川觀新聞記者 吳憂 寇敏芳 侯沖 攝影 李強
3月8日，廣東清遠，我國首臺全國產(chǎn)化F級50兆瓦重型燃?xì)廨啓C(G50)商業(yè)示范機組通過72+24小時試運行，正式投入商業(yè)運行。消息傳回四川德陽，東方電氣集團東方汽輪機有限公司(簡稱“東方汽輪機”)科技管理部副部長文圓圓在朋友圈感嘆：“咱們的孩子，太爭氣了!”
“爭氣機”，立起了四川高端裝備制造業(yè)的新高度。
在中國的工業(yè)版圖中，德陽的角色一直很“硬核”——高加工度的裝備制造業(yè)，意味著產(chǎn)業(yè)技術(shù)密集化和高附加值化。“重裝之都”，在以清潔能源、人工智能等為主的新一輪技術(shù)革命中，將如何進階?四川日報全媒體工業(yè)“燈塔”十城行采訪組來到德陽，在東方汽輪機總部園區(qū)，尋找答案。
打牢基礎(chǔ)
突破“卡脖子”的關(guān)鍵核心技術(shù)
走進東方汽輪機總部園區(qū)，文圓圓帶領(lǐng)記者來到海鷗廣場，一座泛著金屬光澤的大型裝置映入眼簾。
這是一臺300兆瓦蒸汽輪機的“心臟”——轉(zhuǎn)子，誕生于1983年，上世紀(jì)90年代退役后被東汽人買了回來，成為一個地標(biāo)，“它是我國大功率發(fā)電設(shè)備制造國產(chǎn)化的奠基之作，也是最早的‘爭氣機’。”
東方汽輪機總部園區(qū)正門。
40年后，東汽人有了新的“爭氣機”：F級50兆瓦重型燃?xì)廨啓C(G50)。
提起重型燃?xì)廨啓C，人們常常這樣形容：它是“除了基因工程以外最復(fù)雜的工程”，是裝備制造業(yè)“皇冠上的明珠”。“能夠自主研制重型燃?xì)廨啓C的國家，屈指可數(shù)。”文圓圓表示，它的研發(fā)制造是一個國家工業(yè)水平的體現(xiàn)，此前只有美國、日本和德國等少數(shù)國家實現(xiàn)。
本世紀(jì)初，我國開始與國外企業(yè)合作，在國內(nèi)制造重型燃?xì)廨啓C。但當(dāng)時，核心技術(shù)仍掌握在國外企業(yè)手中。文圓圓說，特別是高溫部件等核心技術(shù)，談到技術(shù)轉(zhuǎn)讓，國外企業(yè)一口拒絕，“要不來、買不來、討不來。”
2009年，東方汽輪機組建科研團隊，啟動F級50兆瓦重型燃?xì)廨啓C自主研制工作。10年后的2019年，高溫部件實現(xiàn)100%自主制造，整機點火試驗一次成功。2023年，正式轉(zhuǎn)入商業(yè)運行，標(biāo)志著G50的研制、安裝、調(diào)試工作圓滿完成。
東方汽輪機自主研制“華龍一號”核電汽輪機主機設(shè)備。東方汽輪機供圖
10多年來，東方汽輪機在G50項目上投入超過20億元。“賺不回來。”文圓圓說，同第一代“爭氣機”一樣，G50是公司為國家鍛造的大國重器，研制過程中掌握的關(guān)鍵核心技術(shù)、積累的經(jīng)驗和鍛煉出的人才，才是最寶貴的財富，“這是公司未來發(fā)展的堅實基礎(chǔ)。”
據(jù)統(tǒng)計，在G50研制過程中，東方汽輪機獲得授權(quán)發(fā)明專利136項，參與制訂國家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6項，形成燃機設(shè)計/制造標(biāo)準(zhǔn)超1000項，完整掌握了重型燃?xì)廨啓C自主設(shè)計、制造、試驗全過程能力。
推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型
打造葉片加工無人車間及黑燈產(chǎn)線
隨著G50首發(fā)，更多燃?xì)廨啓C的訂單正在涌來。“生產(chǎn)計劃已經(jīng)排到兩年后。”東方汽輪機工藝部副部長徐健告訴記者，保質(zhì)保量加快生產(chǎn)是當(dāng)務(wù)之急。
機器人放置葉片。東方汽輪機供圖
在徐健的帶領(lǐng)下，記者走進生產(chǎn)一線，在東方汽輪機葉片數(shù)字化車間直擊燃?xì)廨啓C、汽輪機最核心的制造環(huán)節(jié)。“葉片就像芯片。”徐健說，一臺重型燃?xì)廨啓C有上萬個零部件組成，其中葉片占比四分之一，其制造技術(shù)最為復(fù)雜、制造周期最長。
車間入口，下線的葉片擺成一行，最小的長度不到5厘米，最大的長度超過兩米。徐健介紹，一臺燃?xì)廨啓C、汽輪機要用到大小不一的20多級葉片，不同機型的葉片規(guī)格不一。在燃?xì)廨啓C、汽輪機當(dāng)中，這些大小不一的葉片將組成環(huán)形陣列，每個葉片的位置固定，相互之間的角度固定，對精度要求極高。
