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打破「禁區」闖出新路
2023年06月20日  开元体育集團股份有限公司

「首創精神」之源起

話題要拉回到上世紀50年代。1953年,上海電機廠(以下簡稱「上電」)成功研製出了我國第一台6000千瓦空冷汽輪發電機。在此後的1954年至1957年間,上電廠累計產出27台6000千瓦空冷汽輪發電機,同時試製成功1.2萬千瓦空冷汽輪發電機,有力地支援了國家第一個五年計劃。1958年,我國的第二個五年計劃初期,正趕上大躍進,電力供應嚴重不足。按照國家計劃,上海電機廠必須擴大產能,造出更多的汽輪發電機支援國家工農業基礎建設。


捷克專家許家的合孟慶元總工程師一起在檢查汽輪發電機轉軸刨槽的質量情況。


但如何提高產能?這絕非規模化擴大生產這麼簡單的問題。

雙水內冷汽輪發電機是因為定子繞組和轉子繞組都用空心銅線並通以水冷卻而得名。因為水的比熱大,而且可以直接帶走熱量,所以能提高發電機的效率,屬於當時世界電機工業的尖端技術。在同樣的材料下,與其他冷卻方式的電機相比,可製造功率更大的電機。但在製造技術上,水冷要比空冷困難,內冷要比外冷困難,特別是轉子繞組水內冷技術的應用,世界上還沒有先例,被公認為世界級的「禁區」。

問題擺在了面前。答案是必須走技術創新的道路!於是,上電決定研究新的發電機冷卻方式,爭取突破技術瓶頸。

對於上電來說,掌握汽輪發電機製造技術才短短4年時間,生產的最大單機容量僅1.2萬千瓦,經驗積累「底子薄」是技術攻關面臨的最大挑戰。但為了滿足國家工農業建設的需要,上電必須打破國外汽輪發電機生產的老路,研發試製定子和轉子雙水內冷汽輪發電機。

當時,已過不惑之年的孟慶元是上電的副廠長和總工程師,我國第一台6000千瓦空冷汽輪發電機就是由他主持設計製造的。年初,孟慶元召集了交通大學和浙江大學的專業教授、講師及企業里的工程技術人員,一起探討試製的可行性。可以說,這種將高校理論與工廠實踐相結合的跨界組合形式本身就是「大膽的嘗鮮」,當時也被冠以了「三結合會戰」。5月,上電從相對簡單的發電機定子內冷着手,開始了產品設計的試製。

7月初,上電接到上海市委指示,為保證第二年上海市能達到350萬千瓦裝機容量,要求工廠加快雙水內冷發電機研製進度。根據這一指示,上電立即成立了1.2萬千瓦雙水內冷汽輪發電機設計小組,項目主持人還是孟慶元,產品試製組組長是他的助手汪耕,同時參與研製的還包括浙江大學。

7月14日,時任國家科委副主任劉西堯會見了孟慶元、汪耕及浙江大學教師,希望上電在一兩個月內實現1.2萬千瓦雙水內冷汽輪發電機的水內冷轉子的研製。當晚回到廠里,孟慶元組織召開了第一場「三結合會戰」會議。

沒有現成的技術資料和實物作參考,也沒有專家指導,孟慶元就帶領着會戰組人員,從最薄弱的基礎研究出發,向着科學的峰巔攀登,熬過了一個又一個不眠之夜。

由於許多部件沒有現成的資料參考,設計人員說得出,卻畫不出,繪圖常常無從下筆,只好跑到車間裏去向工人師傅討教。經過反覆的磨合,工人根據設計人員的構想,邊摸索、邊製作,才拿下了這些的零件。


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但是,更大的挑戰在於轉子漏水問題。面對這個核心難題,當時完全沒技術和經驗。怎麼辦?沒有老師,就以實踐為師。當了解到水泵上有相似的轉和不轉的水管連接點,設計員就跑到水泵廠去學;聽到汽車和飛機上的油管有軟和硬的連接點,就去汽車軟管廠和航空部門求教;而機床液壓傳動硬和硬的連接方法,也在機床廠被找到。最後,會戰組在累計嘗試了17種結構、90多次試驗後,終於找到了完整的解決方案。在正確的思路下,孟慶元團隊僅一個月就完成1.2萬千瓦雙水內冷汽輪發電機的設計工作。

