从“跟跑”到“领跑” 世界一流水电设备源自“东方”

作者：刘畅

2021-05-29

5月15日0时，吉林敦化抽水蓄能电站1号机组顺利进入15天考核试运行期，该机组启动调试用时之快，创造了国内同类型电站新纪录。各类优异的运行参数证实了东方电气集团东方电机有限公司设计研发的超高水头、高转速、大容量抽水蓄能机组已经达到国内领先、世界一流水平。

在东方电机，想找世界一流、全球首创不是件难事。全球单机容量最大、在建规模最大的白鹤滩水电站引领世界水电进入“无人区”，代表了世界水电最高水平。“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组首次并网成功创造了全球第三代核电首堆建设的最佳业绩……

然而，攻克关键核心技术，从来不是轻轻松松就能完成的。勇闯“无人区”、敢啃“硬骨头”，东方电机始终牢牢掌握水力发电设备的核心技术和核心研发能力，形成了维护发展领先地位的“护城河”和“安全区”。

造世界一流水电设备

“把目光放得更广一点，我们在关键核心技术上和世界同行的竞争大致走过了三个阶段。”东方电机工艺部副部长邹应冬告诉记者，1997年，东方电机与三峡集团合作，成功研制了三峡左岸70万千瓦级水轮发电机组，属于“跟跑”。2013年下半年，溪洛渡电站右岸厂房9台混流式水轮发电机组成功投运，标志着东方电机自主研发迈上新台阶，属于“并跑”。白鹤滩水电站是全球单机容量最大、在建规模最大的水电站，东方电机承担着左岸8台100万千瓦机组研制任务，这就是名副其实的“领跑”了。

从“跟跑”到“领跑”，东方电机靠的是什么？是深入开展科研攻关和关键部件试制，是大量的技术创新。

比如，1997年，东方电机获得了分包制造单机容量700兆瓦三峡左岸水电机组的合同。然而，采用国外方案开发的水轮发电机组转轮因不适应三峡电站运行水头，压力脉动不甚理想，出现了“卡门涡”问题。

东方电机自主开发了集水轮机转轮水力设计、流态分析和性能预测于一体的水力开发软件系统。经过多轮验证，新开发的转轮压力脉动明显优于国外设备，水轮机水力稳定性有了实质性突破。东方电机最终以自主开发、达到世界先进水平的转轮成功完成4台机组的自主研制，中国发电设备制造企业没有资格自主研制巨型机组的历史就此被改写。

溪洛渡水电项目单机容量达77万千瓦，超过三峡机组单机容量，东方电机为溪洛渡电站提供9台巨型混流式水轮发电机组。当时，东方电机已经实现从研发到投产全程独立完成。其机组运行振动、摆度、噪声等稳定性指标表明，溪洛渡水轮发电机组的研发已经达到国际先进水平，东方电机也由此走上了一条从追赶到超越的道路。

“白鹤滩水电站是东方电机庆祝建党100周年的献礼项目之一。其100万千瓦巨型水轮发电机组是世界水电行业的‘无人区’，为了攀上这座高峰，光调研论证我们就用了十多年时间。”邹应冬说，东方电机已获得了包括机组总体设计、转轮研发、核心部件制造等一系列自主知识产权，达到了百万千瓦级水电机组最大容量、最高效率指标、最高电压等级等要求，代表了世界水电最高水平。

智能制造助推转型升级

“从公司的发展来看，上世纪九十年代到2015年前后，属于‘打’装备的时代，东方电机算得上是大型装备制造企业的典范。2015年，我们开始数字化车间的筹建，这是东方电机加快智能制造步伐，助推企业转型升级的标志。”东方电机冲剪分厂厂长冷志说。

不同于汽车行业建设的数字化车间，对大型清洁高效发电设备企业而言，要实现产品定制化、批量化生产是不现实的。“即便一个只有两个机组的小规模电站也存在机型不同的可能，需要按照产品规格分别制造。而东方电机要建的是实实在在进行实际加工制造的数字化生产车间，要符合企业实际、具有应用价值。”冷志告诉记者，东方电机最终选定大型清洁高效发电设备的共性核心零件——定子冲片、转子线圈、定子线圈作为智能制造新模式的突破点。

项目自2015年开始筹划，按照“升级与改造相互结合，生产与建设同步推进”的实施方案，在不影响生产的情况下，历经论证、规划、评审、设计、审定等多个阶段，最终于2020年3月25日通过国家验收。

“电机产品是一种典型的个性化、多样化、小批量生产模式，里面的定子、转子、线圈生产难度大，自动化程度低，通过这次项目解决方案，大大提高了我们国家发电设备的生产水平和能力，也提高了东方电机在行业中的竞争力。”国家验收专家组成员、四川省预验收组组长丁国富表示，这些成果可进一步在行业中进行推广，并在智能化方面进行进一步提升，引领我国装备制造业的发展。

如今，在东方电机三大数字化车间里，为数不多的工人主要工作是负责设备操作，并对可能出现的突发状况进行应急处理。从综合指标来看，三大数字化车间生产效率提高48.2%，运营成本降低31.9%，产品研制周期缩短30.1%，能耗降低56.6%。

积极开拓国际市场

2020年11月27日00时41分，“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组首次并网成功。并网后，机组状态良好，各项技术指标均符合设计要求，创造了全球第三代核电首堆建设的最佳业绩。这也标志着中国打破了国外核电技术垄断，正式进入核电技术先进国家行列，东方电机正是该项目最大的设备供应商。

“说起在激烈竞争中脱颖而出，打破国际市场垄断的项目，一定要提我们在2016年为巴西杰瑞水电站提供的22台机组成功投运。”邹应冬说，在东方电机“突围”以前，巴西的水电市场一直被国外几家发电设备制造企业垄断，而该项目经济效益巨大，在国际上的知名度不亚于三峡电站，竞争之激烈可想而知。

邹应冬说，东方电机能够脱颖而出，不仅得益于企业在技术方案、价格、交货期方面的优势，更重要的是项目团队用专业、负责、踏实的态度打动了客户。东方电机承揽的杰瑞电站主机设备供货合同不仅是当时我国水电成套设备出口合同金额最大的项目，也是我国大型水电成套设备第一次大批量跻身南美市场。

巴基斯坦卡洛特水电站是首个被写入中国和巴基斯坦两国政府联合声明的水电投资项目，东方电机为该项目提供全部4台180兆瓦混流式水轮发电机组，目前机组生产制造和安装服务有序推进。东方电机还参与了亚洲第一长坝、柬埔寨最大的水电工程桑河二级水电站的建设，2018年底电站投运后，为柬埔寨全国提供1/5以上的电力。