可再生能(neng)源正在全(quan)面挑戰(zhan)傳(chuan)統(tong)能(neng)源的(de)(de)(de)產出方式，比(bi)如2016年光(guang)伏上網價格和風電(dian)(dian)電(dian)(dian)價均已出臺下(xia)調方案。雖然趨勢如此(ci)，但國家能(neng)源局(ju)近年來的(de)(de)(de)統(tong)計數據表明，發電(dian)(dian)量(liang)的(de)(de)(de)七成仍(reng)源自火電(dian)(dian)發電(dian)(dian)，包括水、風、核電(dian)(dian)、太陽能(neng)等新能(neng)源并未對傳(chuan)統(tong)能(neng)源形成強勢沖擊。

可是,目(mu)前(qian)國(guo)內電力市(shi)場已日趨飽和，在國(guo)家扶持(chi)新(xin)能源的(de)政(zheng)策下，火力發電等傳統發電形式(shi)“上(shang)大(da)壓小”，采用大(da)功(gong)率(lv)設備已成為電力行業的(de)共識。

“大”帶來(lai)的挑戰

作(zuo)為我(wo)國(guo)(guo)制造大(da)型電(dian)(dian)力設備的主(zhu)力廠商，上(shang)海電(dian)(dian)氣(qi)電(dian)(dian)站設備有(you)限(xian)(xian)公司發電(dian)(dian)機(ji)廠（SEPC）隸屬于(yu)上(shang)海電(dian)(dian)氣(qi)集團股份有(you)限(xian)(xian)公司電(dian)(dian)站集團，是與德國(guo)(guo)西門子公司合資的企業，主(zhu)要(yao)從(cong)事火電(dian)(dian)、核電(dian)(dian)、燃機(ji)領域的大(da)型發電(dian)(dian)機(ji)成套產(chan)品的研發和制造。

從2004年(nian)(nian)開(kai)始，上海發電機(ji)(ji)廠火力發電機(ji)(ji)組(zu)的生產(chan)、銷售(shou)，以及訂(ding)單(dan)數量(liang)連續保持世界第一。近(jin)幾年(nian)(nian)公司1000MW等級(ji)水(shui)(shui)氫(qing)冷機(ji)(ji)組(zu)每年(nian)(nian)的訂(ding)單(dan)量(liang)基本穩(wen)定在9000MW～13000MW范圍內(nei)，國內(nei)市(shi)場(chang)占有率(lv)約80%，600MW等級(ji)水(shui)(shui)氫(qing)冷機(ji)(ji)組(zu)年(nian)(nian)訂(ding)單(dan)量(liang)穩(wen)定在6000MW～9000MW，國內(nei)市(shi)場(chang)占有率(lv)約60%，產(chan)品遠銷多個國家。

我國(guo)(guo)(guo)現有的(de)(de)300MW、600MW、1000MW水(shui)氫冷(leng)汽(qi)輪發電(dian)(dian)機(ji)效率、年運行(xing)小時等參數均已達到國(guo)(guo)(guo)際先(xian)進水(shui)平，近年國(guo)(guo)(guo)家規(gui)定(ding)國(guo)(guo)(guo)內能生產的(de)(de)亞臨界600MW及以(yi)下容量機(ji)組一(yi)般不再進口，這加(jia)快了對我國(guo)(guo)(guo)電(dian)(dian)站建設制(zhi)造業(ye)的(de)(de)發展。電(dian)(dian)站制(zhi)造業(ye)是國(guo)(guo)(guo)家重要的(de)(de)基礎(chu)工(gong)業(ye)之一(yi)，法國(guo)(guo)(guo)、德(de)國(guo)(guo)(guo)、日(ri)本、俄羅斯、美(mei)國(guo)(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(ji)組都是本國(guo)(guo)(guo)制(zhi)造的(de)(de)。 

