長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程(以下簡(jiǎn)稱三峽工程)，不僅是全世界最大的水力發(fā)電站，更承載了中國(guó)人對(duì)國(guó)家跨越式發(fā)展的集體記憶。
1月10日，在北京召開(kāi)的2019年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)將國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)授予了這個(gè)超級(jí)工程?？偛课挥谒拇ǖ臇|方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司，是參與完成單位之一。
大會(huì)結(jié)束后，記者第一時(shí)間電話聯(lián)系了三峽水能發(fā)電機(jī)組技術(shù)總負(fù)責(zé)人、東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司首席專家石清華。
1994年開(kāi)工的三峽工程，為啥2020年才獲獎(jiǎng)?
最后一個(gè)單項(xiàng)工程——升船機(jī)2019年底才竣工驗(yàn)收，今年獲獎(jiǎng)已經(jīng)是“第一時(shí)間”了
在不少人的印象里，距離第一次聽(tīng)說(shuō)三峽工程已經(jīng)過(guò)去了很久——工程正式開(kāi)工于1994年，距今26年。
這帶來(lái)一個(gè)疑問(wèn)：如此大的超級(jí)工程，為什么到了2020年才頒獎(jiǎng)?
“像三峽這樣的超級(jí)工程，其實(shí)建設(shè)時(shí)間挺長(zhǎng)的，只是大家可能沒(méi)注意。”石清華表示。根據(jù)公開(kāi)信息，三峽工程最后一臺(tái)水電機(jī)組，2012年7月才正式投產(chǎn);2019年12月，最后一個(gè)單項(xiàng)工程——升船機(jī)才竣工驗(yàn)收。這樣看來(lái)，2020年獲獎(jiǎng)已經(jīng)是“第一時(shí)間”了。
“同時(shí)三峽工程蓄水是需要一定時(shí)間的，每年水位逐步增高，隨時(shí)評(píng)估對(duì)大壩、對(duì)地質(zhì)情況的影響。”石清華認(rèn)為，經(jīng)過(guò)研究人員科學(xué)觀測(cè)和評(píng)估，證明了三峽工程相關(guān)技術(shù)是經(jīng)得住考驗(yàn)的，再由國(guó)家頒發(fā)科技進(jìn)步獎(jiǎng)，這也是一種嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的態(tài)度。
四川為這項(xiàng)超級(jí)工程做了啥貢獻(xiàn)?
參與水能發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)制造，取得一大批技術(shù)創(chuàng)新成果，“在全世界首次采用蒸發(fā)冷卻技術(shù)”都是排名末尾的了
石清華和團(tuán)隊(duì)參與了三峽工程最核心的設(shè)備之一——水能發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)與制造。
作為全世界最大的水力發(fā)電站，三峽工程涉及3個(gè)發(fā)電廠，分別被業(yè)內(nèi)人士稱為左岸、右岸和地下電廠。其中左岸全部使用國(guó)外技術(shù);右岸12臺(tái)機(jī)組，東方電機(jī)提供了4臺(tái);地下6臺(tái)機(jī)組，東方電機(jī)提供了2臺(tái)。
石清華和團(tuán)隊(duì)一生中最重要的歲月，幾乎就都花在了這幾臺(tái)機(jī)器上，目標(biāo)只有一個(gè)——怎么讓它們達(dá)到世界頂級(jí)水平。
采訪過(guò)程中，記者每一次提出希望聊聊其間故事的要求，都被石清華一筆帶過(guò);只有在談到技術(shù)時(shí)，這位干了一輩子水能發(fā)電的技術(shù)專家才會(huì)滔滔不絕起來(lái)：
“東方電機(jī)的發(fā)電機(jī)，在全世界首次采用了蒸發(fā)冷卻技術(shù)。你知道冰箱、空調(diào)吧，我們用了類似氟利昂的蒸發(fā)液，來(lái)給發(fā)電機(jī)定子降溫，和傳統(tǒng)方式等相比，最高溫度能低5度左右，讓機(jī)組壽命更長(zhǎng)……”
話說(shuō)至此，石清華突然停住，“哎，我說(shuō)的這個(gè)(蒸發(fā)冷卻技術(shù))，是排名最后的創(chuàng)新哈!”在他看來(lái)，在三峽工程水能發(fā)電機(jī)組方面，四川人取得一大批技術(shù)創(chuàng)新成果，其中最值得一提的技術(shù)創(chuàng)新，排名前三位的應(yīng)該是——
第一，國(guó)內(nèi)水能發(fā)電機(jī)組相關(guān)技術(shù)水平，在三峽工程以前和國(guó)外有40年差距;東方電機(jī)只用了7年左右時(shí)間，就把這個(gè)差距壓縮為零;
第二，中國(guó)首次實(shí)現(xiàn)70萬(wàn)千瓦以上水能發(fā)電機(jī)組的全部國(guó)產(chǎn)化。“我們提供的所有6臺(tái)，完全都是技術(shù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。”石清華說(shuō)在投產(chǎn)時(shí)，這些是全球容量最大的，如今也是全球尺寸最大的水能發(fā)電機(jī)組。“未來(lái)幾十年，世界上也幾乎不可能再出現(xiàn)這么大的機(jī)組了。”
最后也是最大的一個(gè)創(chuàng)新，東方電機(jī)提供的機(jī)組，在世界上首次消除了水能機(jī)高部分負(fù)荷振動(dòng)。
技術(shù)攻關(guān)過(guò)程中有啥難點(diǎn)?
