可再生能(neng)(neng)源正在(zai)全面(mian)挑戰傳統能(neng)(neng)源的產出方(fang)式，比(bi)如(ru)(ru)2016年光伏上網價(jia)格和風(feng)電(dian)電(dian)價(jia)均已出臺下(xia)調(diao)方(fang)案。雖然趨勢(shi)如(ru)(ru)此，但(dan)國家能(neng)(neng)源局近年來的統計數據表明，發電(dian)量(liang)的七成(cheng)仍源自火電(dian)發電(dian)，包括水、風(feng)、核電(dian)、太陽能(neng)(neng)等新能(neng)(neng)源并未對傳統能(neng)(neng)源形成(cheng)強(qiang)勢(shi)沖擊(ji)。

可是(shi),目前(qian)國內電力市場已日趨(qu)飽和，在國家(jia)扶持新能源的政策下，火力發(fa)(fa)電等傳統發(fa)(fa)電形(xing)式“上大(da)壓小”，采用大(da)功率設備已成為電力行業的共識。

“大”帶(dai)來的挑戰

作(zuo)為我國制(zhi)造(zao)大(da)型電(dian)力(li)設備的(de)(de)主力(li)廠商，上海電(dian)氣電(dian)站(zhan)(zhan)設備有(you)限公(gong)司發(fa)電(dian)機廠（SEPC）隸(li)屬于(yu)上海電(dian)氣集團股份有(you)限公(gong)司電(dian)站(zhan)(zhan)集團，是與德國西門子公(gong)司合資的(de)(de)企業，主要從事火電(dian)、核電(dian)、燃機領域的(de)(de)大(da)型發(fa)電(dian)機成套產品的(de)(de)研發(fa)和制(zhi)造(zao)。

從2004年(nian)開始，上海發電機廠火力發電機組的(de)生產、銷(xiao)售(shou)，以及訂單(dan)數量連續保持世(shi)界第一。近幾年(nian)公(gong)司(si)1000MW等級水氫冷機組每(mei)年(nian)的(de)訂單(dan)量基本(ben)穩定(ding)在9000MW～13000MW范圍內(nei)，國內(nei)市(shi)場占有率約80%，600MW等級水氫冷機組年(nian)訂單(dan)量穩定(ding)在6000MW～9000MW，國內(nei)市(shi)場占有率約60%，產品(pin)遠銷(xiao)多個(ge)國家(jia)。

我(wo)國(guo)(guo)現有的(de)(de)300MW、600MW、1000MW水氫(qing)冷(leng)汽輪(lun)發電(dian)(dian)機效率、年(nian)運行小時等參數均(jun)已達到國(guo)(guo)際先(xian)進水平，近(jin)年(nian)國(guo)(guo)家規定國(guo)(guo)內能生產的(de)(de)亞臨(lin)界600MW及以下(xia)容量機組(zu)一般不再進口，這加快了對我(wo)國(guo)(guo)電(dian)(dian)站建設制造(zao)(zao)業(ye)的(de)(de)發展。電(dian)(dian)站制造(zao)(zao)業(ye)是(shi)國(guo)(guo)家重要(yao)的(de)(de)基礎工業(ye)之一，法國(guo)(guo)、德國(guo)(guo)、日(ri)本、俄羅斯、美國(guo)(guo)的(de)(de)大型核電(dian)(dian)站、火電(dian)(dian)站的(de)(de)絕大部分機組(zu)都(dou)是(shi)本國(guo)(guo)制造(zao)(zao)的(de)(de)。 

