白鶴灘百萬千瓦機(jī)組精品轉(zhuǎn)輪誕生記

杜 健 偉， 朱 瀅

(中國三峽建設(shè)管理有限公司，四川 成都 610041)

2019年1月12日，三峽集團(tuán)攜手東方電機(jī)打造的白鶴灘水電站全球首臺(tái)單機(jī)容量百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)輪正式完工，驗(yàn)收結(jié)果顯示，其各項(xiàng)參數(shù)均滿足三峽集團(tuán)提出的精品要求。

轉(zhuǎn)輪是水輪發(fā)電機(jī)組的核心部件，由上冠、下環(huán)、葉片三部分組成，直接關(guān)系到機(jī)組的穩(wěn)定性和能量轉(zhuǎn)化的效能。作為機(jī)組中研發(fā)難度最大、制造難題最多的部件，首臺(tái)百萬千瓦機(jī)組轉(zhuǎn)輪是怎樣誕生的，又是如何達(dá)到“三峽標(biāo)準(zhǔn)”的？記者專程來到轉(zhuǎn)輪研制、加工一線尋找答案。

精挑細(xì)選的轉(zhuǎn)輪

在白鶴灘首臺(tái)轉(zhuǎn)輪完工之際，記者來到位于四川省德陽市的東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司(以下簡稱東方電機(jī))研究試驗(yàn)中心，該中心承擔(dān)了白鶴灘水電站左岸八臺(tái)機(jī)組的制造任務(wù)，白鶴灘百萬千瓦機(jī)組轉(zhuǎn)輪就在這里研發(fā)完成。

東方電機(jī)副總工程師趙永智用一句話形象地解釋了百萬千瓦機(jī)組的供電能力：“白鶴灘單臺(tái)機(jī)組全力發(fā)電365天可滿足德陽市全年的用電需求?！?/p>

據(jù)東方電機(jī)研究試驗(yàn)中心高級工程師劉德民博士介紹，東方電機(jī)白鶴灘機(jī)組研發(fā)工作從2006年開始，在三峽水電站和溪洛渡水電站的機(jī)組研發(fā)基礎(chǔ)之上，東方電機(jī)的科研人員挑戰(zhàn)“世界水電無人區(qū)”——百萬千瓦水輪機(jī)組的研發(fā)制造。

記者了解到，轉(zhuǎn)輪的研制是整個(gè)水輪機(jī)組研發(fā)過程中難度最大，制造難題最多的一部分，也是整個(gè)機(jī)組最核心的“心臟”地帶。而白鶴灘的百萬千瓦機(jī)組單機(jī)容量超越了世界上已有機(jī)組，沒有現(xiàn)成的技術(shù)可供借鑒，為了制造出適合白鶴灘的轉(zhuǎn)輪，東方電機(jī)研究員們開始分組研究 。在短短一年多時(shí)間里，他們研制出20多個(gè)轉(zhuǎn)輪模型，每一個(gè)模型都要在東方電機(jī)的水輪機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)中進(jìn)行真實(shí)模試、對比運(yùn)行數(shù)據(jù)、優(yōu)中選優(yōu)之后，挑選出如今展現(xiàn)在我們眼前的巨型轉(zhuǎn)輪。

“別小瞧了這些模型，他們每一個(gè)都‘價(jià)值不菲’?！眲⒌旅窠榻B說，這些看似不起眼的已淘汰模型制作成本非常高，每個(gè)成本都在20萬元以上，制作周期需要近一個(gè)月時(shí)間?！皷|方電機(jī)在白鶴灘轉(zhuǎn)輪研發(fā)階段，就投入了大量的時(shí)間和成本，一定要研制出性能最優(yōu)的轉(zhuǎn)輪。”

“每一個(gè)環(huán)節(jié)都不放棄精品標(biāo)準(zhǔn)”

時(shí)間回到2017年1月17日，這一天，白鶴灘水電站施工區(qū)內(nèi)的轉(zhuǎn)輪加工廠里格外熱鬧。在各方見證下，現(xiàn)場工人拿起焊槍，開始了首臺(tái)轉(zhuǎn)輪加工的第一個(gè)步驟——上冠、下環(huán)裝焊。

受限于成品的尺寸和重量，左岸八臺(tái)機(jī)組的轉(zhuǎn)輪加工全部在白鶴灘水電站施工區(qū)內(nèi)的東方電機(jī)轉(zhuǎn)輪加工廠進(jìn)行。在過去的12個(gè)月時(shí)間里，首臺(tái)轉(zhuǎn)輪先后經(jīng)過上冠及下環(huán)裝焊、裝配、第一輪焊接、翻身、第二輪焊接、粗磨、精磨、鏜孔等十三個(gè)加工步驟才滿足出廠條件。

