長江三峽水利樞紐工程(以下簡稱三峽工程)，不僅是全世界最大的水力發(fā)電站，更承載了中國人對國家跨越式發(fā)展的集體記憶。
1月10日，在北京召開的2019年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會將國家科技進步特等獎授予了這個超級工程。總部位于四川的東方電氣集團東方電機有限公司，是參與完成單位之一。
大會結(jié)束后，記者第一時間電話聯(lián)系了三峽水能發(fā)電機組技術(shù)總負責(zé)人、東方電氣集團東方電機有限公司首席專家石清華。
1994年開工的三峽工程，為啥2020年才獲獎?
最后一個單項工程——升船機2019年底才竣工驗收，今年獲獎已經(jīng)是“第一時間”了
在不少人的印象里，距離第一次聽說三峽工程已經(jīng)過去了很久——工程正式開工于1994年，距今26年。
這帶來一個疑問：如此大的超級工程，為什么到了2020年才頒獎?
“像三峽這樣的超級工程，其實建設(shè)時間挺長的，只是大家可能沒注意。”石清華表示。根據(jù)公開信息，三峽工程最后一臺水電機組，2012年7月才正式投產(chǎn);2019年12月，最后一個單項工程——升船機才竣工驗收。這樣看來，2020年獲獎已經(jīng)是“第一時間”了。
“同時三峽工程蓄水是需要一定時間的，每年水位逐步增高，隨時評估對大壩、對地質(zhì)情況的影響。”石清華認為，經(jīng)過研究人員科學(xué)觀測和評估，證明了三峽工程相關(guān)技術(shù)是經(jīng)得住考驗的，再由國家頒發(fā)科技進步獎，這也是一種嚴謹、務(wù)實的態(tài)度。
四川為這項超級工程做了啥貢獻?
參與水能發(fā)電機組設(shè)計制造，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
石清華和團隊參與了三峽工程最核心的設(shè)備之一——水能發(fā)電機組的設(shè)計與制造。
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外技術(shù);右岸12臺機組，東方電機提供了4臺;地下6臺機組，東方電機提供了2臺。
石清華和團隊一生中最重要的歲月，幾乎就都花在了這幾臺機器上，目標只有一個——怎么讓它們達到世界頂級水平。
采訪過程中，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;只有在談到技術(shù)時，這位干了一輩子水能發(fā)電的技術(shù)專家才會滔滔不絕起來：
“東方電機的發(fā)電機，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，來給發(fā)電機定子降溫，和傳統(tǒng)方式等相比，最高溫度能低5度左右，讓機組壽命更長……”
話說至此，石清華突然停住，“哎，我說的這個(蒸發(fā)冷卻技術(shù))，是排名最后的創(chuàng)新哈!”在他看來，在三峽工程水能發(fā)電機組方面，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，國內(nèi)水能發(fā)電機組相關(guān)技術(shù)水平，在三峽工程以前和國外有40年差距;東方電機只用了7年左右時間，就把這個差距壓縮為零;
第二，中國首次實現(xiàn)70萬千瓦以上水能發(fā)電機組的全部國產(chǎn)化。“我們提供的所有6臺，完全都是技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)。”石清華說在投產(chǎn)時，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)電機組。“未來幾十年，世界上也幾乎不可能再出現(xiàn)這么大的機組了。”
最后也是最大的一個創(chuàng)新，東方電機提供的機組，在世界上首次消除了水能機高部分負荷振動。
技術(shù)攻關(guān)過程中有啥難點?
坐飛機時的“靈光一現(xiàn)”和“不信邪”的精神
這個水能機高部分負荷振動，一度是無解的。
上世紀末，使用外國技術(shù)的三峽左岸機組率先開建。但專家在做試驗時發(fā)現(xiàn)一個奇怪現(xiàn)象：機組在進入轉(zhuǎn)輪高部分負荷運行區(qū)域時，儀器就會檢測到整個水能機都在振動。而這種振動，是可能對機組造成危害。
為什么會出現(xiàn)這種振動?國外專家來了一撥又一撥，反復(fù)討論后得出結(jié)論：這種特殊振動是機組固有的，不能消除。這讓運營方傻了眼，機組甚至一度不敢在這個區(qū)間運行。
在設(shè)計右岸機組時，招標方就要求消除這個振動。具體而言，這個任務(wù)就落到石清華和同事身上。
“我們就不信那個邪。傳統(tǒng)的觀念認為水輪機的這個振動是由外部條件造成的，但我認為，這種振動來源于轉(zhuǎn)輪本身。順著這種思路苦苦琢磨了半年以后，在一次坐飛機時，我突然得到了靈感：為什么不能把飛機發(fā)動機上氣體渦輪機的東西應(yīng)用到水輪機上呢?”
憑著一股“不信邪”的精神，石清華團隊經(jīng)過一次次試驗，一個無特殊振動的轉(zhuǎn)輪終于面世了，國內(nèi)外專家認為這個轉(zhuǎn)輪產(chǎn)生的振動已經(jīng)小到可以忽略不計。
對他和同事來說，“直面問題-解決問題”已成為了遇到困難時的唯一想法。機組光一個轉(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，修大件運輸公路。如今從德陽到樂山、約260公里長的大件路，就是為方便機組運輸而修建的。
因為三峽工程，水能發(fā)電機組技術(shù)發(fā)展已經(jīng)到頭了?
“技術(shù)無止盡的，只能說現(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，但它對水能發(fā)電機組帶來的影響還在繼續(xù)。
讓石清華感慨最深的，是通過三峽工程，國內(nèi)培養(yǎng)集聚了一大批頂尖的技術(shù)人才，奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)，從而在隨后的日子里制造出了更多頂級的水能發(fā)電機組，銷往全球。
以石清華所在的東方電機為例，先后為國內(nèi)外重點工程建設(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等國內(nèi)外大中型水電站提供機組，還正在研制引領(lǐng)世界水電進入無人區(qū)——包括世界單機容量最大的白鶴灘電站百萬千瓦機組和國內(nèi)最高水頭、研制難度最大的長龍山抽水蓄能機組等。
截止2019年底，東方電機已累計生產(chǎn)水輪發(fā)電機組累計總?cè)萘拷?380萬千瓦，超過中國水電總裝機容量的四分之一，占世界水電總裝機容量的十六分之一，成為世界知名的主要水力發(fā)電設(shè)備供應(yīng)商。
“如今100萬千瓦機組都研發(fā)出來了，有人說技術(shù)已經(jīng)到頭了。” 石清華半開玩笑的說，這句話很有問題。他透露自己和團隊正在水能機流動機理、振動原因等方面開展進一步研究，為實現(xiàn)水能發(fā)電機組效率更高、穩(wěn)定性更好而努力。
“技術(shù)無止盡的，只能說現(xiàn)在還不能告訴你，(我們新技術(shù))是很厲害的。”