隨著“上(shang)(shang)大(da)(da)壓小”政策的(de)(de)實施，SEPC目(mu)前(qian)(qian)已經形成完善的(de)(de)空冷(leng)50MW～200MW等(deng)級(ji)、雙水內水冷(leng)60MW～340MW等(deng)級(ji)、水氫冷(leng)200～1000MW等(deng)級(ji)等(deng)系列(lie)產品(pin)，在(zai)(zai)超(chao)超(chao)臨(lin)界(jie)1000MW級(ji)火(huo)電(dian)(dian)(dian)、核電(dian)(dian)(dian)及(ji)燃氣輪(lun)發(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)等(deng)重大(da)(da)項目(mu)上(shang)(shang)實現了(le)歷史性突破，目(mu)前(qian)(qian)正在(zai)(zai)研發(fa)國際上(shang)(shang)至大(da)(da)容量(liang)(liang)的(de)(de)1800MW級(ji)核電(dian)(dian)(dian)發(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)、1200MW級(ji)火(huo)電(dian)(dian)(dian)發(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)等(deng)產品(pin)，以(yi)形成新的(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)核心技(ji)術，不斷提(ti)高企(qi)業核心競爭力(li)。走進SEPC的(de)(de)廠房(fang)，可(ke)看(kan)到：主廠房(fang)長312米，寬(kuan)36米，高34米，吊(diao)重能力(li)可(ke)達500噸，具備了(le)可(ke)加工目(mu)前(qian)(qian)世界(jie)上(shang)(shang)至大(da)(da)容量(liang)(liang)——1800MW四極核電(dian)(dian)(dian)發(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)和年產量(liang)(liang)3000萬千瓦(wa)的(de)(de)生產能力(li)。 

隨(sui)著等級(ji)的提升，發電設(she)備尺寸也隨(sui)之加大(da)，動輒上百噸、幾十米的大(da)型設(she)備給加工帶來的不僅(jin)僅(jin)是不便，加工難度也隨(sui)之提升。 

由于發(fa)(fa)電(dian)設(she)備(bei)產品的特(te)性(xing)，對設(she)備(bei)的可靠性(xing)有著嚴格的要求(qiu)。比(bi)如轉(zhuan)子(zi)(zi)是大型電(dian)力(li)設(she)備(bei)——發(fa)(fa)電(dian)機中的核心(xin)部件(jian)，其加(jia)工(gong)質(zhi)量的好壞影響了發(fa)(fa)電(dian)機的運行質(zhi)量。且轉(zhuan)子(zi)(zi)胚件(jian)尺寸大，成本不菲，供應有限，雖(sui)加(jia)工(gong)要求(qiu)高，但(dan)也必須(xu)加(jia)工(gong)零(ling)失誤率。 

此外發電設備中其他一些典型關鍵(jian)零部件如(ru)轉子(zi)輪槽(cao)以及(ji)轉子(zi)嵌線鳩尾槽(cao)等(deng)的切(qie)削加工(gong)，由于(yu)(yu)被(bei)加工(gong)材(cai)料屬于(yu)(yu)耐熱高強度(du)合金(jin)鋼、不銹(xiu)鋼等(deng)難加工(gong)材(cai)料，切(qie)削量大、切(qie)削負荷重，對數控刀具的切(qie)削性能，諸如(ru)高溫紅硬性、彎曲(qu)剪切(qie)強度(du)、抗磨損性、抗粘接(jie)性、摩擦(ca)系(xi)數等(deng)有很(hen)高的要求。 

但難點(dian)正是關鍵點(dian)。控制(zhi)和減少二極轉子嵌線(xian)槽的切(qie)削(xue)變(bian)形，是提(ti)(ti)高轉子運轉精度(du)、保證發電(dian)機(ji)運行(xing)品(pin)質的關鍵。一般來說嵌線(xian)槽在加工(gong)中發生變(bian)形，嵌線(xian)槽槽口變(bian)形量可(ke)達到0.5mm。要減小(xiao)變(bian)形，必須選擇(ze)合適的切(qie)削(xue)力(li)(li)并減小(xiao)降低殘余應力(li)(li)。這不僅對工(gong)藝(yi)工(gong)程師和操(cao)作人員提(ti)(ti)出了(le)(le)高要求(qiu)，其高精度(du)復雜型面的切(qie)削(xue)對數控刀(dao)具本(ben)身的精度(du)也提(ti)(ti)出了(le)(le)更(geng)高的要求(qiu)。 

