中国工程院院士梁维燕：我见证中国水电提速

2017-08-29 11:13:37 中国经济周刊　点击量：评论 (0)

文章导读：从新中国制造第一台800千瓦的四川下硐水电站立式水轮发电机组，到具备制造32万千瓦水电机组制造能力，到制造三峡工程70万千瓦巨型机组，再到溪洛渡、向家坝水电站80万千瓦机组，一直到世界最大单机容

文章导读：从新中国制造第一台800千瓦的四川下硐水电站立式水轮发电机组，到具备制造32万千瓦水电机组制造能力，到制造三峡工程70万千瓦巨型机组，再到溪洛渡、向家坝水电站80万千瓦机组，一直到世界最大单机容量100万千瓦的白鹤滩空冷发电机组，我见证了中国水电制造业60年发展历程。

中国工程院院士梁维燕

2017年7月27日，四川凉山州，在建的白鹤滩水电站位于金沙江上游的崇山之间。视觉中国

梁维燕，发电工程和设备制造专家，哈工大特种电机研究所所长、哈尔滨电气集团专家委员会原副主任，中国工程院院士。长期从事大电机和水轮机制造工作，参与了我国第一台800千瓦立式水轮发电机组制造工作;主持研制达到国际先进水平的长江葛洲坝12.5万千瓦水电机组，获国家科技进步特等奖;主持全国第一台引进技术制造的60万千瓦汽轮发电机;参与三峡机组论证，肯定大型水轮发电机组国内制造的可行性，曾兼任国务院三峡建设委员会三峡枢纽工程质量检查专家组成员、中国电工技术学会常务理事。

从新中国制造第一台800千瓦的四川下硐水电站立式水轮发电机组，到具备制造32万千瓦水电机组制造能力，到制造三峡工程70万千瓦巨型机组，再到溪洛渡、向家坝水电站80万千瓦机组，一直到世界最大单机容量100万千瓦的白鹤滩空冷发电机组，我见证了中国水电制造业60年发展历程。

“百万水电机组”的梦想始于60年前

1951年，按美国西屋公司的技术，哈尔滨电机厂和沈阳高压开关厂水轮机车间自行设计制成我国第一台800千瓦立式水轮发电机组，安装在四川长寿下硐水电站。1954年制成北京官厅水电站1万千瓦水电机组，同年转向全面学习苏联，在苏联专家指导下设计水电机组;1959年制成浙江新安江7.25万千瓦水电机组;1960年苏联专家撤退后，走独立自主、自行设计制造之路;1968年制成甘肃刘家峡水电站22.5万千瓦水电机组。1966年支援三线建设，四川三大动力厂投产，东方电机厂在德阳开始生产大型水轮机和各类电机等。

1958年12月召开的“全国三峡科学规划会”安排，哈尔滨电机厂等单位按200米水头编写的《三峡枢纽水利机组容量论证初步意见》，提出研制30万千瓦、45万千瓦、60万千瓦、80万千瓦、100万千瓦水电机组等5个方案构想，以及相应的设计参数、结构、尺寸和装配图，这是在我国工程项目中首次提出“百万水电机组”。

1970年11月，一机部、水电部就葛洲坝工程中的水轮发电机组召开设计生产会议，确定机组容量为17万千瓦，转轮直径11.3米，采用4叶片的A30转轮。但是当两台17万千瓦机组投料后，发现选用的叶片材料并不合适，无法保证机组的安全运行。之后进行了两次技术调整方案，最后在1974年2月确定了最终方案，葛洲坝二江电厂7台机组中的两台17万千瓦机组由东方电机厂制造试验机组，5台12.5万机组由哈尔滨电机厂生产，大江中的14台小机中8台由哈尔滨电机厂生产，1982年机组制造完工。这时候，我担任哈尔滨电机厂有限责任公司(下称“哈电机”)葛洲坝机组试制总负责人。

在葛洲坝机组的研制过程中，产学研合作的模式非常典型。创新的主体是企业，课题是企业提出来的，然后和高校、科研单位结合起来攻关。哈电通过内部协作、联合攻关也掌握了一些世界领先的核心技术。葛洲坝12.5万千瓦机组开创了世界上最早在定子线棒绝缘成型技术上采用一次模压成型工艺的先河。这样，葛洲坝12.5万千瓦机组率先在世界上采用多胶环氧粉云母带与半导体层一次模压成型的新工艺。2006年，在第一届水力发电技术国际会议上，我在总结我国大型水电机组技术进步的历程时，把此项技术作为我国大型水电机组技术进步三大关键技术之一。

从上世纪90年代起，哈电机开启了“三峡时代”。当时在三峡左岸，哈电机还只能做一个寂寂无闻的分包商，而在三峡右岸机组制造中，哈电机以其“独门绝技”，实现技术上的两大突破——开发的优质新型转轮为机组提高了稳定性，攻克了水轮机高部分负荷压力脉动带的难题;全空冷技术的应用，打破了国外水电强国对全空冷水轮发电机极限出力为60万千瓦的设计理念，开创了大容量全空冷发电机运行的新时代。

