兩臺設(shè)備，跨越70年，見證中國能源裝備從追趕到領(lǐng)先的非凡跨越。
一臺，是新中國第一臺水輪機(jī)。那是1951年12月，經(jīng)過艱苦奮斗，哈爾濱電機(jī)廠搶制的800千瓦水輪發(fā)電機(jī)組順利完成轉(zhuǎn)子超速總裝試驗，改寫了新中國不能自主設(shè)計制造發(fā)電設(shè)備的歷史。
一臺，是全球首臺滿負(fù)荷運(yùn)行發(fā)電的百萬千瓦水電機(jī)組。那是2021年6月，金沙江白鶴灘水電站首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，右岸14號機(jī)組率先實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電、投入商運(yùn)。
兩臺設(shè)備，都出自由“一五”期間6項重點建設(shè)項目發(fā)展而來的哈爾濱電氣集團(tuán)有限公司（簡稱“哈電集團(tuán)”）。日前，記者走進(jìn)這家“一五”老廠，實地體驗老企業(yè)的新變化。
從一個“全球首臺”看自主創(chuàng)新之路
又一個“全球首臺”！
7月2日，全球單機(jī)容量最大（500兆瓦）、尺寸最大（直徑6.23米）的沖擊式水輪機(jī)核心部件——形如“太陽花”的轉(zhuǎn)輪從哈電集團(tuán)電機(jī)公司發(fā)運(yùn)，不久后將應(yīng)用于“藏電外送”骨干工程西藏扎拉水電站。
轉(zhuǎn)輪，被稱作沖擊式水電機(jī)組的“心臟”，承擔(dān)著將水流動能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的關(guān)鍵作用。該轉(zhuǎn)輪的成功下線，意味著我國成為全球首個掌握500兆瓦級沖擊式水輪機(jī)全鏈條技術(shù)的國家。
“這臺轉(zhuǎn)輪，凝聚了無數(shù)人的心血。10多個專業(yè)學(xué)科技術(shù)人員聯(lián)合攻關(guān)，夜以繼日工作，終于攻克了‘卡脖子’技術(shù)。”發(fā)運(yùn)儀式上，電機(jī)公司智能制造工藝部副經(jīng)理楊思晉難掩激動。
就拿焊接這一項來說。扎拉水電站設(shè)計水頭671米，轉(zhuǎn)輪時刻要承受高頻率的動態(tài)壓力，焊接制造要求極為嚴(yán)苛。
組建技術(shù)團(tuán)隊，從材料、工藝、變形控制、質(zhì)量保證等多方面，對關(guān)鍵技術(shù)逐一深入研究；組建生產(chǎn)攻關(guān)團(tuán)隊，克服高溫炙烤、反手焊接難度大、層間清理強(qiáng)度大等困難，全力保障焊接質(zhì)量；借助數(shù)字仿真技術(shù)，開展模鍛技術(shù)研究，選用最優(yōu)焊接參數(shù)……付出“汗水+智慧”，歷經(jīng)107天不懈努力，焊接難關(guān)終被攻克。
創(chuàng)新，是日復(fù)一日的拼搏，是攀登高峰的拾級而上。在沖擊式水輪機(jī)研制領(lǐng)域，哈電集團(tuán)電機(jī)公司擁有數(shù)十年技術(shù)積淀，先后參與研制了國內(nèi)外30座電站、67臺套機(jī)組，積累了水力開發(fā)、模型試驗、結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工制造等環(huán)節(jié)豐富經(jīng)驗，為研制更多“全球首臺”打下堅實基礎(chǔ)。
從“一五”到“十四五”，從引進(jìn)、消化、吸收到再創(chuàng)新，70年來，哈電集團(tuán)誕生了新中國第一臺水電機(jī)組、第一臺2.5萬千瓦火電機(jī)組、第一臺艦船主動力裝置，創(chuàng)造了280多項“共和國第一”。