難點重重 

機(ji)加工(gong)是發電機(ji)組生產的重(zhong)要(yao)環(huan)節，發電機(ji)轉(zhuan)(zhuan)子、定子、機(ji)座(zuo)等部(bu)件切(qie)削(xue)量(liang)很(hen)大(da)(da)，對機(ji)床和(he)刀(dao)具(ju)(ju)要(yao)求都很(hen)高。汽(qi)輪(lun)發電機(ji)轉(zhuan)(zhuan)軸嵌線槽(cao)(cao)是采用(yong)專用(yong)可轉(zhuan)(zhuan)位轉(zhuan)(zhuan)子槽(cao)(cao)盤銑刀(dao)，在數(shu)控轉(zhuan)(zhuan)子槽(cao)(cao)銑床上加工(gong)而成。由于(yu)轉(zhuan)(zhuan)軸材質(zhi)為高強度合金鋼，切(qie)削(xue)槽(cao)(cao)深、銑刀(dao)直徑大(da)(da)、切(qie)削(xue)速快(kuai)，對刀(dao)具(ju)(ju)綜合性能要(yao)求很(hen)高。 

以轉(zhuan)子加(jia)工為例，鍛造出的原(yuan)材料工件首先要經過(guo)車(che)削(xue)，然后是(shi)銑削(xue)加(jia)工。銑削(xue)分(fen)粗銑和精(jing)銑，每個工序分(fen)兩(liang)步(bu)走。“銑槽必(bi)須要分(fen)段，因為牽扯到轉(zhuan)子的動平衡。”這是(shi)每個工藝操作人員都(dou)所熟稔的。 

轉(zhuan)(zhuan)子本體外圓(yuan)有(you)一圈軸向方向的(de)嵌線槽(cao)(cao)，業(ye)內也(ye)稱之為轉(zhuan)(zhuan)子縱(zong)樹型輪槽(cao)(cao)，有(you)時每個轉(zhuan)(zhuan)子的(de)嵌線槽(cao)(cao)會多(duo)達30多(duo)條。發電(dian)機轉(zhuan)(zhuan)子槽(cao)(cao)形整體加(jia)工要求(qiu)(qiu)較高：整槽(cao)(cao)寬度公差要求(qiu)(qiu)≤0.2mm、等分度要求(qiu)(qiu)≤0.02°、粗糙度要求(qiu)(qiu)≤Ra3.2，其次(ci)工藝(yi)要求(qiu)(qiu)的(de)加(jia)工效(xiao)率要高，需(xu)要兼顧機床加(jia)工性能(neng)及(ji)刀具(ju)切削(xue)性能(neng)。

要提(ti)高產品(pin)的性能(neng)一(yi)般(ban)有兩種(zhong)途徑，一(yi)是加(jia)大資金投資購(gou)買設備，或(huo)者(zhe)求助外協(xie)；還有一(yi)種(zhong)辦法就是對刀(dao)具切削(xue)工(gong)藝進(jin)行改進(jin)——這是直接的手段(duan)，如果刀(dao)具的切削(xue)效率能(neng)夠提(ti)高一(yi)倍，就相當于(yu)增加(jia)了(le)(le)一(yi)臺機床，它帶來的效果立竿見(jian)影(ying)，事半功倍。SEPC的轉子槽加(jia)工(gong)工(gong)序中大量使(shi)用了(le)(le)各種(zhong)盤銑(xian)刀(dao)和鳩尾銑(xian)刀(dao)，所用刀(dao)具以德國瓦(wa)爾特公司提(ti)供的可(ke)轉位(wei)盤銑(xian)刀(dao)和可(ke)轉位(wei)鳩尾銑(xian)刀(dao)為主。 

國(guo)內發電(dian)機(ji)制造(zao)技(ji)術發展經歷了三個階段，制造(zao)工(gong)藝也從手工(gong)、機(ji)械、數顯加工(gong)為主(zhu)，逐步(bu)發展到(dao)數控(kong)智能化加工(gong)，轉(zhuan)子嵌線槽內鳩尾(wei)槽的加工(gong)刀具從之前高速鋼材質演變到(dao)可轉(zhuan)位刀片刀具。 

