兩臺設備，跨越70年，見(jiàn)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。那是1951年12月，經(jīng)過(guò)艱苦奮斗，哈爾濱電機廠(chǎng)搶制的800千瓦水輪發(fā)電機組順利完成轉子超速總裝試驗，改寫(xiě)了新中國不能自主設計制造發(fā)電設備的歷史。
一臺，是全球首臺滿(mǎn)負荷運行發(fā)電的百萬(wàn)千瓦水電機組。那是2021年6月，金沙江白鶴灘水電站首批機組投產(chǎn)發(fā)電，右岸14號機組率先實(shí)現并網(wǎng)發(fā)電、投入商運。
兩臺設備，都出自由“一五”期間6項重點(diǎn)建設項目發(fā)展而來(lái)的哈爾濱電氣集團有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“哈電集團”）。日前，記者走進(jìn)這家“一五”老廠(chǎng)，實(shí)地體驗老企業(yè)的新變化。
從一個(gè)“全球首臺”看自主創(chuàng )新之路
又一個(gè)“全球首臺”！
7月2日，全球單機容量最大（500兆瓦）、尺寸最大（直徑6.23米）的沖擊式水輪機核心部件——形如“太陽(yáng)花”的轉輪從哈電集團電機公司發(fā)運，不久后將應用于“藏電外送”骨干工程西藏扎拉水電站。
轉輪，被稱(chēng)作沖擊式水電機組的“心臟”，承擔著(zhù)將水流動(dòng)能轉化為機械能的關(guān)鍵作用。該轉輪的成功下線(xiàn)，意味著(zhù)我國成為全球首個(gè)掌握500兆瓦級沖擊式水輪機全鏈條技術(shù)的國家。
“這臺轉輪，凝聚了無(wú)數人的心血。10多個(gè)專(zhuān)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)?！卑l(fā)運儀式上，電機公司智能制造工藝部副經(jīng)理楊思晉難掩激動(dòng)。
就拿焊接這一項來(lái)說(shuō)。扎拉水電站設計水頭671米，轉輪時(shí)刻要承受高頻率的動(dòng)態(tài)壓力，焊接制造要求極為嚴苛。
組建技術(shù)團隊，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)團隊，克服高溫炙烤、反手焊接難度大、層間清理強度大等困難，全力保障焊接質(zhì)量；借助數字仿真技術(shù)，開(kāi)展模鍛技術(shù)研究，選用最優(yōu)焊接參數……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，是日復一日的拼搏，是攀登高峰的拾級而上。在沖擊式水輪機研制領(lǐng)域，哈電集團電機公司擁有數十年技術(shù)積淀，先后參與研制了國內外30座電站、67臺套機組，積累了水力開(kāi)發(fā)、模型試驗、結構設計、加工制造等環(huán)節豐富經(jīng)驗，為研制更多“全球首臺”打下堅實(shí)基礎。
從“一五”到“十四五”，從引進(jìn)、消化、吸收到再創(chuàng )新，70年來(lái)，哈電集團誕生了新中國第一臺水電機組、第一臺2.5萬(wàn)千瓦火電機組、第一臺艦船主動(dòng)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，哈電集團年研發(fā)投入強度始終高于5%，逐步搭建起以全國重點(diǎn)實(shí)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(chǎng)的先例……目前，哈電集團已累計生產(chǎn)發(fā)電設備超過(guò)5.5億千瓦，產(chǎn)品覆蓋50多個(gè)國家和地區、裝備海內外800多座大中型電站，核電主設備和重型燃氣輪機均約占國產(chǎn)裝機總量1/3。
從一條產(chǎn)線(xiàn)改造看產(chǎn)業(yè)升級之路
智能機械臂自動(dòng)識別訂單，將原料送至機床，機床加工出葉片后，將產(chǎn)品有序放至托盤(pán)，自動(dòng)導引運輸車(chē)（AGV）靈活游走……在哈電集團汽輪機公司葉片分廠(chǎng)中小葉片數字化產(chǎn)線(xiàn)，一片片葉片從原材料轉運到裝夾加工再到檢驗入庫，全部通過(guò)設備自動(dòng)完成，實(shí)現全流程自動(dòng)化加工。
“去年7月，智能化改造完成后，6條產(chǎn)線(xiàn)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?！比~片分廠(chǎng)廠(chǎng)長(cháng)李緒瑞告訴記者，去年分廠(chǎng)產(chǎn)出近30萬(wàn)片葉片，今年以來(lái)訂單飽滿(mǎn)，產(chǎn)線(xiàn)24小時(shí)不停歇運行，預計全年產(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(xiàn)智能化改造難度較大。不過(guò)，數字化智能化是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要方向，再難也要逐步推動(dòng)?！惫娂瘓F創(chuàng )新與數字化部總經(jīng)理劉新新說(shuō)。