攻克了設計關,迎面又冒出了製造加工中如何防止「滲漏水」的難題。「雙水內冷」對水的密封性要求很高,接口一定要天衣無縫、滴水不漏。否則,就根本無效。這對當時加工設備陳舊的上電來說,難度不小。車間裏轉的還是老式皮帶車床,起吊能力最大50噸,生產工人也缺乏經驗。一些鐵心、護環等關鍵材料國內無法供應,又遭國外封鎖,很難獲取。解決這堆問題,孟慶元帶領 「三結合會戰」小組,一個階段、一個階段地攻關。

受制於當時空心銅線落後的工藝,製造線圈所用的銅線每根只有4米長,質量也比較差。一根線圈只能用十幾根空心銅線焊接而成,但接頭實在太多,加工時一彎曲,就出現裂縫。這可急壞了孟慶元,他乾脆把鋪蓋搬進車間,日夜跟班。經過反覆拆換和試驗,才把線圈滲漏水的問題給解決了。

本以為大功告成,不料等到嵌完線的轉子上了超速試驗台,又噴出了一圈細霧。廠里沒有檢漏儀器,大家又開始動腦筋,把自來水修理工、閥門管理工、熟悉油壓系統的汽車修理工、機床檢修工統統請來,邊討論,邊試驗,最後捉出了密封不過關這個「元兇」。於是,又試製了100多種式樣的零件,通過比對分析研究,做成了一種特製的密封件,終於攻下了這道難關。

1958年10月27日,經過100天的日夜趕製,1.2萬千瓦雙水內冷汽輪發電機在總裝試驗台上一次成功,水流順暢,冷卻效果達標,質量符合要求。世界上第一台雙水內冷汽輪發電機在中國誕生了。

那年12月,大型汽輪發電機冷卻技術會議在蘇聯列寧格勒召開。當中國代表團團長在發言時宣佈,「中國已製成1.2萬千瓦3000轉/分雙水內冷汽輪發電機」,消息震驚會場。大會決定把中國率先用6000千瓦轉軸試製成1.2萬千瓦雙水內冷汽輪發電機的創舉,列入當年會議的論文集,使之成為一個金光閃閃的歷史紀錄。之後,上電又先後成功研製了5萬、12.5萬、30萬千瓦雙水內冷汽輪發電機。1985年,雙水內冷汽輪發電機獲得了國家首屆科學技術進步一等獎。

1995年成立的上海發電機廠,依舊秉承着「首創」精神,把發電機容量提升到了30萬千瓦,有力支撐起了改革開放時期我國高速發展的電力需求。「我認為,這個時代更要強調『首創』精神。『首創』就是要做別人沒有的產品,要敢為人先、敢於擔當、有責任心。」這句話道出了一代代「首創」精神繼承者的心聲。


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「首創精神」之堅守與毅行

如何保持優勢,從何尋找新的競爭力?「當我們的技術達到國際先進水平時,已經不可能再依靠技術引進打造一流產品,只有依靠自主創新。最先進的技術是買不來的,沒有老師,我們就以實踐為師。雙水內冷『首創』精神在今天創新突破、轉型發展過程中,依然意義非凡。」上發廠技術部部長的一番話,道出了傳統精神的時代新意。

目前上發廠正深化改革加快轉型,努力實現「四個轉型」,即從技術引進型向技術創新型企業轉型,從高碳能源產業產品為主向低碳綠色能源產業產品轉型,從本土型向國際型轉型,從傳統製造向先進制造和現代服務並舉轉型。


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如今,「大型汽輪發電機智能工廠」項目被列入工信部智能製造的試點示範專項。相比於傳統手工加工作業,採用智能製造的加工方式能夠大幅提升產品研製效率,降低產品成本,提高產品質量,產品綜合能效可以提高10%以上。

「我們不再一味向前沖,開始了新的思考和探索。」上發的目標清晰而明確,「我們的目標不僅僅要成為最強最有競爭力的發電供應商,而且要成為全球最有競爭力的發電供應商。」

一滴水珠足以折射出太陽的光輝。在「創新」已成為這個時代基本語境的當下,开元体育賦予了「首創」精神新的內涵和意義,她已然是對科技進步和產業變革趨勢的把握能力,也是自主創新和整合創新資源的主導能力,更應該是將其付諸普適、廣泛而深刻的實踐能力。所以,繼世界首台雙水內冷發電機之後,我們又擁有了國內首套核電機組、百萬二次再熱超超臨界機組、3.6MW大型風機、重型裝備大型鑄鍛件關鍵技術,等等一系列產品和技術上的攻堅突破。顯然,這些都是對「首創」精神的致敬、傳承和續寫。