隨著“上(shang)大壓(ya)小”政(zheng)策的(de)實施(shi)，SEPC目(mu)(mu)前(qian)已(yi)經形(xing)成完善的(de)空冷50MW～200MW等(deng)級(ji)、雙水(shui)內水(shui)冷60MW～340MW等(deng)級(ji)、水(shui)氫冷200～1000MW等(deng)級(ji)等(deng)系列(lie)產品，在超超臨界(jie)1000MW級(ji)火電(dian)(dian)、核(he)電(dian)(dian)及燃氣輪發(fa)電(dian)(dian)機等(deng)重大項目(mu)(mu)上(shang)實現了(le)歷史性突破，目(mu)(mu)前(qian)正在研發(fa)國際上(shang)至大容量(liang)的(de)1800MW級(ji)核(he)電(dian)(dian)發(fa)電(dian)(dian)機、1200MW級(ji)火電(dian)(dian)發(fa)電(dian)(dian)機等(deng)產品，以形(xing)成新的(de)發(fa)電(dian)(dian)機核(he)心技術(shu)，不(bu)斷提高(gao)企業核(he)心競爭力。走(zou)進SEPC的(de)廠房，可看到：主廠房長312米(mi)，寬36米(mi)，高(gao)34米(mi)，吊(diao)重能力可達500噸，具備了(le)可加工目(mu)(mu)前(qian)世界(jie)上(shang)至大容量(liang)——1800MW四極核(he)電(dian)(dian)發(fa)電(dian)(dian)機和年產量(liang)3000萬千瓦的(de)生產能力。 

隨(sui)著等級(ji)的提升，發電(dian)設備尺寸(cun)也隨(sui)之(zhi)(zhi)加大，動輒上(shang)百噸、幾十米(mi)的大型(xing)設備給加工帶來(lai)的不僅(jin)僅(jin)是(shi)不便，加工難度也隨(sui)之(zhi)(zhi)提升。 

由于發電(dian)(dian)設備產(chan)品的特性(xing)，對設備的可靠性(xing)有(you)著嚴(yan)格的要求(qiu)。比如(ru)轉子是大型電(dian)(dian)力設備——發電(dian)(dian)機中的核心部(bu)件，其加(jia)工質量(liang)的好壞影響了發電(dian)(dian)機的運行質量(liang)。且轉子胚(pei)件尺寸大，成本不菲，供應有(you)限，雖(sui)加(jia)工要求(qiu)高，但(dan)也必須加(jia)工零(ling)失誤率(lv)。 

此外發(fa)電設備中其他一些(xie)典(dian)型關(guan)鍵零部件如(ru)轉(zhuan)子(zi)輪槽(cao)以及轉(zhuan)子(zi)嵌線(xian)鳩尾(wei)槽(cao)等(deng)的切(qie)(qie)削加(jia)工，由于(yu)被加(jia)工材(cai)料屬于(yu)耐熱(re)高(gao)強(qiang)(qiang)度合金鋼、不銹鋼等(deng)難(nan)加(jia)工材(cai)料，切(qie)(qie)削量大、切(qie)(qie)削負荷重，對(dui)數(shu)控刀具的切(qie)(qie)削性(xing)能，諸(zhu)如(ru)高(gao)溫紅(hong)硬性(xing)、彎曲剪切(qie)(qie)強(qiang)(qiang)度、抗(kang)磨損性(xing)、抗(kang)粘接性(xing)、摩擦系數(shu)等(deng)有很(hen)高(gao)的要求。 

但難點正是(shi)關(guan)鍵點。控制和減(jian)少(shao)二極轉(zhuan)子嵌線槽的(de)切(qie)削(xue)(xue)變形，是(shi)提(ti)高(gao)轉(zhuan)子運轉(zhuan)精度、保證發電機運行品質的(de)關(guan)鍵。一般(ban)來說嵌線槽在(zai)加(jia)工中(zhong)發生(sheng)變形，嵌線槽槽口變形量可達到0.5mm。要減(jian)小變形，必須選擇合適(shi)的(de)切(qie)削(xue)(xue)力(li)并減(jian)小降低殘余應力(li)。這不(bu)僅對工藝工程(cheng)師(shi)和操作人員提(ti)出(chu)了高(gao)要求(qiu)，其高(gao)精度復(fu)雜(za)型面的(de)切(qie)削(xue)(xue)對數控刀具本身的(de)精度也提(ti)出(chu)了更高(gao)的(de)要求(qiu)。 