乘著(zhù)產(chǎn)業(yè)數字化的東風(fēng)，哈電集團逐步推進(jìn)產(chǎn)線(xiàn)“煥新”：在電機公司沖剪車(chē)間，45臺機器人各自忙碌，將硅鋼片精準裁切成毫米級誤差的定子沖片；在汽輪機公司葉片分廠(chǎng)，大葉片生產(chǎn)線(xiàn)正進(jìn)行智能化改造，預計年底投用……
數字化，體現在生產(chǎn)制造環(huán)節，也已向運營(yíng)維護環(huán)節覆蓋。比如，哈電集團電機公司與高校共同研發(fā)的工業(yè)數字孿生管理系統，已應用于三峽、南水北調泵站等項目，能把設備的實(shí)際運行情況實(shí)時(shí)同步到虛擬世界，相當于為設備建立了一個(gè)“數字分身”。
“過(guò)去，判斷設備是不是有故障，靠老專(zhuān)家‘聽(tīng)聲辨癥’，如今，系統可以充當24小時(shí)‘全科醫生’，會(huì )在故障發(fā)生一分鐘內發(fā)出警報，還能預判潛在問(wèn)題?！彪姍C公司副總專(zhuān)業(yè)師孫永鑫介紹。目前，這套系統已幫助上百臺大型設備實(shí)現智能運行，運維成本降低25%。
據統計，2018年10月以來(lái)，哈電集團圍繞產(chǎn)業(yè)基礎再造和數字化等項目投資近90億元，投資額年均增長(cháng)28%，建成8個(gè)數字化車(chē)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(chǎng)拓展之路
“超低負荷穩燃項目”，在哈電集團鍋爐公司采訪(fǎng)，記者聽(tīng)到這樣一個(gè)新名詞。
“打個(gè)比方，煤電機組滿(mǎn)負荷運行每小時(shí)能發(fā)100萬(wàn)千瓦時(shí)電，現在要求它每小時(shí)只發(fā)15萬(wàn)千瓦時(shí)電。就像過(guò)去家家戶(hù)戶(hù)用的煤爐，火不旺時(shí)也得燃燒，這對機組的靈活性是個(gè)考驗?！惫娂瘓F鍋爐公司研發(fā)人員賈庚告訴記者。
讓煤電機組在超低負荷下也能穩定燃燒，是實(shí)現“雙碳”目標、推進(jìn)能源轉型帶來(lái)的新課題。長(cháng)期以來(lái)，煤電在我國電力能源結構中占據著(zhù)主力電源地位。今后，隨著(zhù)新能源產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展，傳統煤電正向基礎保障性和系統調節性電源并重轉型，平常時(shí)段為新能源發(fā)電讓出空間，高峰時(shí)段繼續頂峰出力。眼下，哈電集團正在開(kāi)展廊坊熱電超低負荷穩燃項目研發(fā)。
需求在哪里，研發(fā)和產(chǎn)品就對準哪里?！笆奈濉币詠?lái)，哈電集團乘勢而上、聚焦需求，推動(dòng)煤電機組適應“角色轉變”，不斷拓展市場(chǎng)空間。
讓設備更綠色。2024年11月，哈電集團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(cháng)示范項目投運。這個(gè)項目，每年可清潔轉化煤泥、矸石等低熱值煤、低品質(zhì)燃料約200萬(wàn)噸，提高煤炭清潔高效利用水平。
讓設備更“長(cháng)壽”。2024年9月，世界首個(gè)跨代升級改造項目天津國能盤(pán)山項目1號機組滿(mǎn)負荷試運行。通過(guò)應用多項煤電“三改聯(lián)動(dòng)”技術(shù)進(jìn)行改造，機組煤耗降低14%，供熱能力提高兩倍以上，還延長(cháng)了30年使用壽命。
與此同時(shí)，哈電集團還加快布局清潔能源產(chǎn)業(yè)。
壓縮空氣儲能，建設“超級綠色充電寶”。2024年4月，湖北應城300兆瓦級壓氣儲能電站示范工程一次并網(wǎng)成功。其中，哈電集團汽輪機公司研制的全套換熱設備發(fā)揮了重要作用。
“這套設備中，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(wàn)組暖氣片集中到一個(gè)圓筒當中，空氣流過(guò)圓筒，加熱‘暖氣片’中的水，熱量就被高效地儲存起來(lái)了，實(shí)現了大流量、低阻力的高效換熱?！逼啓C公司設計工程師王鐸介紹。
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(shí)具備三代、四代核電核島主設備商業(yè)化運行業(yè)績(jì)；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(chǎng)占有率行業(yè)領(lǐng)先……適應能源轉型趨勢，哈電集團堅持深耕新型電力系統、綠色低碳驅動(dòng)系統和清潔高效工業(yè)系統“三個(gè)系統”，發(fā)展空間越來(lái)越廣闊。今年上半年，企業(yè)營(yíng)業(yè)收入、利潤總額、正式合同簽約額同比增長(cháng)均超過(guò)25%。
鑄就大國重器，輸出“中國動(dòng)力”。在哈電集團等企業(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。