進(jìn)入“十四五”，創(chuàng)新更是被擺到企業(yè)發(fā)展的突出位置。2021年至2024年，哈電集團(tuán)年研發(fā)投入強(qiáng)度始終高于5%，逐步搭建起以全國重點實驗室、國家工程研究中心、原創(chuàng)技術(shù)策源地等國家級創(chuàng)新平臺為依托的“一中心四平臺”創(chuàng)新體系。
研制世界最大容量、最高參數(shù)的5兆瓦電功率超臨界二氧化碳鍋爐，多項技術(shù)國際首創(chuàng)；打造阿聯(lián)酋迪拜哈斯彥電站項目，創(chuàng)造中資公司以投融資和總承包模式進(jìn)入中東電力市場的先例……目前，哈電集團(tuán)已累計生產(chǎn)發(fā)電設(shè)備超過5.5億千瓦，產(chǎn)品覆蓋50多個國家和地區(qū)、裝備海內(nèi)外800多座大中型電站，核電主設(shè)備和重型燃?xì)廨啓C(jī)均約占國產(chǎn)裝機(jī)總量1/3。
從一條產(chǎn)線改造看產(chǎn)業(yè)升級之路
智能機(jī)械臂自動識別訂單，將原料送至機(jī)床，機(jī)床加工出葉片后，將產(chǎn)品有序放至托盤，自動導(dǎo)引運(yùn)輸車（AGV）靈活游走……在哈電集團(tuán)汽輪機(jī)公司葉片分廠中小葉片數(shù)字化產(chǎn)線，一片片葉片從原材料轉(zhuǎn)運(yùn)到裝夾加工再到檢驗入庫，全部通過設(shè)備自動完成，實現(xiàn)全流程自動化加工。
“去年7月，智能化改造完成后，6條產(chǎn)線的用工從45人降至18人，產(chǎn)品一致性和生產(chǎn)效率有效提高。”葉片分廠廠長李緒瑞告訴記者，去年分廠產(chǎn)出近30萬片葉片，今年以來訂單飽滿，產(chǎn)線24小時不停歇運(yùn)行，預(yù)計全年產(chǎn)量可提高20%。
“大型發(fā)電裝備一般是定制化產(chǎn)品，生產(chǎn)線智能化改造難度較大。不過，數(shù)字化智能化是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要方向，再難也要逐步推動。”哈電集團(tuán)創(chuàng)新與數(shù)字化部總經(jīng)理劉新新說。
乘著產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的東風(fēng)，哈電集團(tuán)逐步推進(jìn)產(chǎn)線“煥新”：在電機(jī)公司沖剪車間，45臺機(jī)器人各自忙碌，將硅鋼片精準(zhǔn)裁切成毫米級誤差的定子沖片；在汽輪機(jī)公司葉片分廠，大葉片生產(chǎn)線正進(jìn)行智能化改造，預(yù)計年底投用……
數(shù)字化，體現(xiàn)在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，也已向運(yùn)營維護(hù)環(huán)節(jié)覆蓋。比如，哈電集團(tuán)電機(jī)公司與高校共同研發(fā)的工業(yè)數(shù)字孿生管理系統(tǒng)，已應(yīng)用于三峽、南水北調(diào)泵站等項目，能把設(shè)備的實際運(yùn)行情況實時同步到虛擬世界，相當(dāng)于為設(shè)備建立了一個“數(shù)字分身”。
“過去，判斷設(shè)備是不是有故障，靠老專家‘聽聲辨癥’，如今，系統(tǒng)可以充當(dāng)24小時‘全科醫(yī)生’，會在故障發(fā)生一分鐘內(nèi)發(fā)出警報，還能預(yù)判潛在問題。”電機(jī)公司副總專業(yè)師孫永鑫介紹。目前，這套系統(tǒng)已幫助上百臺大型設(shè)備實現(xiàn)智能運(yùn)行，運(yùn)維成本降低25%。
據(jù)統(tǒng)計，2018年10月以來，哈電集團(tuán)圍繞產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造和數(shù)字化等項目投資近90億元，投資額年均增長28%，建成8個數(shù)字化車間，已建項目生產(chǎn)效率提升近30%。
