直流换流站阀塔连接金具承载大负荷电量,但制造技术被国外长期垄断,为此我们国家每年都要投入数亿美元进口。攻克这一技术难题,绝对是“难啃的硬骨头”。辽宁锦兴电力金具科技股份有限公司工会主席、副总工程师杜卓讲起研发团队努力攻坚、最终实现阀塔连接金具国产化的故事时,感慨万千。
技术受制于人就得大把花钱,咱必须研究国产化
2012年,杜卓在担任副总工程师期间迎来了人生中一次重大挑战。
我国到目前为止,还是交流输电为主,其缺点显而易见:电能损失较大;交变电流易产生无线电干扰,严重影响电力线路周边通信;且线路多为三相,占用空间大,投资成本高。而直流输电具备了交流输电所不能比拟的优点和特殊性。在国外,直流输电应用已有50多年历史,直流换流站内各种设备技术成熟,奥地利、瑞典等国一直保持技术垄断,每年从中国拿走数亿美元的订单。而我国从1984年开始建设直流换流站,至今已有30多年,其设备大多依靠进口,尤其是阀塔连接金具一直没能实现国产化。
大把大把的人民币就这么流入外国人的口袋,日渐强大的中国技师们怎能心甘?如能实现国产,不仅将为应用企业节省大量成本,而生产商也将获得实实在在的利润,“中国制造”也可以走出国门挣美元。所以,当“东北华北联网”工程中的“高岭±500kV直流换流站扩建”工程配套阀塔金具设计工作落到锦兴电力金具公司的头上时,厂里所有人都感觉机会来了!挑战也来了!
同年12月,公司针对直流换流站阀塔连接技术创新项目成立了研发团队,并任命杜卓为研发团队领头人。
迈向国际领先水平必过三道关
重任在肩,杜卓不敢懈怠,组织研发团队对项目进行调研。由于产品结构型式、设计参数复杂多样,国内没有阀塔金具设计经验可以借鉴,那就从“零”开始。
在设计过程中,强度性能、通流性能、防电晕性能三大难题要逐一攻克。
所谓“知己知彼,百战不殆”,想要实现国产化,进口设备先得研究明白了。杜卓带领研发人员深入到应用企业中,趁着人家设备检修的时候进入勘察。约30米高的阀厅里温度高达70℃—80℃,堪称火炉,杜卓穿戴好全套防护装备进入其中,迎接他的是扑面而来的热浪。常人待不了5分钟,而他在狭小的空间里至少要工作2小时。出了阀厅,杜卓常常从头湿到脚,鞋子里都能倒出水来——都是汗。
每次这种考察至少要持续5天。
前期“功课”做足了,才能有的放矢。对国外技术了然于心,结合国内实际情况,杜卓开始组织团队进行设计。利用三维建模仿真计算,每出一稿,大家便围坐一起进行“头脑风暴”。
“分歧?必须得有啊!”杜卓说,创新过程中,设计和生产不分家,两股人员共同为着一个目标热烈讨论。有时设计着重于理论了,生产人员就提出:这个,恐怕技术实现起来有难度……没毛病,推倒重来!
载流导线在金具内部至关重要,而进口与国产在材料材质上存在很大差异,尤其是国产现有的标准导线已不适用于新设备,但如果用进口特制导线,50万元/吨的造价实在太高,整个技术创新必成“鸡肋”。经过长期寻找,杜卓终于找到沈阳一家导线厂,拿国外导线的样本问:“这样的导线咱们能不能达到同样的质量?”3个月时间内,这家导线厂用实际成果回答了他,“量身定制”一款软导线,同样的质量,竟然不到8万元/吨。所有人听了会心一笑。
难题、争议、困难一个个在杜卓面前土崩瓦解,胜利女神在向他们招手。
填补国内空白,中国制造,我们行
设计成功的直流换流站阀塔连接金具额定电压可达目前世界上最高的直流电压±800kV;额定电流可达最高6000A;经国内外联机查新检索,直流换流站阀塔连接技术在国内外检索中未见相同报道。
“媳妇不论美丑,终要见公婆。”直流换流站阀塔连接金具到了“见世面”的时候了。
辽宁技术经济评估中心于2015年7月16日在沈阳组织召开会议,对该项目进行成果评价。评价专家组经充分讨论后,认为该项目实现了阀塔连接产品的国产化,填补了国内空白,总体性能指标达到了国际同类产品先进水平。经国家电网公司首条(示范性工程)哈密南——郑州±800kV特高压直流输电工程使用表明,至今运行良好。
“国家电网特高压线路建设规划的13条线路按照每条特高压线路投资250亿元计算,13条线路的总投资将超过3000亿元,现在,国家电网也有意借助‘一带一路’推动特高压建设,因此未来5年有望成为特高压行业的黄金发展周期。800kV阀塔金具作为直流输电中的重要节点转换装置,市场前景相当看好。”说起产品前景,杜卓充满了憧憬。