挺起装备制造业“脊梁”(走进产业地标·跨越时空 产业向上)

发布时间:2024-12-06 02:12:04 来源: sp20241206

  G50原型机转子加工现场。

  1959年,东方电气成功试制第一台产品——7千瓦异步电动机。   以上图片均为东方电气集团提供

  在共和国工业长河里,这家企业星光熠熠:新中国第一台自主研制的30万千瓦汽轮机、中国水电史上首个国家科学技术进步奖特等奖、世界首批百万千瓦水电机组、新中国第一台全国产化F级50兆瓦重型燃气轮机……

  中国东方电气集团有限公司,这家成长于三线建设的企业,用一个又一个从“0到1”的突破,铸就大国能源装备。如今,全国每4度电就有1度来自东方电气生产的装备。

  从跟随到超越,再到引领,成功研制出白鹤滩百万千瓦水电机组

  1958年,一列满载梦想的火车停靠在祖国西南的偏远小城——四川德阳。同年,东方电气首家子企业东方电机开工建厂。此后,能代表新中国各阶段一流水准的水电项目,大多留下了东方电机的烙印。

  在葛洲坝,东方电机第一次打响了名声。

  “当时,我们提出要为葛洲坝研制单机容量17万千瓦的水轮发电机组。由于没有先例,有专家曾断言‘这将是扔在长江里的一堆废铁’。”东方电机副总工程师赵永智回忆道。

  东方电机不怕难,不气馁。历经1500多个日夜连续攻关,17万千瓦水轮发电机组成功下线。时至今日,这两台17万千瓦机组经过改造更新后,依旧在葛洲坝水电站高效运转。

  在三峡水利枢纽工程,东方电机实现了蜕变。

  1996年,三峡左岸70万千瓦水电机组启动研制,中国企业与国外厂家首次开展巨型水电机组大规模联合研制。

  然而,在联合研制过程中,时任东方电机总工程师贺建华发现,“洋师傅”的水电机组定子电磁振动很大,存在较大安全隐患。

  能否消除有害振动?“洋师傅”们迟迟拿不出解决方案。贺建华不服输,进行自主探索。最终,团队不仅找到“症结”,还从1020根线棒的数万种接线组合中,找到最佳排列组合,解决了振动难题。

  这为东方电机赢得了与国外厂商同台竞技的机会。2004年,东方电机独立获得三峡右岸4台机组的设计制造合同。“在三峡右岸,我们终于甩开了‘洋拐棍’,水平不比国外的差。”贺建华说。

  时光来到2006年底,白鹤滩百万千瓦水电机组的研发正式启动。

  “从70万到100万千瓦,研发进入了世界水电行业的‘无人区’。”贺建华说。仅轴承部分就申请32项新专利,将电机效率史无前例地提高到99%……东方电气稳扎稳打,攻克一个又一个难关。

  其间,东方电机研制的转轮还成功实现了“零配重”。何为“零配重”?“转轮总重350吨,高近4米,直径超8米,‘零配重’意味着我们用一根手指就能拨动这个350吨重的大家伙。”赵永智说。

  2021年6月28日,百万千瓦机组在白鹤滩顺利投产发电。水轮机效率达到96.7%,世界最高。中国水电装备实现了从跟随到超越,再到引领的华丽蜕变。

  如今,东方电机正在攻克水电领域新的高峰——大型冲击式水电机组。去年5月,全国首台150兆瓦级大型冲击式转轮成功下线,实现了我国高水头、大容量冲击式水电机组关键核心技术零的突破。

  精神力量支撑一代代“争气机”问世,摘下装备制造业“皇冠上的明珠”

  从葛洲坝到白鹤滩,从追随者到领跑者,东方电气的成长,离不开迎难而上、敢于胜利,自主创新、勇攀高峰的精神。在东方电气另外一家子企业——东方汽轮机身上,同样能感受到这样的精神力量。

  时光回到2008年5月12日,汶川地震突袭而至,东方汽轮机汉旺生产基地遭到严重损毁,上百万平方米厂房倒塌。然而,东方电气人“泰山压顶不弯腰”:震后1个月,总体产能恢复到震前50%以上;震后半年,圆满完成全年生产任务。

  2009年,东方电气一边在四川德阳重建厂房,一边作出重大决定:立项研制F级50兆瓦重型燃气轮机(以下简称G50)。

  作为当今世界效率最高的热功转换设备,重型燃气轮机被誉为装备制造业“皇冠上的明珠”,是一个国家工业水平、综合国力的重要体现。

  点火试验,犹如在10级狂风中点燃一根蜡烛;高温透平叶片,需在超过普通金属熔点的高温下,以6000转/分钟高速旋转,叶顶线速度超过大型客机飞行速度的两倍……G50的研制注定是一条布满荆棘的科研攀登之路。

