可(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)正在全面挑(tiao)戰傳(chuan)統能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)產出方式(shi)，比(bi)如2016年光伏(fu)上網價格(ge)和風電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)價均已出臺(tai)下(xia)調方案(an)。雖(sui)然趨勢如此(ci)，但國(guo)家(jia)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)局近年來的(de)統計(ji)數據表明，發電(dian)(dian)(dian)量的(de)七(qi)成仍源(yuan)(yuan)自火電(dian)(dian)(dian)發電(dian)(dian)(dian)，包(bao)括水(shui)、風、核電(dian)(dian)(dian)、太陽能(neng)(neng)等(deng)新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)并(bing)未對(dui)傳(chuan)統能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)形成強勢沖擊。

可是(shi),目(mu)前國內電(dian)力(li)市場(chang)已日趨飽和，在(zai)國家扶持新能源的政(zheng)策(ce)下，火力(li)發電(dian)等傳統(tong)發電(dian)形式“上大(da)(da)壓小(xiao)”，采用大(da)(da)功率設備已成為(wei)電(dian)力(li)行業(ye)的共(gong)識。

“大(da)”帶來(lai)的挑戰

作(zuo)為(wei)我國制(zhi)造大(da)型電(dian)(dian)(dian)力設備(bei)(bei)的主力廠商，上(shang)海電(dian)(dian)(dian)氣(qi)電(dian)(dian)(dian)站設備(bei)(bei)有(you)(you)限(xian)公司(si)(si)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)廠（SEPC）隸屬于上(shang)海電(dian)(dian)(dian)氣(qi)集團股份(fen)有(you)(you)限(xian)公司(si)(si)電(dian)(dian)(dian)站集團，是(shi)與德(de)國西(xi)門子公司(si)(si)合資的企業，主要從事火電(dian)(dian)(dian)、核電(dian)(dian)(dian)、燃(ran)機(ji)(ji)領域的大(da)型發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)成套產品的研發(fa)(fa)(fa)和制(zhi)造。

從(cong)2004年開始(shi)，上海發電機(ji)廠火力(li)發電機(ji)組(zu)的生(sheng)產、銷售，以及訂單(dan)數量連(lian)續(xu)保持(chi)世(shi)界(jie)第(di)一。近幾年公司1000MW等(deng)級水氫(qing)冷機(ji)組(zu)每年的訂單(dan)量基本穩定(ding)在9000MW～13000MW范圍內，國(guo)內市場占有率約80%，600MW等(deng)級水氫(qing)冷機(ji)組(zu)年訂單(dan)量穩定(ding)在6000MW～9000MW，國(guo)內市場占有率約60%，產品遠銷多個(ge)國(guo)家。

我國(guo)(guo)現有的(de)300MW、600MW、1000MW水(shui)氫冷汽輪發電(dian)機效率(lv)、年(nian)運行小時等參數均已達(da)到(dao)國(guo)(guo)際先進(jin)水(shui)平，近(jin)年(nian)國(guo)(guo)家規(gui)定國(guo)(guo)內能生產的(de)亞臨界(jie)600MW及以下(xia)容量機組(zu)一(yi)(yi)般(ban)不(bu)再進(jin)口(kou)，這加(jia)快了對我國(guo)(guo)電(dian)站(zhan)(zhan)建設制造業(ye)(ye)的(de)發展。電(dian)站(zhan)(zhan)制造業(ye)(ye)是(shi)國(guo)(guo)家重要的(de)基礎(chu)工業(ye)(ye)之一(yi)(yi)，法(fa)國(guo)(guo)、德國(guo)(guo)、日(ri)本(ben)(ben)、俄羅斯、美國(guo)(guo)的(de)大型核(he)電(dian)站(zhan)(zhan)、火(huo)電(dian)站(zhan)(zhan)的(de)絕大部分機組(zu)都(dou)是(shi)本(ben)(ben)國(guo)(guo)制造的(de)。 