難點(dian)重重 

機(ji)加工(gong)是(shi)發電(dian)機(ji)組生(sheng)產的重(zhong)要(yao)環(huan)節，發電(dian)機(ji)轉子、定子、機(ji)座等部件切(qie)削量很大(da)，對機(ji)床和刀(dao)具要(yao)求都很高。汽輪發電(dian)機(ji)轉軸嵌線槽(cao)(cao)是(shi)采(cai)用專(zhuan)用可轉位轉子槽(cao)(cao)盤銑刀(dao)，在數控轉子槽(cao)(cao)銑床上(shang)加工(gong)而成(cheng)。由于轉軸材質為高強度合金鋼，切(qie)削槽(cao)(cao)深(shen)、銑刀(dao)直徑(jing)大(da)、切(qie)削速快，對刀(dao)具綜合性能要(yao)求很高。 

以轉(zhuan)子加(jia)(jia)工(gong)為(wei)例，鍛造出的(de)(de)原材料工(gong)件首先要經過車(che)削，然后(hou)是銑(xian)削加(jia)(jia)工(gong)。銑(xian)削分粗銑(xian)和(he)精銑(xian)，每個工(gong)序(xu)分兩步(bu)走。“銑(xian)槽必須要分段，因為(wei)牽扯到轉(zhuan)子的(de)(de)動(dong)平衡。”這是每個工(gong)藝操作人員(yuan)都所熟稔的(de)(de)。 

轉(zhuan)子本(ben)體外圓(yuan)有一圈軸(zhou)向方向的(de)嵌線(xian)槽，業內也稱之(zhi)為轉(zhuan)子縱樹型輪槽，有時每個(ge)轉(zhuan)子的(de)嵌線(xian)槽會多達30多條。發電機轉(zhuan)子槽形整(zheng)體加工要(yao)求(qiu)(qiu)較高(gao)：整(zheng)槽寬度(du)(du)公差要(yao)求(qiu)(qiu)≤0.2mm、等分(fen)度(du)(du)要(yao)求(qiu)(qiu)≤0.02°、粗(cu)糙度(du)(du)要(yao)求(qiu)(qiu)≤Ra3.2，其次工藝要(yao)求(qiu)(qiu)的(de)加工效(xiao)率要(yao)高(gao)，需要(yao)兼顧機床(chuang)加工性能及刀具切削性能。

要提(ti)高(gao)產品的性能(neng)(neng)一(yi)(yi)般有(you)兩(liang)種途(tu)徑，一(yi)(yi)是(shi)加大資金投資購買設備，或者求助外協；還(huan)有(you)一(yi)(yi)種辦(ban)法就是(shi)對刀(dao)具(ju)切(qie)削(xue)工(gong)藝進行(xing)改進——這是(shi)直接(jie)的手段(duan)，如果刀(dao)具(ju)的切(qie)削(xue)效(xiao)率(lv)能(neng)(neng)夠(gou)提(ti)高(gao)一(yi)(yi)倍，就相當于增加了(le)一(yi)(yi)臺機床，它帶(dai)來的效(xiao)果立竿見(jian)影，事(shi)半功(gong)倍。SEPC的轉(zhuan)子槽加工(gong)工(gong)序中大量(liang)使(shi)用了(le)各種盤銑(xian)(xian)刀(dao)和鳩尾銑(xian)(xian)刀(dao)，所用刀(dao)具(ju)以德國瓦爾(er)特公司提(ti)供(gong)的可(ke)轉(zhuan)位盤銑(xian)(xian)刀(dao)和可(ke)轉(zhuan)位鳩尾銑(xian)(xian)刀(dao)為(wei)主。 

國(guo)內(nei)發電(dian)機制造技術(shu)發展(zhan)經歷(li)了三個階(jie)段，制造工藝也從手(shou)工、機械、數顯(xian)加(jia)工為主，逐步(bu)發展(zhan)到(dao)數控(kong)智能化(hua)加(jia)工，轉(zhuan)子(zi)嵌線槽內(nei)鳩尾槽的加(jia)工刀(dao)(dao)具(ju)從之前高速(su)鋼材質演變到(dao)可(ke)轉(zhuan)位刀(dao)(dao)片刀(dao)(dao)具(ju)。 

