世界最大单机容量冲击式水轮机转轮在哈电集团成功制造，扎拉水电站迎来强劲心脏

扎拉水电站有一颗强大的“心脏”

◎本报记者 李丽云

通讯员 王学山

2024年12月30日，全球单机容量最大、尺寸最大的冲击式水轮机转轮在哈尔滨电气集团哈尔滨电机厂有限公司焊接制造成功。扎拉水电站全球首台单机500兆瓦冲击式水轮发电机组转轮的问世，标志着我国高水头、大容量冲击式水轮发电机组开发取得重大突破，技术水平位居前列在世界上。

该水轮机转轮是国家“藏电外送”骨干电站扎拉水电站水轮发电机组的“心脏”，可为额定功率500兆瓦的发电机组提供电力。扎拉水电站是藏东南清洁能源一体化基地的核心电站。是国家能源局在能源领域首个（套）重大技术装备项目。这也是目前世界上在建影响最全面、难度最大的水电工程。

“扎拉水电站是目前国内唯一能够开展500兆瓦高水头冲击机组开发应用示范的水电项目，具有重大战略意义和深远的发展影响。在重点骨干的共同努力下在以中国大唐集团为代表的能源企业的帮助下，我们成功研发并制造了最关键的核心部件Zara转轮焊接件，助力西南清洁能源基地加快建设。”哈尔滨电气公司副总经理王贵表示.,哈尔滨电机股份有限公司党委书记、董事长。

扎拉水电站位于西藏自治区昌都市左贡县。该电站设计水头671米，配备两台冲击式水电机组，单机容量500兆瓦。冲击式水轮机是利用压力管道引导水流冲击斗式转轮进行能量转换的水​​力机械。转轮是最重要的受力部件和流通部件之一，直接影响机组的效率。机组运行时，冲击转轮始终承受高频动压力，对机组安全稳定运行起着至关重要的作用。

哈电自主研发的冲击转轮能量转换效率达到世界先进水平。转轮采用锻焊结构，由1个轮毂锻件和21个水斗锻件组成。焊接后重量超过90吨。 “此前，我国冲击式水轮机效率约为91%，此次技术突破，将效率提升至92.6%。按500兆瓦机组全天24小时运行计算，效率提升了1.6%，可每天增加发电量约19万元。”哈尔滨电气集团首席技术专家陶兴明说。

作为全球单机产能最大的冲击单元转轮，转轮轮毂锻件直径4.7米，厚度1米，创下最大马氏体不锈钢锻件世界纪录。加工后的转轮最大外径为6.23米，最大宽度为1.34米，这也创造了冲击转轮的世界纪录。其焊接、加工等方面的制造技术处于相关领域的前沿。由于材料、形状、尺寸等原因，Zara冲击转轮的焊接和制造要求极其苛刻和困难。在探索这种转轮的制造过程中存在许多风险因素和不确定性。

为突破扎拉500MW冲击转轮的焊接难点，哈电机开展技术攻关，利用数字仿真技术对大型水桶模锻技术进行研究，选定了性能优良、性能优良的锻焊制造工艺路线。高效率；通过三维检测和模拟计算进行装配和焊接，探索选择最佳焊接参数，将整体锻造的轮毂和铲斗焊接在一起，提高转轮的冲击韧性和抗疲劳能力。

哈电机扎拉500MW冲击机组转轮焊接制造取得突破，解决超大超厚低碳马氏体不锈钢强韧锻件焊接难题，攻克焊接制造难点复杂曲面超厚水桶，高效、高韧性。掌握了超高结合强度表面强化制造工艺关键技术，推动我国电力装备制造技术实现重大突破，树立我国能源装备制造业高质量发展新的里程碑。 （科技日报）