從一項創(chuàng)新技術(shù)看市場拓展之路
“超低負(fù)荷穩(wěn)燃項目”，在哈電集團(tuán)鍋爐公司采訪，記者聽到這樣一個新名詞。
“打個比方，煤電機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行每小時能發(fā)100萬千瓦時電，現(xiàn)在要求它每小時只發(fā)15萬千瓦時電。就像過去家家戶戶用的煤爐，火不旺時也得燃燒，這對機(jī)組的靈活性是個考驗。”哈電集團(tuán)鍋爐公司研發(fā)人員賈庚告訴記者。
讓煤電機(jī)組在超低負(fù)荷下也能穩(wěn)定燃燒，是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型帶來的新課題。長期以來，煤電在我國電力能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)著主力電源地位。今后，隨著新能源產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展，傳統(tǒng)煤電正向基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源并重轉(zhuǎn)型，平常時段為新能源發(fā)電讓出空間，高峰時段繼續(xù)頂峰出力。眼下，哈電集團(tuán)正在開展廊坊熱電超低負(fù)荷穩(wěn)燃項目研發(fā)。
需求在哪里，研發(fā)和產(chǎn)品就對準(zhǔn)哪里。“十四五”以來，哈電集團(tuán)乘勢而上、聚焦需求，推動煤電機(jī)組適應(yīng)“角色轉(zhuǎn)變”，不斷拓展市場空間。
讓設(shè)備更綠色。2024年11月，哈電集團(tuán)鍋爐公司研制的全球首臺660兆瓦超超臨界、超低能耗循環(huán)流化床鍋爐在陜西彬長示范項目投運(yùn)。這個項目，每年可清潔轉(zhuǎn)化煤泥、矸石等低熱值煤、低品質(zhì)燃料約200萬噸，提高煤炭清潔高效利用水平。
讓設(shè)備更“長壽”。2024年9月，世界首個跨代升級改造項目天津國能盤山項目1號機(jī)組滿負(fù)荷試運(yùn)行。通過應(yīng)用多項煤電“三改聯(lián)動”技術(shù)進(jìn)行改造，機(jī)組煤耗降低14%，供熱能力提高兩倍以上，還延長了30年使用壽命。
與此同時，哈電集團(tuán)還加快布局清潔能源產(chǎn)業(yè)。
壓縮空氣儲能，建設(shè)“超級綠色充電寶”。2024年4月，湖北應(yīng)城300兆瓦級壓氣儲能電站示范工程一次并網(wǎng)成功。其中，哈電集團(tuán)汽輪機(jī)公司研制的全套換熱設(shè)備發(fā)揮了重要作用。
“這套設(shè)備中，創(chuàng)新采用了錯流式翅片換熱管換熱技術(shù)，好比把成千上萬組暖氣片集中到一個圓筒當(dāng)中，空氣流過圓筒，加熱‘暖氣片’中的水，熱量就被高效地儲存起來了，實現(xiàn)了大流量、低阻力的高效換熱。”汽輪機(jī)公司設(shè)計工程師王鐸介紹。
抽水蓄能領(lǐng)域，累計參與60座電站、231臺套抽水蓄能機(jī)組的研制；核電領(lǐng)域，參建石島灣高溫氣冷堆示范工程、巴基斯坦卡拉奇核電站等項目，同時具備三代、四代核電核島主設(shè)備商業(yè)化運(yùn)行業(yè)績；光熱領(lǐng)域，參與國投若羌、中廣核德令哈等光熱發(fā)電項目，市場占有率行業(yè)領(lǐng)先……適應(yīng)能源轉(zhuǎn)型趨勢，哈電集團(tuán)堅持深耕新型電力系統(tǒng)、綠色低碳驅(qū)動系統(tǒng)和清潔高效工業(yè)系統(tǒng)“三個系統(tǒng)”，發(fā)展空間越來越廣闊。今年上半年，企業(yè)營業(yè)收入、利潤總額、正式合同簽約額同比增長均超過25%。
鑄就大國重器，輸出“中國動力”。在哈電集團(tuán)等企業(yè)的努力下，中國能源裝備正昂首前行，闊步走向世界舞臺的中央。