“J型重型燃?xì)廨啓C的葉片工藝誤差不能超過0.03毫米，不到普通A4紙的1/3。”徐健說，俗話說慢工才能出細(xì)活，在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上再提升效率就更難了。
AGV智能配送葉片
走進車間，一輛自動導(dǎo)向小車(AGV)從身旁駛來，記者尾隨上去。只見小車載著金屬坯料，駛向一臺機床，在機床附近的線邊庫自動卸料;上方的軌道開始轉(zhuǎn)動，機器人來到線邊庫，伸出手臂將坯料抓起，將其移到機床外;待機床打開隔離門，機器人便把坯料放入其中;機床將坯料固定，刀頭開始轉(zhuǎn)動車削，一支葉片漸漸成型。
徐健一邊走一邊向記者解釋，這里是國內(nèi)首個葉片加工無人車間及首條黑燈產(chǎn)線。通過5G，AGV、機器人、數(shù)控加工中心等智能設(shè)備接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，依靠背后的大數(shù)據(jù)、人工智能驅(qū)動運行，葉片加工全過程都能像眼前這樣自動運轉(zhuǎn)，不需要人工介入。
國內(nèi)首條葉片加工黑燈產(chǎn)線
“24小時不停轉(zhuǎn)，設(shè)備利用率達到90%，更重要的是加工精度達0.03毫米。”徐健告訴記者，這樣世界頂級精度的葉片就是在這條產(chǎn)線上源源不斷地生產(chǎn)出來。
延伸產(chǎn)業(yè)鏈
探索二氧化碳+飛輪儲能等新領(lǐng)域
“充電2小時，存電2萬度。”在東方汽輪機總部園區(qū)東南一隅，東方汽輪機儲能技術(shù)事業(yè)部副總經(jīng)理王鑫讓我們見識了一個“超級充電寶”。
這里有一座藍白相間的小山包，小山通過管道與附近的廠房相連，廠房又伸出一排管道接入旁邊的罐區(qū)，整個“超級充電寶”至少有兩個足球場大。
王鑫介紹，這是全球首個二氧化碳+飛輪儲能示范項目，這座小山包可以儲存15萬立方米的氣態(tài)二氧化碳，罐區(qū)則可以儲存同樣質(zhì)量的液態(tài)二氧化碳，體積為氣態(tài)的1/400，“利用透平機將氣態(tài)二氧化碳液化，就是充電的過程;液態(tài)二氧化碳?xì)饣苿油钙綑C，就是放電的過程。”
這里講到的10兆瓦透平機，就是公司研發(fā)的核心設(shè)備。什么是“透平”?王鑫解釋說，透平是英文turbine的音譯，俗稱渦輪，壓縮機、汽輪機、燃?xì)廨啓C都是透平機。這座儲能設(shè)施所用到的透平機，輸入電能就可以成為壓縮機，反過來也能推動電機發(fā)電，“模式的轉(zhuǎn)換只需要幾分鐘。”
由于原理相通，東方汽輪機在汽輪機、燃?xì)廨啓C領(lǐng)域積累的先進技術(shù)，也有了更多用武之地。王鑫介紹，與汽輪機、燃?xì)廨啓C以蒸汽、燃?xì)鉃楣ぷ鹘橘|(zhì)不同，此處使用的透平機以二氧化碳為工作介質(zhì)，在部件材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計方面作了定向優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)更加高效的功率輸出，“在長達30年的使用壽命中，循環(huán)效率能一直保持在60%以上。”
以氣電、清潔高效煤電、核電設(shè)備為基石，發(fā)揮先進透平設(shè)備研發(fā)制造的長板優(yōu)勢，積極發(fā)展儲能業(yè)務(wù)，已經(jīng)成為東方汽輪機延伸產(chǎn)業(yè)鏈的重要方向之一。“從儲能到空氣儲能，再到二氧化碳儲能，方向越來越精準(zhǔn)。”王鑫表示，二氧化碳具有無毒、不易燃、易于獲取的優(yōu)勢，常溫下即可液化，可以方便實現(xiàn)液態(tài)存儲，存儲成本低且安全可靠，未來發(fā)展前景可期。
文圓圓告訴記者，除了儲能業(yè)務(wù)，東方汽輪機還在工業(yè)透平、電站服務(wù)、新能源工程等多個領(lǐng)域探索。“重點圍繞清潔能源裝備產(chǎn)業(yè)。”文圓圓說，公司正加快先進技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)作出貢獻。
編輯：譚鵬
