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改革开放40周年机械工业发展征文:上海成套院改革开放四十年成果

——组织行业完成300MW、600MW亚临界火电技术的引进消化和再创新纪实

中国机械工业联合会机经网  发布时间:2018-09-20 10:49:32  来源:机经网


300MW、600MW机组引进、消化、吸收这一过程是分三个阶段来完成的,从第一阶段以“消化吸收”为中心开展攻关,保证顺利生产出300MW、600MW考核机组;到第二阶段以“国产化”为中心开展攻关,使三大机组和主要辅机基本实现国产化;再到第三阶段以“优化”为中心开展攻关,使引进技术有所发展创新;这中间的历程包含了几代上海成套院人的汗水。

上海成套院

上世纪八十年代国务院下达了引进300MW、600MW火电技术的指示。上海发电设备成套设计研究所(后改为院)根据机械部的要求,集全所之力,承担起了300MW、600MW火电机组引进工作中的联络、协调、组织和技术管理工作。

在“六五”到“八五”期间,国家下达了上亿元的资金用于300MW、600MW引进技术的消化、吸收国产化和再创新工作。为了使宝贵的科研经费真正用于科研和攻关,并保证项目的进度和质量,由上海发电设备成套设计研究院牵头组成攻关管理小组,制定管理办法,协助政府有关部门与各项目承担单位签订科研攻关合同,定期到各项目承担单位检查项目进度和资金使用情况,并负责组织项目验收。由于许多项目需要多家单位协作完成,上海发电设备成套设计研究院还为此建立了了攻关协作网,在每家单位都设有联络员,负责企业之间的攻关协调工作。

300MW、600MW机组引进、消化、吸收这一过程是分三个阶段来完成的,从第一阶段以“消化吸收”为中心开展攻关,保证顺利生产出300MW、600MW考核机组;到第二阶段以“国产化”为中心开展攻关,使三大机组和主要辅机基本实现国产化;再到第三阶段以“优化”为中心开展攻关,使引进技术有所发展创新;这中间的历程包含了几代上海成套院人的汗水。

1.以引进技术消化吸收为中心的“六五”重大技术装备科技攻关

300MW、600MW火电机组引进消化吸收工作涉及面广,为了全面保证引进消化吸收工作的全面展开,八十年代初由上海发电设备成套设计研究院牵头组织进行可行性研究,确定攻关内容、进度和目标。

1982年国家把引进300MW、600MW火电机组消化吸收列入“六五”国家重大技术装备科技攻关项目。政府相关部门共下拨科研经费2000万元,设立课题22项,其中三大主机和电工辅机18项,通用辅机和自控系统4项。

经过上海成套院人几年不懈地努力,300MW考核机组主机于1985年12月20日完成,1987年6月30日投入运行发电,600MW考核机组主机于1987年12月17日完成,1988年11月4日投入运行发电。经考核试验性能测定,各项经济指标都达到了技术输出方的设计保证值。

2.以提高国产化率为中心的“七五”重大技术装备科技攻关

鉴于第一台引进机组造价较高,国产化程度较低,上海发电设备成套设计研究院牵头组织进行可行性研究,提出在通过“七五”攻关,300MW、600MW火电成套设备保证达到引进技术标准和成套水平的前提下,提高国产化比例,降低造价,实现批量生产。另外通过引进技术和一些共性技术试验研究成果的推广应用,使国产300MW、600MW机组经济性和可靠性明显的提高。

“七五”期间,政府相关部门共下拨4000余万元攻关费,设立课题178项,其中汽轮机34项、锅炉18项、发电机11项、电站辅机(含重型矿山机械、通用和电工等行业)62项、大型铸锻件和材料41项,以及自控系统12项。

 “七五”期间,我国高等院校、研究院所和大中型企业各自的优势和特长共列出近万项专题攻关项目,近万名工程技术人员参加了科研攻关,制造了近万台专用设备。以汽轮机为例,通过攻关,使汽轮机全部动静叶片、高中压低亚转子锻件、高中压外缸铸件、高压缸螺栓、主汽伐、再热伐、推力轴承、盘车装置、大型弹簧、焊接材料、DEH、油系统、轴封系统、疏水系统中的零部件及配套件均实现了国产化。300MW机组主汽阀、再热阀以铸代锻实现国产化可节汇120万美元。汽轮机转子锻件实现国产化每台300MW机组可节约外汇200万美元;全部动叶片实现国产化可节汇50多万美元;DEH实现国产化可节汇100多万美元。据粗略统计,汽轮机关键零部件、配套件国产化攻关,国家共拨款人民币300万元左右,但取得的经济效益高达数亿元,并使我国汽轮机制造水平有了质的飞跃。

首套300MW机组引进机组国产化率为40%,通过“七五”攻关,第二套国产化率提高到68%,第三套已经超过75%,第四套为80%,其中三大主机的国产化率都超过85%。第二阶段的科研攻关为进一步提高国内自主开发能力打下了基础。

3.以优化和再创新为中心的“八五”重大技术装备科技攻关

300MW、600MW机组引进工作没有停留在国产化的程度上,而是继续把功夫下在优化和再创新上。在引进工作的第三阶段,也就是“八五”期间,发电设备行业结合国情开展优化和创新,提出的目标是:优化后性能要提高到当代国际普遍水平,在满足国内市场需求的同时,要能够参与国际市场的竞争。政府相关部门共下拨经费4000余万元,设立攻关课题41个,技术和项目管理仍然沿用“七五”的模式。

