10月18日，哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱“哈電集團(tuán)電機(jī)公司”)自主研發(fā)的扎拉沖擊式水輪機(jī)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(jī)容量達(dá)到500兆瓦的沖擊式水輪機(jī)配水環(huán)管。該成果不僅標(biāo)志著我國(guó)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(qiáng)勁動(dòng)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(guó)家“藏電外送”的重要骨干電站，該水電站由中國(guó)大唐集團(tuán)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(shí)，它也是國(guó)家能源局能源領(lǐng)域首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備項(xiàng)目，承載著我國(guó)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(jī)組，是目前國(guó)內(nèi)唯一的500兆瓦級(jí)高水頭、大容量沖擊式水電機(jī)組研制及應(yīng)用示范項(xiàng)目。電站共規(guī)劃安裝兩臺(tái)500兆瓦沖擊式水輪發(fā)電機(jī)組，這兩臺(tái)機(jī)組不僅單機(jī)容量大，而且功率高、技術(shù)先進(jìn)，其研制難度堪稱世界之最。
配水環(huán)管作為沖擊式水輪機(jī)的核心部件之一，重要性不言而喻。在機(jī)組運(yùn)行過程中，確保配水環(huán)管可時(shí)刻承受巨大的水壓力，是機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵所在。
“我們從2021年開始，就針對(duì)扎拉配水環(huán)管開展了自主化研制工作。”哈電集團(tuán)電機(jī)公司產(chǎn)品設(shè)計(jì)部主任設(shè)計(jì)員王洪斌介紹，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過無數(shù)次試驗(yàn)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(jì)精巧、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。王洪斌介紹，它水力性能好、設(shè)計(jì)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(zhǎng)度超過10米，管口最大尺寸更是達(dá)到了3.7米。這種管徑設(shè)計(jì)，顯著增加了進(jìn)入機(jī)組的水流量，使得水流的流速更低，機(jī)組的運(yùn)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(qiáng)度鋼板和特殊焊接加工技術(shù)。”哈電集團(tuán)電機(jī)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(dá)到592平方米，總裝配重量更是高達(dá)370噸，可以承受高達(dá)12.6兆帕的試驗(yàn)壓力，充分展現(xiàn)了我國(guó)水電裝備制造行業(yè)的卓越實(shí)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(jì)，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(yàn)收合格，哈電集團(tuán)電機(jī)公司創(chuàng)新性地融合了多項(xiàng)加工制造技術(shù)。該公司針對(duì)配水環(huán)管鋼板強(qiáng)度高、焊接加工難、空間尺寸大等特點(diǎn)，開展了一系列技術(shù)攻關(guān)行動(dòng)。
在保證鋼板成型質(zhì)量方面，哈電集團(tuán)電機(jī)公司應(yīng)用激光跟蹤儀進(jìn)行輔助測(cè)量和調(diào)整，將精密測(cè)量的實(shí)際數(shù)據(jù)與理論三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)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(shí)，通過數(shù)字化分析技術(shù)，他們對(duì)偏差進(jìn)行精確修正和調(diào)整，使得焊接一次交檢合格率達(dá)97%以上。
為了攻克配水環(huán)管的加工難關(guān)，哈電集團(tuán)電機(jī)公司集合生產(chǎn)資源，調(diào)配高精度測(cè)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(yàn)的方法，以及高精測(cè)量聯(lián)合修正的技術(shù)手段，開展24小時(shí)不停滯的生產(chǎn)攻關(guān)。”該公司項(xiàng)目服務(wù)管理部項(xiàng)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(shí)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(jìn)度。最終，經(jīng)過不懈努力，哈電電機(jī)成功自主研制出了這一重大裝備。
“扎拉水電站的建成投運(yùn)，將有力推動(dòng)西藏地區(qū)清潔能源的開發(fā)利用，為‘藏電外送’的實(shí)施提供有力支撐。”李曉峰說，這一項(xiàng)目的成功實(shí)施也將為我國(guó)水電裝備制造領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。
