G50原型機轉子加工現場。
1959年,東方電氣成功試製第一台産品——7千瓦異步電動機。
以上圖片均為東方電氣集團提供
在共和國工業長河裏,這家企業星光熠熠:新中國第一台自主研製的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、新中國第一台全國産化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,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度來自東方電氣生産的裝備。
從跟隨到超越,再到引領,成功研製出白鶴灘百萬千瓦水電機組。
1958年,一列滿載夢想的火車停靠在祖國西南的偏遠小城——四川德陽。同年,東方電氣首家子企業東方電機開工建廠。此後,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製單機容量17萬千瓦的水輪發電機組。由於沒有先例,有專家曾斷言‘這將是扔在長江裏的一堆廢鐵’。”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多個日夜連續攻關,17萬千瓦水輪發電機組成功下線。時至今日,這兩台17萬千瓦機組經過改造更新後,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製,中國企業與國外廠家首次開展巨型水電機組大規模聯合研製。
然而,在聯合研製過程中,時任東方電機總工程師賀建華發現,“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台機組的設計製造合同。“在三峽右岸,我們終於甩開了‘洋柺棍’,水準不比國外的差。”賀建華説。
時光來到2006年底,白鶴灘百萬千瓦水電機組的研發正式啟動。
“從70萬到100萬千瓦,研發進入了世界水電行業的‘無人區’。”賀建華説。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%……東方電氣穩紮穩打,攻克一個又一個難關。
其間,東方電機研製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噸重的大傢夥。”趙永智説。
2021年6月28日,百萬千瓦機組在白鶴灘順利投産發電。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——大型衝擊式水電機組。去年5月,全國首臺150兆瓦級大型衝擊式轉輪成功下線,實現了我國高水頭、大容量衝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,摘下裝備製造業“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、敢於勝利,自主創新、勇攀高峰的精神。在東方電氣另外一家子企業——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,東方汽輪機漢旺生産基地遭到嚴重損毀,上百萬平方米廠房倒塌。然而,東方電氣人“泰山壓頂不彎腰”:震後1個月,總體産能恢復到震前50%以上;震後半年,圓滿完成全年生産任務。
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:立項研製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製造業“皇冠上的明珠”,是一個國家工業水準、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的研製註定是一條佈滿荊棘的科研攀登之路。
就拿葉片的生産製造來説,前期試驗的陶瓷型芯碎得“稀裏嘩啦”,大夥兒一籌莫展。
怎麼辦?成員們夜以繼日搜索查閱文獻。直至偶然間在一篇綜述裏發現了“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,並與模具供應商合作,成功解決了之前的斷芯和嚴重偏心問題。
最終,歷時13年研製,東方電氣人終於啃下“硬骨頭”,制出“爭氣機”G50。今年9月,G50順利通過2000小時滿負荷商業運行産品鑒定。
創新,從未止步。今年7月4日,東方電氣又研製出國內首臺自主研製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,結構更複雜,導致其製造難度更大。
就拿燃燒器的噴嘴來説,傳統焊接工藝已無法滿足製造要求。怎麼辦?引入3D列印技術。但3D列印所需材料——金屬粉末的開發又是難題。“前期,我們聯合産業鏈合作夥伴對粉末的選材、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方案。”孫奇説。
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電機組,1年可減少碳排放超過15萬噸,聯合循環1小時發電量超過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,不僅可用於熱電聯産、分佈式能源、海上平臺發電,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。”孫奇説。
從鍛長板到育新板,著力構建“六電並舉”産業新格局。
創新不停歇,發展不止步。作為我國發電設備産量最大的企業,東方電氣並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“六電並舉”的産業新格局。
生産製造方向,加速數字化、智慧化轉型。
大型發電裝備多為定制化産品,生産往往為離散型、柔性、混線生産,産線智慧化轉型難度較大。
“再難也得轉。只有實現了數字化、智慧化轉型,才能進一步提升生産品質、效率,降低成本,同時加快産品迭代升級。”東方電氣集團科技信息部部長唐勇説。
走進東方汽輪機葉片“黑燈産線”,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……整條生産線設備利用率達到90%,實現了24小時無人干預連續加工。
“你瞧,這些機床很多都是10年多的老機床,通過我們的改造,成功融入智慧産線。”東方汽輪機數字化與智慧製造部副部長易泰勳説,目前産線産品一次合格率達99%,人均效率提升650%,能源利用率提高47%。
業務佈局方向,從傳統能源延伸至新能源。
2018年,已成為水電行業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,大力發展新興産業。
“要幹就幹最難的!”賀建華提出,東方電氣要擺脫“跟跑”,成為“領跑”,通過跨代開發實現“彎道超車”。
今年10月12日,26兆瓦級海上風力發電機組在東方電氣順利下線。這是繼18兆瓦風電機組後,東方電氣又一次刷新世界紀錄。
26兆瓦級海上風力發電機組,輪轂中心設計高度185米,相當於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,相當於10.5個標準足球場;整臺機組由3萬餘個零部件組成。
“這是我們為風速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,採用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’發展,加快建設世界一流裝備製造集團。”東方電氣集團黨組書記、董事長俞培根表示。(記者 李心萍)
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