東方電機(jī)轉(zhuǎn)輪加工廠負(fù)責(zé)人冷建華說:“為了達(dá)到三峽集團(tuán)提出的‘精品工程’要求，東方電機(jī)內(nèi)部制定了嚴(yán)格的指標(biāo)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都不放棄精品標(biāo)準(zhǔn)?！睋?jù)悉，東方電機(jī)為轉(zhuǎn)輪加工調(diào)度了無數(shù)精兵強(qiáng)將，將加工資源配置提到了該公司的最高級別。

首臺(tái)轉(zhuǎn)輪進(jìn)入焊接階段時(shí)已是2018年4月，正值施工區(qū)氣溫較快上升之際，白天加工廠內(nèi)的最高溫度常常在40度以上，焊接作業(yè)120度的環(huán)境溫度對焊工和現(xiàn)場管理人員來說都是極大的“烤”驗(yàn)。

“為了應(yīng)對高溫，加工廠對焊接作業(yè)進(jìn)行了合理的規(guī)劃，在不放松各項(xiàng)監(jiān)控工作的同時(shí)，優(yōu)化每一位焊工的連續(xù)工作時(shí)間，并在廠內(nèi)配置了防暑降溫物品，在保證作業(yè)人員身體狀況的同時(shí)，也確保了焊接質(zhì)量?！崩浣ㄈA說。

記者了解到，轉(zhuǎn)輪從開始加工到出廠先后通過三個(gè)階段的驗(yàn)收，最終被驗(yàn)收組判定為“精品轉(zhuǎn)輪”。

一個(gè)標(biāo)記的難忘記憶

轉(zhuǎn)輪出廠前，記者在加工廠內(nèi)見到了監(jiān)理團(tuán)隊(duì)的王裕民，他和同事注意到了轉(zhuǎn)輪上冠邊緣的一個(gè)標(biāo)記。

“這個(gè)標(biāo)記是我們上次驗(yàn)收留下的?！蓖踉Ｃ裾f，“這是驗(yàn)收時(shí)的慣例，要是驗(yàn)收結(jié)果符合設(shè)計(jì)圖紙的要求，我們就會(huì)留下一個(gè)標(biāo)記作為記錄?！?/p>

上冠邊緣的標(biāo)記讓王裕民和同事回想起了驗(yàn)收時(shí)的情景。轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)外緣點(diǎn)精度要求高，監(jiān)理團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行這部分驗(yàn)收時(shí)發(fā)現(xiàn)首臺(tái)轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)尺寸與設(shè)計(jì)圖紙完全匹配，在確保質(zhì)量的同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了形態(tài)工整美觀?！百|(zhì)量相當(dāng)高，就像藝術(shù)品一樣。”王裕民和同事用這樣一句話形容加工完成后的首臺(tái)轉(zhuǎn)輪。

王裕民說，轉(zhuǎn)輪上還曾有過許多標(biāo)記，但隨著加工過程的進(jìn)行一些標(biāo)記已經(jīng)看不見了，上冠邊緣的標(biāo)記因?yàn)樵谧钔獠?，加工作業(yè)結(jié)束后有幸留了下來，他和同事打趣說，希望這個(gè)標(biāo)記能留到轉(zhuǎn)輪吊入機(jī)窩的時(shí)候，這對他們來說將會(huì)是一個(gè)難忘的紀(jì)念?！斑@是全球第一臺(tái)百萬機(jī)組轉(zhuǎn)輪，全部采用國產(chǎn)技術(shù)設(shè)計(jì)制造，加工材料也是純國產(chǎn)的，它的順利出廠意義非凡?！?/p>

圖1 加工完成后的轉(zhuǎn)輪

2019年1月12日，在國內(nèi)知名媒體的共同見證下，白鶴灘水電站首臺(tái)百萬千瓦機(jī)組轉(zhuǎn)輪順利出廠。但是，對冷建華這樣的轉(zhuǎn)輪加工參與者來說，萬里長征才邁出了第一步。目前第二臺(tái)轉(zhuǎn)輪焊接工作已經(jīng)完成，后續(xù)加工環(huán)節(jié)正按計(jì)劃穩(wěn)步推進(jìn)，第三臺(tái)轉(zhuǎn)輪也已開始上冠和下環(huán)的裝焊，用冷建華的話說，現(xiàn)在還不是放松的時(shí)候。

首臺(tái)轉(zhuǎn)輪將會(huì)暫時(shí)存放在加工廠區(qū)，預(yù)計(jì)2020年地下廠房施工向機(jī)電交面后吊入機(jī)窩。