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金沙江白鶴灘水電站問鼎工程界“諾貝爾獎”!

來源:哈爾濱電氣集團有限公司

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發布時間:2023-10-25

        菲迪克是全球工程咨詢行業權威性的國際非政府組織,制定行業的國際標準,代表行業的最高水平。2013年,菲迪克成立百年之際,按照“質量、廉潔、可持續管理”的核心原則,首次評選“百年工程項目獎”,此后每年都在全球范圍內評選表彰一批對世界經濟社會發展具有突出作用的工程項目。

        2023年度菲迪克工程項目獎設立“卓越獎”“杰出獎”和“優秀獎”三個等次,并依據項目體量進行了分類。白鶴灘水電站榮獲本年度最高等獎次——卓越工程項目獎,也是四個獲此殊榮的項目中唯一的水電工程。 

        白鶴灘水電站是實施“西電東送”的國家重大工程,位于四川省寧南縣和云南省巧家縣境內,裝機規模1600萬千瓦,是僅次于三峽工程的世界第二大水電站。電站開發任務以發電為主,兼顧防洪、航運,并促進地方經濟社會發展。哈電集團作為水電站右岸8臺百萬機組的主機供貨商,在中國三峽集團的統一組織下,與參建各方一道,成功打造出一張新的國家水電名片,夯實了中國水電引領者地位。
        白鶴灘水電站是當今世界技術難度最大的水電工程,主要技術指標創下六項世界第一:水輪發電機單機容量為百萬千瓦世界第一,地下洞室群規模世界第一,圓筒式尾水調壓室規模世界第一,300米級高拱壩抗震參數世界第一,無壓泄洪洞群規模世界第一,首次全壩使用低熱水泥混凝土。白鶴灘水電站建設填補了眾多技術空白,推動中國水電行業勘測、設計、制造、施工、管理水平取得全方位提升,進一步提升了中國水電的世界引領地位。
        2021年6月28日,哈電集團研制的全球單機容量最大功率百萬千瓦金沙江白鶴灘水電站機組發出了第一度電。習近平總書記致金沙江白鶴灘水電站首批機組投產發電賀信,稱贊“全球單機容量最大功率百萬千瓦水輪發電機組,實現了我國高端裝備制造的重大突破”。


        2022年12月20日,隨著“哈電造”的白鶴灘水電站最后一臺機組高質量投入商業運行,標志著世界最大清潔能源走廊全面建成。
       哈電集團在白鶴灘百萬千瓦水電機組的創新,主要包括兩個部分:一是單機容量從80萬千瓦躍升到100萬千瓦;二是水輪機采用了長短葉片轉輪,同時實現了寬負荷高效穩定運行。團結奮斗的哈電人在白鶴灘項目建設過程中,攻克了一系列世界級技術難題,實現了中國水電從跟跑、并跑,再到領跑世界的歷史性跨越:
01

百萬千瓦機組實現了0-100%全負荷安全穩定運行

02

首創15長+15短的長短葉片轉輪,水輪機最優效率達96.7%

03

發電機應用具有自主知識產權的全空氣冷卻技術,轉子溫度均勻度提升3%

04

采用24千伏水電行業最高電壓等級,絕緣研制領域達到世界領先水平


    尤其值得一提的是,哈電集團研制的機組相比而言耗水率更低,在額定工況下,每臺機組年節約水資源約2億立方米,對資源利用具有更強的經濟性能。

百萬千瓦水電機組的前世今生

        早在1958年召開的全國科學規劃會上,我國行業專家提交了《三峽樞紐水利機組容量論證初步意見》,提出“百萬水電機組”的構想,開啟了逐夢征程的起點。

        2007年,哈電集團電機公司向國家科技部提交了“1000兆瓦水力發電機組研究”項目可行性研究報告,同年以國家科技支撐計劃項目“1000兆瓦水力發電機組研究”為依托,承接了7個國家科技支撐項目課題的研究工作。

        2011年,白鶴灘可行性階段裝機容量選擇審查會上,國家審批通過百萬千瓦水電機組可行性,確定了白鶴灘電站全部采用百萬千瓦級的水電機組。過程中,哈電集團將“白鶴灘百萬千瓦水電機組”的多項研究成果,在三峽、溪洛渡、向家壩機組上進行了成功驗證,哈電集團已經完全具備了研制白鶴灘百萬千瓦機組的能力。