“八五”期间取得的主要创新成果包括:

(1)300MW、600MW汽轮机通流部分优化取得重大进展,300MW机组热耗从考核机组的1930kcal/kw·h降到1892kcal/kw·h,每台优化型300MW机组比石横考核机组每年可节省标准煤1万吨以上。

(2)300MW、600MW优化型发电机效率由98.6%提高到98.84%。

(3)300MW、600MW汽轮发电机组轴系振动攻关取得重大突破。95年上海锅炉厂生产的8台优化型300MW机组轴振均小于76μm;600MW机组轴瓦挤压、轴颈磨损也得到圆满解决。

(4)完成600多个引进计算机程序的转换移植,开发出具有当代世界水平的CAD系统。

(5)大型火电机组用钢基本实现国产化。

(6)实现了300MW、600MW汽轮机DEH国产化、基本掌握了TSI设计制造技术。

(7)消除切向燃烧方式引起锅炉出口两侧烟温、汽温偏差过大的攻关取得成效,过热器、再热器爆管得到控制。

(8)在引进的燃用烟煤锅炉的基础上扩展了贫煤、褐煤等炉型,开发出具有超压5%长期运行能力的300MW亚临界压力自然循环锅炉。

(9)实现了全量型安全法、电磁泄放阀、气动调节阀国产化。

(10)建成了一些重要的试验台位、基础性研究取得重大进展,培养出一大批年青科研骨干,有数十项科研成果获得机械部和省市科技进步奖。

在三个五年计划里,国家投入近10亿元资金用于技术改造,使我国发电设备制造行业年生产能力从4000MW左右提高到了15000MW。通过引进技术和国内外技术培训,造就了一支掌握大型火电机组先进设计、制造、管理技术的骨干队伍,加速了300MW、600MW国产化和优化进程,给企业技术进步增添了新的活力和后劲。通过十五年的科技攻关,具有当代国际水平的国产优化型300MW、600MW机组已取代引进原型机组。

300MW、600MW是一个十分复杂而庞大的系统工程。它涉及多种学科、多种技术、多种工艺、多种材料,涉及全国各地数百家企业,管理系统错综复杂。在政府的领导下,通过行业协作,科学管理,和产学研协作攻关,历经十五年,成功地完成了消化、国产化、优化三者相结合的过程。

在300MW、600MW引进技术的消化、吸收国产化和再创新工作中,上海发电设备成套设计研究院承担了大量的科研和国产化攻关,在材料技术、锅炉技术、汽轮机技术和自动控制、检测和系统集成技术四大方面取得了一大批科研成果。

在材料技术方面:通过对300MW、600MW机组锅炉、汽轮机专用材料低周疲劳、蠕变疲劳、蠕变和断裂交互作用等大量的材料使用特性试验研究,制定了锅炉、汽轮机用钢系列,出版了锅炉、汽轮机用钢手册,该项目获得国家重大装备成果贰等奖;攻克了当时国外公司都尚未解决的异种钢焊接难题;完成了锅炉、汽轮机高温材料和大型铸锻件的国产化。

在锅炉技术方面:完成了锅炉一、二次汽温计算方法和调温方式研究,获得机械部壹等奖;通过开展水冷壁系统研究,开发了具有超压5%长期运行能力的300MW亚临界压力自然循环锅炉;开展了强度技术研究,制定了“水管锅炉受压元件强度计算”标准,获机械部贰等奖;消除了引进技术采用切向燃烧方式引起锅炉出口两侧烟温偏差导致的汽温偏差,解决了因此造成的锅炉频繁爆管问题,有效提高了锅炉的可靠性。

在汽轮机技术方面:通过开展汽轮发电机组轴系振动、扭振试验研究,成功地解决了轴系振动过大、轴瓦挤压和轴颈磨损现象,获能源部科技进步一等奖;通过采用新叶型,末级长叶片,增加高压缸级数,改进汽封结构,使汽轮机通流部分得到优化,有效降低了汽轮机热耗。

在自动控制、检测和系统集成技术方面:完成了七百多个引进计算程序的转化和使用;基本掌握了TSI设计制造技术;实现了300MW、600MW汽轮机DEH国产化;完成了火电系统辅机配套和系统集成研究;通过对ASME检测标准的吸收,建立了火电站性能检测系统,编制了“电站锅炉性能试验规程”;开展电站设备可靠性研究,取得了一系列的研究成果,连续二年获得国家科技进步贰等奖。

在300MW、600MW火电机组引进、消化吸收、国产化和优化创新工作中,上海成套院建立了轴承-转子-基础联合振动试验台,汽轮机发电机组扭振试验台,大流量伺服阀试验台,颤振试验台,叶片应力腐蚀试验台,超临界压力水动力试验台等一批试验台,提升了我院的科研能力,对提高我国火电设备可靠性和经济性以及自主创新起了巨大的作用。通过引进消化吸收和创新工作,培养和造就了从事材料、锅炉、汽轮机、自动控制和系统成套设计研究的科研队伍,形成了我国发电设备共性技术研究基地。

做好产业规划  推动产业升级
责任编辑:机经网编辑部 yangbo
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