應用(yong)在300MW等級上的(de)粗(cu)齒型粗(cu)銑(xian)(xian)盤銑(xian)(xian)刀是瓦爾(er)特(te)(te)和SEPC的(de)頭(tou)個合作成(cheng)果(guo)。因為轉子槽粗(cu)加工(gong)余(yu)量大，要求(qiu)良好的(de)排屑功能，此外關鍵還(huan)不能出(chu)現(xian)拉鐵圈、磨痕。現(xian)在瓦爾(er)特(te)(te)刀具在SEPC的(de)應用(yong)已經越來越多，只要有新(xin)的(de)產(chan)品設計都會在看(kan)到瓦爾(er)特(te)(te)技術人員的(de)參與。 

同(tong)時，降本增(zeng)效也是SEPC選擇刀(dao)具(ju)的重要條(tiao)件。比如600MW鳩尾槽由(you)高速(su)鋼(gang)刀(dao)具(ju)更(geng)換為瓦(wa)爾特的刀(dao)具(ju)后(hou)粗(cu)糙度由(you)原先的Ra6.3提高至不大于(yu)Ra3.2，加(jia)工效率由(you)原先使用高速(su)鋼(gang)刀(dao)具(ju)加(jia)工每個槽需(xu)90分(fen)鐘(zhong)(zhong)，提高到使用硬質合金(jin)刀(dao)具(ju)后(hou)只需(xu)30分(fen)鐘(zhong)(zhong)。雖然(ran)刀(dao)片消耗(hao)成(cheng)本略(lve)高于(yu)高速(su)鋼(gang)刀(dao)具(ju)方案，但(dan)由(you)于(yu)加(jia)工工時減少，且加(jia)工進給量(liang)由(you)于(yu)比原先提高不少：可(ke)以從(cong)原來的不足100mm/min提高到240～280mm/min，綜(zong)合計算下來，實(shi)際(ji)加(jia)工成(cheng)本的降低依然(ran)可(ke)觀(guan)。 

據悉(xi)，目前1000MW水氫(qing)冷(leng)、600MW水氫(qing)冷(leng)III型、300MW水氫(qing)冷(leng)是SEPC訂單至(zhi)多(duo)的(de)(de)拳頭(tou)產品，年產臺份數在(zai)(zai)25～35臺，每年總的(de)(de)產品制造(zao)(zao)容(rong)量穩(wen)定在(zai)(zai)2000~3000萬(wan)千瓦（3000萬(wan)千瓦機(ji)(ji)組一年發(fa)(fa)電量可達(da)2400億度）。此外水冷(leng)機(ji)(ji)組也是SEPC另一項引(yin)以為傲的(de)(de)自主(zhu)開發(fa)(fa)產品，至(zhi)今已累積制造(zao)(zao)的(de)(de)水冷(leng)機(ji)(ji)組臺份數超(chao)過650臺。目前，SEPC也已經在(zai)(zai)研發(fa)(fa)世界660MW至(zhi)大(da)水冷(leng)發(fa)(fa)電機(ji)(ji)組及1200MW等級世界至(zhi)大(da)二極發(fa)(fa)電機(ji)(ji)機(ji)(ji)組。 

隨著中(zhong)國裝備制造(zao)業(ye)(ye)的(de)發(fa)展，未來(lai)(lai)生產(chan)企(qi)業(ye)(ye)對機床(chuang)和(he)(he)刀(dao)(dao)具(ju)的(de)要求也越來(lai)(lai)越高(gao)(gao)。金屬切(qie)削機床(chuang)和(he)(he)刀(dao)(dao)具(ju)作為(wei)切(qie)削加工(gong)的(de)基礎工(gong)藝裝備，被稱(cheng)為(wei)“孿(luan)生兄弟”，機床(chuang)依靠優良的(de)“牙(ya)齒”才能發(fa)揮作用。可以說(shuo)刀(dao)(dao)具(ju)性能和(he)(he)質量直接影響到整(zheng)體生產(chan)效(xiao)率(lv)的(de)高(gao)(gao)低、加工(gong)質量的(de)好壞，以及生產(chan)技(ji)術水平和(he)(he)經濟效(xiao)益，所以國外企(qi)業(ye)(ye)才有“企(qi)業(ye)(ye)的(de)紅利在刀(dao)(dao)刃(ren)上”的(de)說(shuo)法。