白鹤滩水轮发电机组漫长的研发过程

1988年，我调入哈尔滨电气集团公司(下称“哈电集团”)，兼任水力发电设备国家重点实验室主任，工作上与三峡工程和中国三峡集团联系更加紧密了。

其后，科技部把白鹤滩百万千瓦机组列入重大研究课题。围绕白鹤滩百万千瓦机组国家支撑计划项目课题，哈电集团与三峡集团合作很好，联合国内知名研究院、研究所、高等院校和企业，组成7个攻关团队，将产、学、研、用相结合，在三峡集团大力支持下，课题研究项目进展十分顺利，获得了一大批新理论、新技术、新测试分析方法及发明专利。

2007年，哈电机向国家科技部提交了“百万千瓦水电机组研究”项目可行性研究报告，经国家组织验收认为，白鹤滩百万千瓦机组课题研究成果达到国际领先水平。同年，受中国水电水利规划设计总院委托，哈电机还承接了百万千瓦级水电机组《制造可行性分析》专题研究，并提出百万千瓦级水电机组《制造可行性分析专题研究报告》。

在项目执行期间，哈电机得到了三峡集团大力支持，三峡集团根据白鹤滩、乌东德工程实际特点，先后委托哈电机开展了6个关于百万千瓦水轮发电机组专项技术的研究，使哈电机的研究开发工作更具针对性，更接近工程实际。

2008年，哈电机承接了向家坝左岸4台套80万千瓦和溪洛渡6台套77万千瓦全空冷水轮发电机组研制合同，其中，向家坝机组为当今世界已运行单机容量最大的机组，也是国内首个80万千瓦等级的机组。哈电机在机组研制期间，采用了“白鹤滩百万千瓦水电机组”的多项研究成果，使未来“百万千瓦水电机组”研究得到进一步工程验证。

2011年3月，白鹤滩水电机组局部通风及温升试验顺利完成，验证了百万机组采用全空冷方式是完全可行的。专家认为，哈电机已经完全掌握了一套独有的全空冷技术。

当时，我们把百万千瓦水轮机水力设计及稳定性研究，水轮机参数选择及机组结构优化、新材料、新工艺技术研究等全部放在这个试验平台上完成了。之前国际上得出的结论认为，大于60万千瓦的水轮发电机定子必须是水冷，我们研究中得出的结论是可以做成空冷的。

三峡右岸电站单机70万千瓦机组、溪洛渡水电站单机78万千瓦机组、向家坝水电站单机80万千瓦发电机都是全空冷，这些都是之前白鹤滩水电站课题研究成果的成功应用，这是一个很大的突破。三峡右岸电站机组、溪洛渡电站机组、向家坝电站机组现在都运行良好，积累了很多运行经验，所以对白鹤滩电站机组是完全可以放心的。

百万千瓦机组夯实了中国水电技术的引领地位

早在十几年前，我就提出，三峡水电机组是我国引进、消化、吸收、再创新的范例。三峡机组运行状况良好，证明我国参与合作制造的70万千瓦巨型机组达到技术标准。但国际上制造水电设备的主要知名企业，都在中国建立了水电设备合资企业，未来竞争十分激烈，中国企业只有不断自主开发才能在市场竞争中发展。

三峡集团建设百万千瓦机组，不仅是充分发挥白鹤滩水电站效益的现实需要，也将进一步提升中国水电机组及配套装备的设计制造能力，百万千万机组推动重大装备国产化达到新高度。

因此，哈电机从100万千瓦水轮发电机组的安全高效运行角度出发，重点针对巨型机组稳定性、水力开发、电磁、结构、绝缘技术、疲劳破坏和过渡过程、通风冷却试验及测试方法等方面进行科研攻关，取得了丰硕成果，推动我国巨型水轮发电机组制造技术不断走向成熟。百万千瓦机组夯实了中国水电技术的引领地位。在水电装备制造业方面，“以国内为主”的概念任何时候都不能变。

在三峡机组制造过程中，已经成功实现了引进、消化、吸收、再创新的技术路线。在转轮制造方面，从三峡机组开始就有了很大提高，哈电机已经完全掌握了转轮模型试验技术，并且在三峡机组转轮铸造中使用了精炼不锈钢材料、数控加工、按设计规定区域运行，在国内外转轮制造史上首先实现“没有裂纹”。

早在2007年，哈电机就完成国家支撑计划项目可行性研究项目，向国家科技部提交了“24千伏/26千伏级线棒绝缘材料、结构、制造工艺及装备”研究成果。通过三峡右岸电站70万千瓦机组、溪洛渡电站78万千瓦机组、向家坝电站80万千瓦机组制造，已经为白鹤滩电站机组制造创造了很好的条件。

一系列成熟的技术成果可以应用到白鹤滩电站机组制造中去。因此，我对白鹤滩水电站百万千瓦机组制造安装运行充满信心。

百万千瓦机组是全球水电制造业面临的一次巨大挑战，确保百万千瓦机组制造质量是关键。我建议，白鹤滩水电站机组制造过程中，要特别重视加强管理，尤其材料的管理十分复杂。加强企业管理，提高制造产品质量，这是永远不能放松的话题。产品质量要靠每一位员工去实现，是全员行动，这方面的工作更要加强。

白鹤滩水电站全面开工了，参建单位全体职工共同努力，保证电站工程及机组制造安装质量。预祝白鹤滩水电站顺利建成，各位职工身体健康!