢合格率達97%以上。
為了攻克配水環(huán)管的加工難關(guān)，哈電集團電機公司集合生產(chǎn)資源，調(diào)配高精度測量和數(shù)控加工設(shè)備。“我們采用人工找正配合設(shè)備復(fù)驗的方法，以及高精測量聯(lián)合修正的技術(shù)手段，開展24小時不停滯的生產(chǎn)攻關(guān)。”該公司項目服務(wù)管理部項目經(jīng)理李曉峰說，這一系列舉措不僅保證了配水環(huán)管的研制質(zhì)量，還實現(xiàn)了產(chǎn)品的焊接、加工和裝配等生產(chǎn)作業(yè)面的直線進度。最終，經(jīng)過不懈努力，哈電電機成功自主研制出了這一重大裝備。
“扎拉水電站的建成投運，將有力推動西藏地區(qū)清潔能源的開發(fā)利用，為‘藏電外送’的實施提供有力支撐。”李曉峰說，這一項目的成功實施也將為我國水電裝備制造領(lǐng)域的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級提供寶貴經(jīng)驗。