應(ying)用(yong)在(zai)300MW等級上的粗(cu)齒型粗(cu)銑盤銑刀(dao)是瓦(wa)爾(er)特(te)(te)和SEPC的頭個合作(zuo)成果。因為轉子槽(cao)粗(cu)加工余量大，要求良好的排屑功能(neng)，此外關鍵還不能(neng)出現(xian)拉(la)鐵圈、磨痕。現(xian)在(zai)瓦(wa)爾(er)特(te)(te)刀(dao)具在(zai)SEPC的應(ying)用(yong)已經(jing)越(yue)來越(yue)多，只要有新的產(chan)品設計(ji)都會在(zai)看到瓦(wa)爾(er)特(te)(te)技(ji)術人員(yuan)的參與。 

同時，降(jiang)本增效也是SEPC選擇刀(dao)(dao)具(ju)(ju)的重要(yao)條件。比(bi)如600MW鳩尾槽(cao)由(you)(you)高(gao)(gao)速(su)鋼刀(dao)(dao)具(ju)(ju)更換(huan)為瓦爾特的刀(dao)(dao)具(ju)(ju)后粗糙度由(you)(you)原(yuan)先(xian)的Ra6.3提(ti)高(gao)(gao)至(zhi)不大于(yu)(yu)(yu)Ra3.2，加工(gong)效率由(you)(you)原(yuan)先(xian)使用高(gao)(gao)速(su)鋼刀(dao)(dao)具(ju)(ju)加工(gong)每個槽(cao)需90分(fen)鐘，提(ti)高(gao)(gao)到(dao)使用硬質合(he)金刀(dao)(dao)具(ju)(ju)后只需30分(fen)鐘。雖(sui)然(ran)刀(dao)(dao)片消耗(hao)成本略高(gao)(gao)于(yu)(yu)(yu)高(gao)(gao)速(su)鋼刀(dao)(dao)具(ju)(ju)方案，但由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)加工(gong)工(gong)時減少，且(qie)加工(gong)進給量由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)比(bi)原(yuan)先(xian)提(ti)高(gao)(gao)不少：可以從原(yuan)來(lai)的不足(zu)100mm/min提(ti)高(gao)(gao)到(dao)240～280mm/min，綜合(he)計算下(xia)來(lai)，實際(ji)加工(gong)成本的降(jiang)低依然(ran)可觀(guan)。 

據悉(xi)，目前(qian)1000MW水(shui)氫冷(leng)(leng)、600MW水(shui)氫冷(leng)(leng)III型、300MW水(shui)氫冷(leng)(leng)是SEPC訂單至多的(de)拳頭產(chan)品，年(nian)(nian)(nian)產(chan)臺份數在(zai)25～35臺，每年(nian)(nian)(nian)總的(de)產(chan)品制造(zao)容量穩(wen)定在(zai)2000~3000萬千(qian)瓦（3000萬千(qian)瓦機(ji)(ji)組一(yi)年(nian)(nian)(nian)發(fa)電(dian)(dian)量可達2400億度）。此外水(shui)冷(leng)(leng)機(ji)(ji)組也是SEPC另一(yi)項引(yin)以(yi)為傲(ao)的(de)自主開發(fa)產(chan)品，至今已累積制造(zao)的(de)水(shui)冷(leng)(leng)機(ji)(ji)組臺份數超過650臺。目前(qian)，SEPC也已經在(zai)研發(fa)世界660MW至大水(shui)冷(leng)(leng)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)組及1200MW等級世界至大二極發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)機(ji)(ji)組。 

隨(sui)著中(zhong)國(guo)裝(zhuang)備(bei)制造(zao)業(ye)(ye)的發展(zhan)，未來生產企業(ye)(ye)對機床和(he)刀具的要求也越來越高。金屬切(qie)削(xue)機床和(he)刀具作為切(qie)削(xue)加工的基礎工藝(yi)裝(zhuang)備(bei)，被稱為“孿生兄弟”，機床依靠優良的“牙齒”才能發揮作用。可以說(shuo)刀具性能和(he)質(zhi)量直(zhi)接影響到整體生產效率的高低、加工質(zhi)量的好壞，以及生產技術水平和(he)經濟效益(yi)，所以國(guo)外(wai)企業(ye)(ye)才有“企業(ye)(ye)的紅利(li)在(zai)刀刃上”的說(shuo)法。