哈電填補(bǔ)世界“百萬(wàn)級(jí)”水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)技術(shù)空白
近日，從哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司傳出喜訊，由該公司生產(chǎn)的白鶴灘1000兆瓦水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)模型試驗(yàn)研究已于日前順利完成。業(yè)內(nèi)人士指出，該項(xiàng)試驗(yàn)研究的成功完成，填補(bǔ)了世界“百萬(wàn)級(jí)”水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)領(lǐng)域的技術(shù)空白，對(duì)1000兆瓦水輪發(fā)電機(jī)冷卻方式的選擇具有重要參考意義，將引領(lǐng)我國(guó)“百萬(wàn)級(jí)”巨型水輪發(fā)電機(jī)組的前進(jìn)方向。
據(jù)悉，該項(xiàng)試驗(yàn)的成功，不僅表明電機(jī)各部分風(fēng)量分配合理，檢驗(yàn)了真機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性，也為下一階段的白鶴灘定子溫升試驗(yàn)研究工作提供了關(guān)鍵參數(shù)。驗(yàn)證了哈電機(jī)對(duì)1000兆瓦級(jí)水輪發(fā)電機(jī)計(jì)算分析中所采用的數(shù)學(xué)建模方法的正確性。
有關(guān)專家告訴記者，特大型水輪發(fā)電機(jī)冷卻方式的選擇對(duì)發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行和電機(jī)的使用壽命有著重要的影響。在哈電機(jī)生產(chǎn)制造三峽機(jī)組以前，世界上特大型水輪發(fā)電機(jī)冷卻方式有定子繞組水內(nèi)冷方式（半水冷—水空）和蒸發(fā)冷卻方式，以及不常用的全空氣冷卻方式。半水冷冷卻需要密閉容器，存在泄漏、不安全以及機(jī)組成本高、維護(hù)成本高、維護(hù)復(fù)雜的弊端。相對(duì)于半水冷方式，全空氣冷卻具有低成本、安全、節(jié)能、維護(hù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
全空氣通風(fēng)冷卻系統(tǒng)研究是百萬(wàn)水電項(xiàng)目研發(fā)中的關(guān)鍵之一，而通風(fēng)模型試驗(yàn)是研究通風(fēng)系統(tǒng)的重要手段。通風(fēng)模型是哈電機(jī)自主研發(fā)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)?zāi)M平臺(tái)，在這一平臺(tái)上，已成功完成三峽、龍灘、小灣等7臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)模擬試驗(yàn)研究，均真實(shí)地模擬了真機(jī)通風(fēng)狀態(tài)，為該公司的科研及設(shè)計(jì)工作提供了真實(shí)可行的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到了國(guó)內(nèi)外專家的一致認(rèn)可和好評(píng)。
據(jù)了解，白鶴灘水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)模型從設(shè)計(jì)到試驗(yàn)完成，歷時(shí)一年。在哈電機(jī)通風(fēng)專家李廣德的帶領(lǐng)下，科研人員集思廣益，發(fā)揚(yáng)精益求精的“精品”精神，充分運(yùn)用已有經(jīng)驗(yàn)和科研成果，每個(gè)環(huán)節(jié)都做到最精確，力求將模擬偏差降至最小值。
李廣德介紹說(shuō)，按照不同轉(zhuǎn)速，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程分為5個(gè)試驗(yàn)工況，每個(gè)工況均對(duì)總風(fēng)量、定子風(fēng)溝風(fēng)速、冷卻器前后壓降等6個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)主要參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值分析后，運(yùn)用相似原理折算真機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況。白鶴灘水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)模型的試驗(yàn)結(jié)果與轉(zhuǎn)速關(guān)系試驗(yàn)曲線說(shuō)明，通風(fēng)模型的設(shè)計(jì)符合相似規(guī)律，模型流體的流動(dòng)狀態(tài)處于自模區(qū)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)模型與真機(jī)的相似模擬。
2010年，在哈電機(jī)“三峽巨型全空冷水輪發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)突破及工程應(yīng)用”榮獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)時(shí)，作為項(xiàng)目第一完成人的該公司總工程師、副總經(jīng)理王國(guó)海說(shuō)：“雖然沒(méi)有獲取一等獎(jiǎng)，有點(diǎn)小遺憾。但是我們還在繼續(xù)努力，到‘百萬(wàn)級(jí)’機(jī)組時(shí)應(yīng)該與一等獎(jiǎng)有緣了”。盡管當(dāng)時(shí)“百萬(wàn)級(jí)”水輪發(fā)電機(jī)空冷技術(shù)的研究還在進(jìn)行中，但一年后的今天已得以實(shí)現(xiàn)。
王國(guó)海說(shuō)，“空冷技術(shù)在30萬(wàn)千瓦以下的項(xiàng)目里已經(jīng)運(yùn)用得非常成熟了，到了50萬(wàn)千瓦以上，國(guó)際業(yè)界很多人士認(rèn)為發(fā)電機(jī)的容量大了，搞空冷不適合。三峽右岸的工作開(kāi)始于2004年。2006年下半年，關(guān)于空冷技術(shù)行與不行的爭(zhēng)議還是特別大。很多人都說(shuō)空冷技術(shù)不行?！惫姍C(jī)的專家卻堅(jiān)信巨型水輪發(fā)電機(jī)組走空冷的道路是可行的。為了深入研究大型機(jī)組空冷技術(shù)，特投入了巨大研究經(jīng)費(fèi)。而當(dāng)三峽項(xiàng)目的空冷技術(shù)取得突破以后，國(guó)際上不論是生產(chǎn)制造廠家還是用戶全都認(rèn)可這種冷卻方式，并且期待著“百萬(wàn)級(jí)”水電機(jī)組空冷技術(shù)取得新的飛躍。如今白鶴灘百萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組空冷技術(shù)的突破，又使哈電機(jī)在巨型水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻領(lǐng)域獨(dú)占了鰲頭。
