人民日報 2024-10-31 11:39:35
G50原型機轉子加工現場。
1959年,東方電氣成功試制第一臺產品——7千瓦異步電動機。
以上圖片均為東方電氣集團提供
在共和國工業(yè)長河里,這家企業(yè)星光熠熠:新中國第一臺自主研制的30萬千瓦汽輪機、中國水電史上首個國家科學技術進步獎特等獎、世界首批百萬千瓦水電機組、新中國第一臺全國產化F級50兆瓦重型燃氣輪機……
中國東方電氣集團有限公司,這家成長于三線建設的企業(yè),用一個又一個從“0到1”的突破,鑄就大國能源裝備。如今,全國每4度電就有1度來自東方電氣生產的裝備。
從跟隨到超越,再到引領,成功研制出白鶴灘百萬千瓦水電機組
1958年,一列滿載夢想的火車??吭谧鎳髂系钠h小城——四川德陽。同年,東方電氣首家子企業(yè)東方電機開工建廠。此后,能代表新中國各階段一流水準的水電項目,大多留下了東方電機的烙印。
在葛洲壩,東方電機第一次打響了名聲。
“當時,我們提出要為葛洲壩研制單機容量17萬千瓦的水輪發(fā)電機組。由于沒有先例,有專家曾斷言‘這將是扔在長江里的一堆廢鐵’。”東方電機副總工程師趙永智回憶道。
東方電機不怕難,不氣餒。歷經1500多個日夜連續(xù)攻關,17萬千瓦水輪發(fā)電機組成功下線。時至今日,這兩臺17萬千瓦機組經過改造更新后,依舊在葛洲壩水電站高效運轉。
在三峽水利樞紐工程,東方電機實現了蛻變。
1996年,三峽左岸70萬千瓦水電機組啟動研制,中國企業(yè)與國外廠家首次開展巨型水電機組大規(guī)模聯(lián)合研制。
然而,在聯(lián)合研制過程中,時任東方電機總工程師賀建華發(fā)現,“洋師傅”的水電機組定子電磁振動很大,存在較大安全隱患。
能否消除有害振動?“洋師傅”們遲遲拿不出解決方案。賀建華不服輸,進行自主探索。最終,團隊不僅找到“癥結”,還從1020根線棒的數萬種接線組合中,找到最佳排列組合,解決了振動難題。
這為東方電機贏得了與國外廠商同臺競技的機會。2004年,東方電機獨立獲得三峽右岸4臺機組的設計制造合同。“在三峽右岸,我們終于甩開了‘洋拐棍’,水平不比國外的差。”賀建華說。
時光來到2006年底,白鶴灘百萬千瓦水電機組的研發(fā)正式啟動。
“從70萬到100萬千瓦,研發(fā)進入了世界水電行業(yè)的‘無人區(qū)’。”賀建華說。僅軸承部分就申請32項新專利,將電機效率史無前例地提高到99%……東方電氣穩(wěn)扎穩(wěn)打,攻克一個又一個難關。
其間,東方電機研制的轉輪還成功實現了“零配重”。何為“零配重”?“轉輪總重350噸,高近4米,直徑超8米,‘零配重’意味著我們用一根手指就能撥動這個350噸重的大家伙。”趙永智說。
2021年6月28日,百萬千瓦機組在白鶴灘順利投產發(fā)電。水輪機效率達到96.7%,世界最高。中國水電裝備實現了從跟隨到超越,再到引領的華麗蛻變。
如今,東方電機正在攻克水電領域新的高峰——大型沖擊式水電機組。去年5月,全國首臺150兆瓦級大型沖擊式轉輪成功下線,實現了我國高水頭、大容量沖擊式水電機組關鍵核心技術零的突破。
精神力量支撐一代代“爭氣機”問世,摘下裝備制造業(yè)“皇冠上的明珠”
從葛洲壩到白鶴灘,從追隨者到領跑者,東方電氣的成長,離不開迎難而上、敢于勝利,自主創(chuàng)新、勇攀高峰的精神。在東方電氣另外一家子企業(yè)——東方汽輪機身上,同樣能感受到這樣的精神力量。
時光回到2008年5月12日,汶川地震突襲而至,東方汽輪機漢旺生產基地遭到嚴重損毀,上百萬平方米廠房倒塌。然而,東方電氣人“泰山壓頂不彎腰”:震后1個月,總體產能恢復到震前50%以上;震后半年,圓滿完成全年生產任務。
2009年,東方電氣一邊在四川德陽重建廠房,一邊作出重大決定:立項研制F級50兆瓦重型燃氣輪機(以下簡稱G50)。
作為當今世界效率最高的熱功轉換設備,重型燃氣輪機被譽為裝備制造業(yè)“皇冠上的明珠”,是一個國家工業(yè)水平、綜合國力的重要體現。
點火試驗,猶如在10級狂風中點燃一根蠟燭;高溫透平葉片,需在超過普通金屬熔點的高溫下,以6000轉/分鐘高速旋轉,葉頂線速度超過大型客機飛行速度的兩倍……G50的研制注定是一條布滿荊棘的科研攀登之路。