坐飛機(jī)時(shí)的“靈光一現(xiàn)”和“不信邪”的精神
這個(gè)水能機(jī)高部分負(fù)荷振動(dòng)，一度是無(wú)解的。
上世紀(jì)末，使用外國(guó)技術(shù)的三峽左岸機(jī)組率先開(kāi)建。但專家在做試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇怪現(xiàn)象：機(jī)組在進(jìn)入轉(zhuǎn)輪高部分負(fù)荷運(yùn)行區(qū)域時(shí)，儀器就會(huì)檢測(cè)到整個(gè)水能機(jī)都在振動(dòng)。而這種振動(dòng)，是可能對(duì)機(jī)組造成危害。
為什么會(huì)出現(xiàn)這種振動(dòng)?國(guó)外專家來(lái)了一撥又一撥，反復(fù)討論后得出結(jié)論：這種特殊振動(dòng)是機(jī)組固有的，不能消除。這讓運(yùn)營(yíng)方傻了眼，機(jī)組甚至一度不敢在這個(gè)區(qū)間運(yùn)行。
在設(shè)計(jì)右岸機(jī)組時(shí)，招標(biāo)方就要求消除這個(gè)振動(dòng)。具體而言，這個(gè)任務(wù)就落到石清華和同事身上。
“我們就不信那個(gè)邪。傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為水輪機(jī)的這個(gè)振動(dòng)是由外部條件造成的，但我認(rèn)為，這種振動(dòng)來(lái)源于轉(zhuǎn)輪本身。順著這種思路苦苦琢磨了半年以后，在一次坐飛機(jī)時(shí)，我突然得到了靈感：為什么不能把飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上氣體渦輪機(jī)的東西應(yīng)用到水輪機(jī)上呢?”
憑著一股“不信邪”的精神，石清華團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)一次次試驗(yàn)，一個(gè)無(wú)特殊振動(dòng)的轉(zhuǎn)輪終于面世了，國(guó)內(nèi)外專家認(rèn)為這個(gè)轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生的振動(dòng)已經(jīng)小到可以忽略不計(jì)。
對(duì)他和同事來(lái)說(shuō)，“直面問(wèn)題-解決問(wèn)題”已成為了遇到困難時(shí)的唯一想法。機(jī)組光一個(gè)轉(zhuǎn)子就500噸，50層樓高，已有廠房裝不下?建新廠房;普通公路承受不了?和政府協(xié)商，修大件運(yùn)輸公路。如今從德陽(yáng)到樂(lè)山、約260公里長(zhǎng)的大件路，就是為方便機(jī)組運(yùn)輸而修建的。
因?yàn)槿龒{工程，水能發(fā)電機(jī)組技術(shù)發(fā)展已經(jīng)到頭了?
“技術(shù)無(wú)止盡的，只能說(shuō)現(xiàn)在還不能告訴你，(我們新技術(shù))是很厲害的。”
三峽工程如今已全面竣工，但它對(duì)水能發(fā)電機(jī)組帶來(lái)的影響還在繼續(xù)。
讓石清華感慨最深的，是通過(guò)三峽工程，國(guó)內(nèi)培養(yǎng)集聚了一大批頂尖的技術(shù)人才，奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，從而在隨后的日子里制造出了更多頂級(jí)的水能發(fā)電機(jī)組，銷(xiāo)往全球。
以石清華所在的東方電機(jī)為例，先后為國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)工程建設(shè)提供了一批又一批優(yōu)質(zhì)的水力發(fā)電設(shè)備，包括溪洛渡、巴西杰瑞、埃塞俄比亞吉布3等國(guó)內(nèi)外大中型水電站提供機(jī)組，還正在研制引領(lǐng)世界水電進(jìn)入無(wú)人區(qū)——包括世界單機(jī)容量最大的白鶴灘電站百萬(wàn)千瓦機(jī)組和國(guó)內(nèi)最高水頭、研制難度最大的長(zhǎng)龍山抽水蓄能機(jī)組等。
截止2019年底，東方電機(jī)已累計(jì)生產(chǎn)水輪發(fā)電機(jī)組累計(jì)總?cè)萘拷?380萬(wàn)千瓦，超過(guò)中國(guó)水電總裝機(jī)容量的四分之一，占世界水電總裝機(jī)容量的十六分之一，成為世界知名的主要水力發(fā)電設(shè)備供應(yīng)商。
“如今100萬(wàn)千瓦機(jī)組都研發(fā)出來(lái)了，有人說(shuō)技術(shù)已經(jīng)到頭了。” 石清華半開(kāi)玩笑的說(shuō)，這句話很有問(wèn)題。他透露自己和團(tuán)隊(duì)正在水能機(jī)流動(dòng)機(jī)理、振動(dòng)原因等方面開(kāi)展進(jìn)一步研究，為實(shí)現(xiàn)水能發(fā)電機(jī)組效率更高、穩(wěn)定性更好而努力。
“技術(shù)無(wú)止盡的，只能說(shuō)現(xiàn)在還不能告訴你，(我們新技術(shù))是很厲害的。”
