10月24日，對于我國水電裝備制造行業(yè)來說，具有里程碑式的意義。由哈電集團哈爾濱電機廠有限責任公司(以下簡稱哈電機)制造的———我國自主研發(fā)、設(shè)計制造、世界單機容量最大的首臺向家壩800兆瓦級水輪發(fā)電機組并網(wǎng)發(fā)電，使我國水輪發(fā)電機制造水平由700兆瓦級躍升至800兆瓦級。標志著哈電機這個國有商標已經(jīng)成為國際電力裝備制造行業(yè)的領(lǐng)軍品牌。

　　深秋，源源不斷的金沙江水奔騰著沖過向家壩電站。看似平靜的向家壩水電站，正在用它那顆世界上最強勁的"心臟"持續(xù)地轉(zhuǎn)化著不竭的動力，把蘊含著光明和能量的清潔能源送到祖國最需要的地方。向家壩電站的這顆"動力之心"，是哈電機人歷經(jīng)10余年拼搏、創(chuàng)造之后，再一次獻給祖國和人民的盛禮。

　　據(jù)專家介紹，向家壩"動力之心"是額定單機容量為812兆瓦的水輪發(fā)電機組，是目前世界上單機容量最大的水輪發(fā)電機組。該機組由哈電機自主研發(fā)、設(shè)計制造，機組運行穩(wěn)定、操控可靠、狀態(tài)良好，多項指標超過合同標準，制造技術(shù)達到世界領(lǐng)先水平。

　　領(lǐng)銜中國創(chuàng)造

　　對于身處向家壩電站現(xiàn)場的中國長江三峽集團公司、向家壩機組制造安裝及監(jiān)理單位的專家來說，10月24日是不平凡的一天，他們親歷了國產(chǎn)首臺世界最大機組投產(chǎn)運行的歷史時刻，見證了國產(chǎn)巨型機組的優(yōu)異性能。在試運行的72小時中，檢測結(jié)果顯示，機組的功率、轉(zhuǎn)速等主要參數(shù)指標完全符合合同要求，各關(guān)鍵部位的震動、擺度等指標均高于標準要求。其中，上導(dǎo)軸承和水導(dǎo)軸承和下導(dǎo)軸承的擺度峰值僅相當于業(yè)內(nèi)對精品機組要求峰值的50%;最關(guān)鍵的布置在直徑4.4米平面圓周上的24件推力軸承瓦最高工作溫度差僅為1.7攝氏度，遠低于業(yè)內(nèi)對精品機組瓦溫最高溫差3攝氏度的要求。向家壩機組在試運行中的優(yōu)秀表現(xiàn)，實現(xiàn)了哈電機"確保溪洛渡和向家壩機組臺臺創(chuàng)精品"目標，創(chuàng)造了我國自主研發(fā)、設(shè)計制造水輪發(fā)電機組的最高紀錄。

　　實際上，這已經(jīng)是哈電機在2013年第二次刷新我國電力裝備制造行業(yè)的最高紀錄。

　　今年7月27日，該公司剛剛創(chuàng)造了我國自主研發(fā)、設(shè)計制造水輪發(fā)電機組的最高紀錄，為三峽公司制造的單機容量700兆瓦級水輪發(fā)電機組，被作為溪洛渡首批、左岸首臺機組投產(chǎn)發(fā)電，機組質(zhì)量創(chuàng)國內(nèi)最好，制造技術(shù)達到世界先進水平。僅僅相隔兩個多月，哈電機為向家壩電站制造的單機容量800兆瓦級機組又成功發(fā)電，再次刷新了歷史紀錄，這臺"中國創(chuàng)造"的產(chǎn)品硬生生地使水輪發(fā)電機組的單機容量一下子提升了一個大等級，一時間，哈電機再次成為國內(nèi)外行業(yè)關(guān)注的焦點。

　　領(lǐng)先世界技術(shù)

　　作為世界單機容量最大的機組，向家壩機組代表著世界水電機組制造的最高水平。對于研發(fā)向家壩機組的哈電機而言，這不僅是一個任務(wù)，更是一種使命，一種中國水電事業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的使命。

　　向家壩機組的許多指標比世界矚目的三峽機組還要高。與三峽機組相比較，單機容量從700兆瓦級變成了800兆瓦級，最優(yōu)效率從94.63%上升到了94.65%，機組的穩(wěn)定性、空化性能等指標均有所提高。

　　為了使祖國水電事業(yè)邁上更高的水平，哈電機在向家壩項目競標前就堅定了信念，不僅要擊敗國內(nèi)外競爭對手，拿下向家壩項目合同，而且還要將向家壩機組打造成精品工程。為此，哈電機專門設(shè)立了向家壩電站研究課題，組織了大量優(yōu)秀科技人員，應(yīng)用具有國際領(lǐng)先水平的高水頭水力機械試驗臺設(shè)備，針對世界最大的向家壩水輪發(fā)電機組自主設(shè)計和制造，展開了科技攻關(guān)。

　　科研攻關(guān)中，科研團隊應(yīng)用先進的設(shè)計理論對水輪機內(nèi)部流動進行了分析，針對水流在局部空間和時間內(nèi)都存在混沌不確定性的特點，準確地找出了水流在水輪機內(nèi)流動的規(guī)律，采用了環(huán)量控制的方法，實現(xiàn)了對機組水流流動的宏觀控制。在進一步的研究中，把環(huán)量控制和空化設(shè)計方法引入科研設(shè)計優(yōu)化之中，成功消除了壓力脈動的周期性疊加和反饋放大問題，保證了機組運行的穩(wěn)定性。