隨著“上大壓小(xiao)”政(zheng)策的(de)(de)實施(shi)，SEPC目前已(yi)經形成完(wan)善的(de)(de)空(kong)冷(leng)50MW～200MW等(deng)(deng)(deng)(deng)級(ji)(ji)、雙水(shui)內水(shui)冷(leng)60MW～340MW等(deng)(deng)(deng)(deng)級(ji)(ji)、水(shui)氫(qing)冷(leng)200～1000MW等(deng)(deng)(deng)(deng)級(ji)(ji)等(deng)(deng)(deng)(deng)系(xi)列產品，在超超臨(lin)界1000MW級(ji)(ji)火電(dian)(dian)(dian)(dian)、核電(dian)(dian)(dian)(dian)及(ji)燃氣輪(lun)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)等(deng)(deng)(deng)(deng)重(zhong)大項目上實現(xian)了(le)歷史性(xing)突破，目前正(zheng)在研發(fa)國(guo)際上至大容量的(de)(de)1800MW級(ji)(ji)核電(dian)(dian)(dian)(dian)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)、1200MW級(ji)(ji)火電(dian)(dian)(dian)(dian)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)等(deng)(deng)(deng)(deng)產品，以形成新的(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)核心(xin)技(ji)術，不斷提高企業(ye)核心(xin)競爭力(li)。走進(jin)SEPC的(de)(de)廠房，可看到：主廠房長312米(mi)(mi)，寬36米(mi)(mi)，高34米(mi)(mi)，吊重(zhong)能力(li)可達500噸(dun)，具備了(le)可加工目前世界上至大容量——1800MW四極核電(dian)(dian)(dian)(dian)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)和年產量3000萬(wan)千(qian)瓦(wa)的(de)(de)生產能力(li)。 

隨著等級的提升，發(fa)電(dian)設(she)備尺(chi)寸也(ye)隨之(zhi)加大，動輒上百噸、幾(ji)十米的大型(xing)設(she)備給加工帶(dai)來的不僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)是不便，加工難度也(ye)隨之(zhi)提升。 

由于(yu)發(fa)電設備產品的(de)(de)特性，對設備的(de)(de)可靠性有著嚴格的(de)(de)要求。比如(ru)轉(zhuan)子(zi)是(shi)大型電力設備——發(fa)電機中的(de)(de)核心部(bu)件(jian)，其加(jia)工質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)好壞影(ying)響(xiang)了發(fa)電機的(de)(de)運行質(zhi)量(liang)(liang)。且轉(zhuan)子(zi)胚件(jian)尺寸大，成本(ben)不菲，供應有限，雖加(jia)工要求高(gao)，但也必須(xu)加(jia)工零(ling)失誤率。 

此外發電設備中其(qi)他(ta)一些典型關鍵零部(bu)件如轉子輪槽(cao)以及轉子嵌線鳩尾槽(cao)等的(de)切削(xue)(xue)加工(gong)(gong)，由(you)于(yu)被加工(gong)(gong)材料(liao)屬于(yu)耐熱高(gao)強(qiang)度(du)合金鋼(gang)、不銹鋼(gang)等難加工(gong)(gong)材料(liao)，切削(xue)(xue)量大(da)、切削(xue)(xue)負荷(he)重，對(dui)數(shu)控刀具的(de)切削(xue)(xue)性(xing)(xing)能，諸如高(gao)溫紅硬性(xing)(xing)、彎曲剪切強(qiang)度(du)、抗磨(mo)損性(xing)(xing)、抗粘接(jie)性(xing)(xing)、摩(mo)擦系數(shu)等有很高(gao)的(de)要求。 

但難點(dian)正是(shi)關鍵(jian)點(dian)。控制和減(jian)少(shao)二極轉子(zi)嵌(qian)線(xian)槽(cao)的切(qie)削(xue)變(bian)(bian)(bian)形，是(shi)提高轉子(zi)運(yun)轉精(jing)度(du)、保(bao)證發電機運(yun)行品(pin)質(zhi)的關鍵(jian)。一般來說嵌(qian)線(xian)槽(cao)在加工中發生變(bian)(bian)(bian)形，嵌(qian)線(xian)槽(cao)槽(cao)口變(bian)(bian)(bian)形量(liang)可達(da)到0.5mm。要減(jian)小變(bian)(bian)(bian)形，必須(xu)選擇合適的切(qie)削(xue)力并減(jian)小降低殘余(yu)應力。這不(bu)僅對工藝(yi)工程師和操作人員提出(chu)了高要求，其高精(jing)度(du)復雜型面的切(qie)削(xue)對數(shu)控刀具本(ben)身(shen)的精(jing)度(du)也提出(chu)了更高的要求。 

