金沙江，滔滔江水，奔流不息。
一江之隔，左邊是天府之國，右邊是彩云之南。這里是我國最大的清潔能源走廊——白鶴灘水電站，這座“超級工程”震撼著世界。12月20日，白鶴灘水電站16臺百萬千瓦水輪發電機組全部投產發電，金沙江上的巨閘，讓奔涌的江水依照科學規劃，轉化成強大的綠色電能。全長3464千米，落差約5100米，成就了金沙江1.12億千瓦的水能資源理論蘊藏量。其中金沙江下游河段是我國水能資源最集中、規模最大的水電能源基地，白鶴灘水電站就是金沙江下游河段上四座梯級電站的第二級。當白鶴灘水電站的大壩被澆筑到頂，水頭高達200米、大落差、大流量的水能資源清晰浮現，世界首批單機容量百萬千瓦水電機組的全新舞臺搭建完成。“只有大容量機組，才能更加適應工程條件，充分發揮工程效益，更加合理高效地利用水資源。”三峽集團機電專業總工程師張成平說。放眼全球，百萬千瓦水電機組尚無先例，為何中國水電人敢于提出白鶴灘百萬千瓦機組的設想？底氣，源于我國水輪發電機制造水平和創新能力的節節攀升。三峽工程建設之前，我國水電發電機組的設計制造水平停留在30萬千瓦。無論是機組容量，還是機組本身的品質，都遠遠落后國際先進水平，較發達國家差距至少30年。當時，中國長江三峽工程開發總公司（三峽集團前身）聯合哈爾濱電氣、東方電氣(19.970, 0.00, 0.00%)等央企，開展70萬千瓦機組科技攻關。經過引進消化吸收再創新，國產70萬千瓦機組很快在三峽右岸電站初露鋒芒，具備和發達國家同臺競技的能力。此后，三峽集團轉戰金沙江，國產化機組設計制造水平不斷刷新紀錄。溪洛渡水電站77萬千瓦機組、向家壩水電站80萬千瓦機組成功投產，國產機組距離100萬千瓦的夢想越來越近。如果說白鶴灘壩址的水能條件給了百萬千瓦機組“天時”與“地利”，那么以三峽工程為代表的中國水電人穩扎穩打的技術積累和創新突破，則是圓夢的最后一塊拼圖。
“研制百萬千瓦級水輪發電機組，難度系數成倍放大。”三峽集團白鶴灘建設部副主任康永林告訴記者，“這是新材料、新工藝、新設備和新技術的全面研發與應用。”機組容量越大，對原材料性能要求就越高，對制造安裝工藝水平的要求也越高。國產化機組容量提升，也為重大裝備全產業鏈發展帶來了契機。轉輪是水輪發電機組的“心臟”，決定著機組能量轉換效率，是機組中設計與研制難度最大的部位。在距離白鶴灘一千公里外的四川德陽，白鶴灘左岸機組生產廠商東方電機的研究試驗中心里，擺放著20多個百萬千瓦機組轉輪模型。“為了制造出最適合白鶴灘的轉輪，我們研制出20多個形制各異的轉輪模型，每一個模型都要在東方電機的水輪機試驗平臺中進行真實模式和運行數據對比。”東方電機研究試驗中心高級工程師劉德民介紹說。經過優中選優，最終只有一個模型被選中，等比放大后成為了白鶴灘左岸機組的轉輪。劉德民告訴記者，每一個模型都價值不菲，它的背后隱藏著水電裝備的創新突破。“正是通過這些模型，我們得到了科學詳實的模擬數據，為轉輪順利生產奠定了基礎。”2021年6月28日，白鶴灘首批百萬千瓦水電機組投產發電。但是圍繞著百萬千瓦水電機組的科技攻關遠沒有停止。2022年12月，在最后一臺機組投產前夕，白鶴灘又傳來好消息：9號機組的水輪機調速系統成功用上國產控制中樞，并完成了并網試驗的考驗，實現了百萬千瓦機組調速系統核心控制器國產化。黨的二十大報告提出，以國家戰略需求為導向，聚集力量進行原創性引領性科技攻關，堅決打贏關鍵核心技術攻堅戰。如今，建設白鶴灘水電站的夢想已經全部實現，世界最大清潔能源走廊矗立在大江之上，中國水電人用創新驅動引領著世界水電發展，為建設新型能源體系、保障國家能源安全、實現“雙碳”目標提供有力支撐。
2022-12-28
科技日報何亮340