就拿葉片的生產制造來說,前期試驗的陶瓷型芯碎得“稀里嘩啦”,大伙兒一籌莫展。
怎么辦?成員們夜以繼日搜索查閱文獻。直至偶然間在一篇綜述里發(fā)現了“型芯定位”的概念,才找到突破口。他們提出6點定位設計方法,并與模具供應商合作,成功解決了之前的斷芯和嚴重偏心問題。
最終,歷時13年研制,東方電氣人終于啃下“硬骨頭”,制出“爭氣機”G50。今年9月,G50順利通過2000小時滿負荷商業(yè)運行產品鑒定。
創(chuàng)新,從未止步。今年7月4日,東方電氣又研制出國內首臺自主研制15兆瓦重型燃氣輪機(以下簡稱G15)。
東方汽輪機副總工程師孫奇介紹,相比G50,G15縮尺約0.6倍,整體結構更加集成化,結構更復雜,導致其制造難度更大。
就拿燃燒器的噴嘴來說,傳統(tǒng)焊接工藝已無法滿足制造要求。怎么辦?引入3D打印技術。但3D打印所需材料——金屬粉末的開發(fā)又是難題。“前期,我們聯(lián)合產業(yè)鏈合作伙伴對粉末的選材、配比等做了十幾個方案,又制定了幾十組工藝參數,經過逐一比較,反復試驗才尋找到最優(yōu)方案。”孫奇說。
據介紹,G15功率為16.5兆瓦,熱效率35%,相較于同功率的火力發(fā)電機組,1年可減少碳排放超過15萬噸,聯(lián)合循環(huán)1小時發(fā)電量超過2.2萬千瓦時,可滿足2500個家庭1天的用電需求。
“G15應用場景十分廣泛,不僅可用于熱電聯(lián)產、分布式能源、海上平臺發(fā)電,還可以和光伏、儲能等綠色低碳技術耦合,構建多種‘源網荷儲’綜合能源運用場景。”孫奇說。
從鍛長板到育新板,著力構建“六電并舉”產業(yè)新格局
創(chuàng)新不停歇,發(fā)展不止步。作為我國發(fā)電設備產量最大的企業(yè),東方電氣并未停下勇攀高峰的步伐。如今,他們正著力鍛長板、育新板,構建風電、太陽能、水電、核電、氣電、煤電“六電并舉”的產業(yè)新格局。
生產制造方向,加速數字化、智能化轉型。
大型發(fā)電裝備多為定制化產品,生產往往為離散型、柔性、混線生產,產線智能化轉型難度較大。
“再難也得轉。只有實現了數字化、智能化轉型,才能進一步提升生產質量、效率,降低成本,同時加快產品迭代升級。”東方電氣集團科技信息部部長唐勇說。
走進東方汽輪機葉片“黑燈產線”,無人運輸小車來回穿梭,機器人自主上料、機床自主加工、設備自主檢測……整條生產線設備利用率達到90%,實現了24小時無人干預連續(xù)加工。
“你瞧,這些機床很多都是10年多的老機床,通過我們的改造,成功融入智能產線。”東方汽輪機數字化與智能制造部副部長易泰勛說,目前產線產品一次合格率達99%,人均效率提升650%,能源利用率提高47%。
業(yè)務布局方向,從傳統(tǒng)能源延伸至新能源。
2018年,已成為水電行業(yè)技術專家的賀建華接到新的任命——東方風電總經理。彼時,東方電氣決定,進一步加大投入,大力發(fā)展新興產業(yè)。
“要干就干最難的!”賀建華提出,東方電氣要擺脫“跟跑”,成為“領跑”,通過跨代開發(fā)實現“彎道超車”。
今年10月12日,26兆瓦級海上風力發(fā)電機組在東方電氣順利下線。這是繼18兆瓦風電機組后,東方電氣又一次刷新世界紀錄。
26兆瓦級海上風力發(fā)電機組,輪轂中心設計高度185米,相當于63層居民樓高;葉輪直徑超過310米,掃風面積超過7.7萬平方米,相當于10.5個標準足球場;整臺機組由3萬余個零部件組成。
“這是我們?yōu)轱L速8米/秒以上中高風速海域量身定制的機組,單臺機組每年可輸出1億度清潔電能。”賀建華介紹,以500兆瓦的風電項目為例,采用26兆瓦等級的機組比18兆瓦機組單位千瓦造價降低5%,發(fā)電量提升4%至5%。
“回首來路,事實證明沒有等出來的輝煌,只有拼出來的精彩。東方電氣將乘勢而進,加速向‘新’、向‘高’、向‘智’、向‘綠’發(fā)展,加快建設世界一流裝備制造集團。”東方電氣集團黨組書記、董事長俞培根表示。
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