難點重重 

機加(jia)工是發電機組生產的(de)重要環節，發電機轉(zhuan)(zhuan)子(zi)、定子(zi)、機座等(deng)部(bu)件切削量(liang)很大，對(dui)機床和刀(dao)具要求(qiu)都很高。汽輪發電機轉(zhuan)(zhuan)軸嵌線槽(cao)(cao)是采用專(zhuan)用可轉(zhuan)(zhuan)位轉(zhuan)(zhuan)子(zi)槽(cao)(cao)盤銑(xian)刀(dao)，在數控轉(zhuan)(zhuan)子(zi)槽(cao)(cao)銑(xian)床上加(jia)工而成。由于轉(zhuan)(zhuan)軸材質(zhi)為高強度(du)合(he)金鋼(gang)，切削槽(cao)(cao)深、銑(xian)刀(dao)直徑大、切削速快，對(dui)刀(dao)具綜合(he)性能要求(qiu)很高。 

以轉(zhuan)子加(jia)工(gong)為例(li)，鍛造出的(de)原材料工(gong)件首先要經過(guo)車削(xue)，然后是銑(xian)削(xue)加(jia)工(gong)。銑(xian)削(xue)分粗銑(xian)和(he)精銑(xian)，每個工(gong)序(xu)分兩步走。“銑(xian)槽必(bi)須(xu)要分段，因為牽扯到轉(zhuan)子的(de)動平衡。”這是每個工(gong)藝(yi)操作人員都所熟稔的(de)。 

轉(zhuan)子本(ben)體外圓有一圈軸向方向的(de)嵌線槽(cao)(cao)，業內也稱之(zhi)為轉(zhuan)子縱樹型輪(lun)槽(cao)(cao)，有時每個轉(zhuan)子的(de)嵌線槽(cao)(cao)會(hui)多達30多條(tiao)。發電機(ji)轉(zhuan)子槽(cao)(cao)形(xing)整(zheng)體加工(gong)要(yao)(yao)求較高：整(zheng)槽(cao)(cao)寬度(du)公差要(yao)(yao)求≤0.2mm、等分度(du)要(yao)(yao)求≤0.02°、粗(cu)糙度(du)要(yao)(yao)求≤Ra3.2，其(qi)次工(gong)藝要(yao)(yao)求的(de)加工(gong)效(xiao)率要(yao)(yao)高，需要(yao)(yao)兼顧機(ji)床加工(gong)性能(neng)及刀具切削性能(neng)。

要提高產品的性(xing)能一(yi)般(ban)有兩(liang)種途徑，一(yi)是(shi)加(jia)大資金投資購買設備(bei)，或者(zhe)求助(zhu)外協(xie)；還有一(yi)種辦法就是(shi)對(dui)刀(dao)具切削工藝進(jin)行改(gai)進(jin)——這是(shi)直接的手段，如果(guo)刀(dao)具的切削效率能夠提高一(yi)倍，就相當于增加(jia)了(le)(le)一(yi)臺機床，它帶來的效果(guo)立(li)竿見(jian)影(ying)，事半功倍。SEPC的轉(zhuan)(zhuan)子槽(cao)加(jia)工工序中大量(liang)使用了(le)(le)各種盤(pan)銑刀(dao)和鳩尾銑刀(dao)，所用刀(dao)具以德國瓦爾特公司(si)提供的可轉(zhuan)(zhuan)位(wei)盤(pan)銑刀(dao)和可轉(zhuan)(zhuan)位(wei)鳩尾銑刀(dao)為主。 

國(guo)內發(fa)(fa)電(dian)機制造技術發(fa)(fa)展(zhan)經歷了三個階段(duan)，制造工藝也從(cong)手工、機械、數顯加工為主，逐步發(fa)(fa)展(zhan)到(dao)數控智能化加工，轉子嵌線槽(cao)內鳩尾槽(cao)的加工刀具從(cong)之前高速鋼材質演變(bian)到(dao)可(ke)轉位(wei)刀片刀具。 