        2012年開始,根據白鶴灘工程的實際特點,哈電集團電機公司有針對性地進行技術優化,貫徹落實“七個零”標準,追求把白鶴灘機組打造成“傳世精品”,針對巨型機組穩定性、水力設計、電磁設計、發電機冷卻、絕緣技術、結構剛強度及測試方法等方面進行專項研究和試驗,獲得了一大批新理論、新技術、新測試分析方法及發明專利,攻克了許多世界性的技術壁壘,實現了歷史性的跨越。

長短葉片轉輪效率達96.7% 屬世界領先

        轉輪作為水電機組的“心臟”,是機組中研發難度最大,制造難題最多的部件,也是影響機組運行效率和穩定性的最為關鍵的部件,堪稱“水電珠峰上的皇冠”。
        從2007年啟動國家科技支撐計劃百萬千瓦水力性能研究時起,哈電集團就站在“高質量發展”的戰略層面,從“為國家帶來最大的經濟和社會效益”的長遠目標出發,開展國家科研課題攻關,對水輪機水力設計及穩定性能等課題進行深入研究。
        為了破譯“轉輪綜合效能最優”的極限密碼,根據機組運行水頭高、電壓等級高、容量大等特點,因地制宜地對發電機、水輪機轉輪進行多輪次優化設計,先后研制了13個水輪機轉輪模型。
        經過多番比較,哈電集團最后創新性地選擇采用15長15短的長短葉片結構轉輪,并通過堅持不懈地努力,將白鶴灘轉輪的最優效率提升到96.7%,轉輪運行的穩定性達到新的高度。
        與常規轉輪相比,長短葉片轉輪顯得更加“全能”,其完美綜合了長葉片和短葉片的優點,機組運行的能量轉換更充分、穩定性更好、空化性能更優良,進一步提高了機組運行效率最高效率和加權平均效率,讓機組在全負荷運行范圍內的穩定性與安全性實現了質的飛越,可以實現全負荷調節運行。

        從2018年4月至2022年12月,哈電人歷時4年多的時間,不斷用平凡締造“不凡”,用辛勤汗水鑄就“大國重器”,所研制的直徑8.87米、高3.8米,總重338噸的轉輪全部達到或優于精品標準,第三臺轉輪更是創下全球首個巨型長短葉片轉輪“零配重”的突破性業績,堪稱打造了一顆白鶴灘水電機組的“天然優異心臟”。

        而今,百萬千瓦機組已經成為一個時代的符號,在與白鶴灘百萬千瓦機組“揮手告別”的同時,目光堅毅的哈電人正團結奮斗,圍繞服從服務國家戰略,以實際行動推動國家能源裝備高質量發展。


 延伸閱讀:

        國際咨詢工程師聯合會(法文縮寫FIDIC)中文音譯為菲迪克,于1913年由歐洲3國(比利時、法國和瑞士)獨立的咨詢工程師協會在比利時根特成立。FIDIC是國際上最有權威的被世界銀行認可的咨詢工程師組織,它制定的有關工程建設項目管理合同條款和標準,代表了行業最高水平,在國際上得到廣泛應用。2013年,在菲迪克成立百年之際,按照“質量、廉潔、可持續”的核心價值理念,菲迪克首次組織評選“百年工程項目獎”,此后每年都在全球范圍內評選表彰一批對世界經濟社會發展具有突出作用的工程項目。

        2023年度菲迪克工程項目獎設立“卓越獎”“杰出獎”和“優秀獎”三個等次,依據項目體量分為“大型項目”“大中型項目”“中小型項目”“小型項目”四類。中國工程咨詢協會作為中國工程咨詢行業在菲迪克的代表,推薦國內項目參加評選,此次我國有7個交通項目、2個能源項目和1個水利項目,共10個項目獲獎,占全球獲獎項目總數的三分之一。具體獲獎項目和單位名單如下:

一、卓越工程項目獎

1.金沙江白鶴灘水電站

二、杰出工程項目獎

1.和田至若羌鐵路

2.佩列沙茨跨海大橋

3.西藏拉洛水利樞紐及配套灌區工程

三、優秀工程項目獎

1.濟南市軌道交通3號線一期

2.南寧市軌道交通5號線一期工程

3.金華—義烏—東陽市域軌道交通工程

4.綠汁江特大橋

5.福建福清核電5、6號機組

6.杭州西站綜合交通樞紐工程

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