2012年9月,辽宁蒲石河抽水蓄能电站四台“国产化”机组历经安装、调试、试运行顺利投产发电,建成了东北地区第一座大型抽水蓄能电站。4个月以来,运行一切正常。标志着我国大型抽水蓄能电站机电设备国产化取得成功,蒲石河电站作为“试验田”打了漂亮的丰收仗。
起步:从“面向国际”到“面向国内”
“抽水蓄能机组设备依赖进口的状况必须打破!”2006年8月,时任国家发展改革委员会副主任、国务院振兴东北办公室主任的张国宝在全国重大技术装备自主化经验交流会上明确提出这一目标。
2006年以前,我国企业无一具备大型抽水蓄能机组设备的生产制造能力,已建成的7个抽水蓄能电站27台机组全部进口,国内虽参与了一些分包制造,但在关键技术的开发和重要部件的设计、制造方面没有主动权。
为此,国家发改委提出了“三步走”战略:第一步,在国际市场打捆招标采购机组设备,以市场换技术;第二步,国内企业取代外国企业作总承包方,外国企业作技术支持方;第三步,国内企业自主设计制造抽水蓄能电站机组设备,全面实现国产化。
蒲石河电站项目处在第二步阶段,国家发改委确定蒲石河电站机组设备的采购方式为:按照国产化部署,在国内抽水蓄能设备国产化技术受让定点厂议标选定。
设计是龙头,蒲石河公司注重发挥设计的先行作用。按照国家发改委的主导,设计单位对招标文件的编制做了全面的考虑,从国家战略利益到民族产业振兴,从国内企业的技术储备水平到国外企业的技术支持力度,广泛借鉴已建和在建蓄能电站的经验,尽可能使标书尽善尽美。蒲石河公司还会同设计人员走访十三陵电站、泰山电站和天荒坪电站,学习“工程兄长”的宝贵经验,进一步了解国产设备与进口设备的区别所在。
2006年6月,经过蒲石河电站评标委员会的综合评审,推荐哈电—法国阿尔斯通水电公司投标方案为候选中标方案,11月27日在北京完成合同签订。这是中国水电建设史上具有历史意义的一天,“中国制造”的烙印将深深烫在蒲石河抽水蓄能电站的“心脏”上。
“从这一天起,外国企业与中国企业在我国大型抽水蓄能电站建设领域的角色发生180度颠覆性巨变,中国企业第一次扬眉吐气,担任了机组设备总承包方,外国企业第一次由机组设备承包方蜕变为技术支持方。”参与现场签约的国家发改委新能源和可再生能源司领导如是说。
抽水蓄能电站机组工况转换复杂,启停频繁,输入输出信息量大,监控系统因此成为抽水蓄能电站的另一“核心”,一直以来我国大型抽水蓄能电站的监控系统均由国外主机厂家成套供货。
蒲石河公司经过调查研究,提出监控系统单独招标,招标选定南瑞集团研制的监控系统,迈出大型抽水蓄能电站采用国产化监控设备的第一步。
攻坚:打好“试验田”的总体战
“国产化”不是一件简单的事,需要各方的密切配合。蒲石河公司认识到,大型抽水蓄能电站设备国产化工程浩大,意义非凡,任务艰巨,绝不仅仅是总承包方哈尔滨电机厂一家之责。凭借“为机组设备国产化闯新路”的开拓精神,蒲石河公司高高举起打好“试验田”总体战的大旗。
“兄弟同心,其力断金”。从电站兴建的第一天起,蒲石河公司就向参建单位和全体建设者广泛宣传支持民族工业发展人人有责的理念。全力营造举整个项目之力,汇聚全体参建单位智慧与汗水,同心同德夺取“试验田”丰收的浓厚氛围。
据电站设计单位东北勘测设计研究有限责任公司驻蒲石河电站代表处总工程师郑光伟介绍,蒲石河电站机组单机容量大,启动频次高,工况转换频繁,运行时间长,定子温升直接影响发电机的安全运行及寿命。因此,科学解决发电机“风冷散热”是其中关键课题。如何改进风冷散热通风槽?蒲石河公司积极与哈尔滨电机厂讨论解决办法。然而,哈尔滨电机厂与外国技术支持方却各持己见,迟迟拿不出统一的处理方案。蒲石河公司积极与双方沟通、协调,终于促成一致意见:采用穿心螺杆外包云母带的方法解决通风槽绝缘问题。
张泽明介绍说,第一次既是机遇,更是挑战,这种挑战几乎贯穿所有环节。他对实现设备国产化过程中遇到的一个又一个困难感触尤深,记忆犹新。在最繁忙的日子里,他和分管副总经理一起整天拴在地下厂房,与工程技术人员一起攻坚克难。其中最紧张的一个战役如今谈起来,他历历在目。
2011年11月初,蒲石河电站首台机组连续5次水泵工况运行,向上水库抽水。11月9日,甩100%负荷后进行发电机内部检查时,发现转子部分磁极线圈和铁心间出现缝隙。如果不立即解决,继续调试将引发重大事故,后果不堪设想。蒲石河公司急电促请哈尔滨电机厂有关领导率领专业技术人员赶来会诊。经会商确认,是由于磁极线圈加工工艺处理不当所致,必须立即解决。尽管首台机组年底投产的节点迫在眉睫,但蒲石河公司当机立断停止带水调试,立即组织更换有缺陷的磁极。该公司领导天天在现场指挥、协调,参建单位全部实行三班倒,24小时作业。经过12个昼夜的奋战,11月23日,终于安全可靠地完成了10个磁极的更换工作,机组重新进入整组调试。他们把一天当作两天用,到12月12日,仅仅13天就完成发电工况的全部调试项目,确保首台机组12月30日考核试运行平顺告捷。
在督促其他参与企业创新的过程中,蒲石河公司也积极实施创新,向科技创新要时间与效益。张泽明举了一个小例子,首台机组首次启动前,向上水库蓄水比较稳妥的方式是完全利用辅助充水泵充水至死水位以上,且死水位以上水量可满足水轮机工况空载运行的要求,机组以水轮机工况首次起动。但是这种方式时间需要4个月、电耗费用需要250万元。蒲石河电站机组调试时,充分应用了新源公司科技研发成果,采用充水泵充水与水泵启动机组相结合的方式向上水库蓄水,蓄水时间压缩到1个月,节约电耗经费200万元。
随着机组设备在安装调试不同阶段所暴露出问题的逐个解决,参建各方对机组设备技术的认识与理解更加深刻。2012年1月1日首台机组投入商业运行后,他们将首台机组安装、调试的经验运用到其余三台机组的安装、调试之中,加快了安装、调试进度。到2012年9月29日,四台机组全部投入商业运行,他们终于用智慧、团结与拼搏完成了国家大型抽水蓄能主机设备国产化第二步战略部署。