應用(yong)在(zai)(zai)300MW等(deng)級上的(de)(de)粗齒型粗銑盤銑刀是瓦爾特和SEPC的(de)(de)頭個合作(zuo)成(cheng)果(guo)。因為轉(zhuan)子(zi)槽粗加工余量(liang)大，要(yao)求(qiu)良好的(de)(de)排屑(xie)功能(neng)，此外關鍵(jian)還不能(neng)出現(xian)拉鐵圈、磨痕。現(xian)在(zai)(zai)瓦爾特刀具在(zai)(zai)SEPC的(de)(de)應用(yong)已(yi)經(jing)越來(lai)越多，只要(yao)有新的(de)(de)產品設計都會在(zai)(zai)看(kan)到瓦爾特技(ji)術人員的(de)(de)參與。 

同時(shi)，降(jiang)(jiang)本增(zeng)效(xiao)也是SEPC選擇(ze)刀具(ju)的(de)(de)重(zhong)要條件。比(bi)如600MW鳩尾槽(cao)由(you)高(gao)速(su)鋼刀具(ju)更換為瓦爾特的(de)(de)刀具(ju)后(hou)粗糙度由(you)原(yuan)先的(de)(de)Ra6.3提(ti)高(gao)至不(bu)大于Ra3.2，加(jia)工(gong)效(xiao)率(lv)由(you)原(yuan)先使用(yong)高(gao)速(su)鋼刀具(ju)加(jia)工(gong)每個(ge)槽(cao)需90分鐘(zhong)，提(ti)高(gao)到(dao)使用(yong)硬質合(he)金刀具(ju)后(hou)只需30分鐘(zhong)。雖然(ran)(ran)刀片(pian)消耗成本略高(gao)于高(gao)速(su)鋼刀具(ju)方案，但由(you)于加(jia)工(gong)工(gong)時(shi)減少，且加(jia)工(gong)進給量由(you)于比(bi)原(yuan)先提(ti)高(gao)不(bu)少：可(ke)以從(cong)原(yuan)來的(de)(de)不(bu)足100mm/min提(ti)高(gao)到(dao)240～280mm/min，綜合(he)計算下來，實際(ji)加(jia)工(gong)成本的(de)(de)降(jiang)(jiang)低(di)依然(ran)(ran)可(ke)觀。 

據悉，目前(qian)1000MW水(shui)(shui)(shui)(shui)氫冷(leng)、600MW水(shui)(shui)(shui)(shui)氫冷(leng)III型、300MW水(shui)(shui)(shui)(shui)氫冷(leng)是SEPC訂單至多(duo)的拳頭(tou)產(chan)(chan)品(pin)，年產(chan)(chan)臺(tai)份數在(zai)25～35臺(tai)，每年總的產(chan)(chan)品(pin)制造容(rong)量(liang)穩定在(zai)2000~3000萬千(qian)瓦(wa)（3000萬千(qian)瓦(wa)機(ji)組一年發(fa)電量(liang)可達2400億度）。此(ci)外水(shui)(shui)(shui)(shui)冷(leng)機(ji)組也(ye)是SEPC另一項引以為傲(ao)的自主開發(fa)產(chan)(chan)品(pin)，至今已累積制造的水(shui)(shui)(shui)(shui)冷(leng)機(ji)組臺(tai)份數超過650臺(tai)。目前(qian)，SEPC也(ye)已經在(zai)研(yan)發(fa)世(shi)界660MW至大(da)(da)水(shui)(shui)(shui)(shui)冷(leng)發(fa)電機(ji)組及1200MW等(deng)級世(shi)界至大(da)(da)二(er)極發(fa)電機(ji)機(ji)組。 

隨著中國裝備制造業的(de)發展，未(wei)來生(sheng)(sheng)(sheng)產企業對機床和刀(dao)具(ju)的(de)要求(qiu)也越(yue)來越(yue)高(gao)。金屬切(qie)削(xue)機床和刀(dao)具(ju)作為切(qie)削(xue)加(jia)工的(de)基礎工藝裝備，被稱為“孿生(sheng)(sheng)(sheng)兄(xiong)弟”，機床依靠優良的(de)“牙齒”才(cai)能發揮作用。可以(yi)說(shuo)刀(dao)具(ju)性能和質量直接影(ying)響到整(zheng)體生(sheng)(sheng)(sheng)產效率的(de)高(gao)低(di)、加(jia)工質量的(de)好壞，以(yi)及生(sheng)(sheng)(sheng)產技術水平和經濟效益，所以(yi)國外企業才(cai)有“企業的(de)紅利在刀(dao)刃上”的(de)說(shuo)法。