  就拿叶片的生产制造来说,前期试验的陶瓷型芯碎得“稀里哗啦”,大伙儿一筹莫展。

  怎么办?成员们夜以继日搜索查阅文献。直至偶然间在一篇综述里发现了“型芯定位”的概念,才找到突破口。他们提出6点定位设计方法,并与模具供应商合作,成功解决了之前的断芯和严重偏心问题。

  最终,历时13年研制,东方电气人终于啃下“硬骨头”,制出“争气机”G50。今年9月,G50顺利通过2000小时满负荷商业运行产品鉴定。

  创新,从未止步。今年7月4日,东方电气又研制出国内首台自主研制15兆瓦重型燃气轮机(以下简称G15)。

  东方汽轮机副总工程师孙奇介绍,相比G50,G15缩尺约0.6倍,整体结构更加集成化,结构更复杂,导致其制造难度更大。

  就拿燃烧器的喷嘴来说,传统焊接工艺已无法满足制造要求。怎么办?引入3D打印技术。但3D打印所需材料——金属粉末的开发又是难题。“前期,我们联合产业链合作伙伴对粉末的选材、配比等做了十几个方案,又制定了几十组工艺参数,经过逐一比较,反复试验才寻找到最优方案。”孙奇说。

  据介绍,G15功率为16.5兆瓦,热效率35%,相较于同功率的火力发电机组,1年可减少碳排放超过15万吨,联合循环1小时发电量超过2.2万千瓦时,可满足2500个家庭1天的用电需求。

  “G15应用场景十分广泛,不仅可用于热电联产、分布式能源、海上平台发电,还可以和光伏、储能等绿色低碳技术耦合,构建多种‘源网荷储’综合能源运用场景。”孙奇说。

  从锻长板到育新板,着力构建“六电并举”产业新格局

  创新不停歇,发展不止步。作为我国发电设备产量最大的企业,东方电气并未停下勇攀高峰的步伐。如今,他们正着力锻长板、育新板,构建风电、太阳能、水电、核电、气电、煤电“六电并举”的产业新格局。

  生产制造方向,加速数字化、智能化转型。

  大型发电装备多为定制化产品,生产往往为离散型、柔性、混线生产,产线智能化转型难度较大。

  “再难也得转。只有实现了数字化、智能化转型,才能进一步提升生产质量、效率,降低成本,同时加快产品迭代升级。”东方电气集团科技信息部部长唐勇说。

  走进东方汽轮机叶片“黑灯产线”,无人运输小车来回穿梭,机器人自主上料、机床自主加工、设备自主检测……整条生产线设备利用率达到90%,实现了24小时无人干预连续加工。

  “你瞧,这些机床很多都是10年多的老机床,通过我们的改造,成功融入智能产线。”东方汽轮机数字化与智能制造部副部长易泰勋说,目前产线产品一次合格率达99%,人均效率提升650%,能源利用率提高47%。

  业务布局方向,从传统能源延伸至新能源。

  2018年,已成为水电行业技术专家的贺建华接到新的任命——东方风电总经理。彼时,东方电气决定,进一步加大投入,大力发展新兴产业。

  “要干就干最难的!”贺建华提出,东方电气要摆脱“跟跑”,成为“领跑”,通过跨代开发实现“弯道超车”。

  今年10月12日,26兆瓦级海上风力发电机组在东方电气顺利下线。这是继18兆瓦风电机组后,东方电气又一次刷新世界纪录。

  26兆瓦级海上风力发电机组,轮毂中心设计高度185米,相当于63层居民楼高;叶轮直径超过310米,扫风面积超过7.7万平方米,相当于10.5个标准足球场;整台机组由3万余个零部件组成。

  “这是我们为风速8米/秒以上中高风速海域量身定制的机组,单台机组每年可输出1亿度清洁电能。”贺建华介绍,以500兆瓦的风电项目为例,采用26兆瓦等级的机组比18兆瓦机组单位千瓦造价降低5%,发电量提升4%至5%。

  “回首来路,事实证明没有等出来的辉煌,只有拼出来的精彩。东方电气将乘势而进,加速向‘新’、向‘高’、向‘智’、向‘绿’发展,加快建设世界一流装备制造集团。”东方电气集团党组书记、董事长俞培根表示。

  《 人民日报 》( 2024年10月30日 18 版)

(责编:卫嘉、白宇)