　　"我們所研發(fā)模型轉(zhuǎn)輪的水力性能達到了世界領(lǐng)先水平。"時任哈電機向家壩科研課題負責人的覃大清自豪地說。

　　為攻克科研難題，覃大清帶領(lǐng)科研團隊先后制定了幾十套方案，經(jīng)對比和驗證，陸續(xù)優(yōu)化并制作了6個模型轉(zhuǎn)輪;經(jīng)歷了近兩年的試驗篩選，逐步提高了模型轉(zhuǎn)輪的各項性能指標。攻關(guān)團隊的心血沒有白費，在解決了向家壩機組一系列世界級的科研難題后，機組模型轉(zhuǎn)輪試驗的最優(yōu)效率最終達到了94.95%，遠高于向家壩項目94.65%的招標要求，超越了國內(nèi)外的強勁對手。

　　在課題評審會上，行業(yè)專家對哈電機向家壩機組科研課題的成果做出評價："具有優(yōu)秀的水力穩(wěn)定性能、高效的效率水平、優(yōu)異的空化性能，無高部分負荷壓力脈動，解決了世界性的難題。"

　　在與國內(nèi)同行及國外大公司的同臺對比中，哈電機憑借卓越的科研成果、合理的方法和科學的方案，獲得了三峽集團公司的認可，如愿以償?shù)丶缲撈鹆宋覈灾髟O(shè)計制造向家壩800兆瓦級水電機組的光榮使命。

　　破解世界難題

　　向家壩機組剛剛進入設(shè)計階段時，在三峽機組上出現(xiàn)的一個問題引起了業(yè)主和哈電機的關(guān)注。在三峽左岸一臺由國外公司設(shè)計、制造的機組運行中，"誤同期"并網(wǎng)時出現(xiàn)問題，使支路電流瞬間升高，導(dǎo)致匯流環(huán)被蹦開，并引起了嚴重短路。這件事情發(fā)生后，"誤同期"并網(wǎng)對于機組的損害，在世界范圍內(nèi)，第一次被列入了主機設(shè)備制造需要考慮的問題。在巨型機組上，"誤同期"并網(wǎng)瞬間產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，與一直以來標準所要求耐受的短路轉(zhuǎn)矩相差很大。所以，使機組"誤同期"并網(wǎng)不產(chǎn)生損害，對于主機設(shè)備制造廠來說，是一個巨大的挑戰(zhàn)。三峽公司希望哈電機在向家壩機組設(shè)計上解決這個國外同行未能解決的問題。

　　哈電機在接到三峽公司安排的任務(wù)后，時任向家壩項目主任設(shè)計師的夏佑安帶領(lǐng)團隊成員立刻投入到結(jié)構(gòu)研究中。"誤同期"的電流可以很快計算出來，但是它作用在機組上，不同位置的力都不相同，而最大力的位置又不一定能對機組產(chǎn)生最嚴重的危害。

　　連續(xù)半個月，夏佑安和他的助手，反復(fù)設(shè)計研究，最終研究創(chuàng)新了一套有效提高效率的方法，高效地完成了"誤同期"并網(wǎng)時的匯流銅環(huán)受力計算，滿足了機組誤同期工況的要求。

　　據(jù)夏佑安介紹，如此全面、深入地研究匯流銅環(huán)受力及結(jié)構(gòu)強度課題，在國內(nèi)外都是首次，它不僅解決了發(fā)電機在工程設(shè)計過程中的實際問題，也為哈電機在今后的大型電站更規(guī)范地進行計算、設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。

　　打造行業(yè)精品

　　向家壩雖然是我國第三大水電站，但單機容量卻是世界最大，如何完成制造并將其打造成精品?無論三峽的經(jīng)驗多么成功，都會有更多未知的挑戰(zhàn)等著哈電機人去超越。

　　作為世界上單機容量最大的水輪發(fā)電機組，向家壩機組的主要部件幾乎都具有體積大、噸位重的特點。就拿導(dǎo)水機構(gòu)頂蓋來說，這一個工件的重量就達到340余噸、直徑近13米，翻身、起吊和加工都難度巨大;其中，拼焊頂蓋用的鋼板最大厚度達230毫米，要焊接完頂蓋，光焊絲就需要近20噸，也就是說，即使一個焊工一刻不停地焊，也需要330多天才能焊完。何況，其間還要遵守固定的工藝流程、滿足苛刻的技術(shù)要求、符合嚴格的檢查標準。打造向家壩精品機組的難度由此可見一斑。

　　2012年3月22日，經(jīng)過業(yè)主聯(lián)合檢查組專家的全面檢查，確認向家壩導(dǎo)水機構(gòu)各測量尺寸全部滿足圖紙要求，開關(guān)試驗、密封性能良好，模擬工作狀態(tài)試驗完全符合合同要求———世界單機容量最大機組的導(dǎo)水機構(gòu)在哈電機自主設(shè)計制造成功。這標志著機組的主要制造瓶頸被突破。

　　現(xiàn)場預(yù)裝完成后的向家壩導(dǎo)水機構(gòu)高7.8米，外徑尺寸近13米，總重達970余噸，遠高于三峽機組導(dǎo)水機構(gòu)736噸的總重。

　　向家壩整機更令人嘆為觀止。整個水輪發(fā)電機組的總重量達到7000噸，上下高度近50米，相當于一座10多層大樓的高度。如此巨大的設(shè)備不停運轉(zhuǎn)，而機組的震動、擺度值均小于1毫米，確實讓人驚嘆。能夠做到這一點，完全得益于哈電機的精品制造。