可再生能源(yuan)正在全(quan)面(mian)挑戰傳統能源(yuan)的(de)(de)產出方式，比如2016年光伏上網價(jia)格和風(feng)(feng)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)價(jia)均已出臺下調方案。雖然趨勢如此，但國家能源(yuan)局近年來的(de)(de)統計數(shu)據表明，發電(dian)(dian)(dian)量的(de)(de)七(qi)成仍源(yuan)自火(huo)電(dian)(dian)(dian)發電(dian)(dian)(dian)，包(bao)括水、風(feng)(feng)、核電(dian)(dian)(dian)、太陽能等新能源(yuan)并未對傳統能源(yuan)形成強(qiang)勢沖(chong)擊。

可是,目(mu)前國內電(dian)力(li)(li)市場(chang)已日(ri)趨(qu)飽和(he)，在國家(jia)扶(fu)持(chi)新能源(yuan)的(de)政策下，火力(li)(li)發(fa)電(dian)等傳統發(fa)電(dian)形式“上大壓小”，采用大功率設備已成為電(dian)力(li)(li)行業的(de)共(gong)識。

“大”帶來的挑戰

作(zuo)為我國制造大(da)型電(dian)(dian)力設備的(de)主(zhu)力廠(chang)商，上(shang)海(hai)(hai)電(dian)(dian)氣電(dian)(dian)站設備有(you)限公(gong)司發(fa)(fa)電(dian)(dian)機廠(chang)（SEPC）隸屬(shu)于上(shang)海(hai)(hai)電(dian)(dian)氣集(ji)團(tuan)股份有(you)限公(gong)司電(dian)(dian)站集(ji)團(tuan)，是與德國西門子公(gong)司合資的(de)企業，主(zhu)要從事火(huo)電(dian)(dian)、核電(dian)(dian)、燃(ran)機領(ling)域的(de)大(da)型發(fa)(fa)電(dian)(dian)機成套產(chan)品的(de)研(yan)發(fa)(fa)和制造。

從(cong)2004年開始，上海發(fa)電(dian)機(ji)(ji)廠火(huo)力(li)發(fa)電(dian)機(ji)(ji)組的生產、銷(xiao)售，以(yi)及訂單(dan)(dan)數量連續保持世界第一。近(jin)幾年公司1000MW等級水氫(qing)冷機(ji)(ji)組每年的訂單(dan)(dan)量基(ji)本穩定在9000MW～13000MW范圍內，國(guo)內市(shi)場占有(you)率約(yue)80%，600MW等級水氫(qing)冷機(ji)(ji)組年訂單(dan)(dan)量穩定在6000MW～9000MW，國(guo)內市(shi)場占有(you)率約(yue)60%，產品遠銷(xiao)多(duo)個國(guo)家。

我國(guo)(guo)(guo)(guo)現有的300MW、600MW、1000MW水氫冷汽輪發電機效率、年(nian)運行小(xiao)時等參數均已達到(dao)國(guo)(guo)(guo)(guo)際先進水平，近年(nian)國(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)規定(ding)國(guo)(guo)(guo)(guo)內(nei)能生(sheng)產的亞臨界600MW及以(yi)下容(rong)量機組一般不(bu)再進口，這加(jia)快了(le)對我國(guo)(guo)(guo)(guo)電站(zhan)建(jian)設制(zhi)造業(ye)的發展。電站(zhan)制(zhi)造業(ye)是國(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)(jia)重要的基(ji)礎工業(ye)之一，法國(guo)(guo)(guo)(guo)、德國(guo)(guo)(guo)(guo)、日本(ben)、俄羅斯、美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)的大(da)型核(he)電站(zhan)、火電站(zhan)的絕大(da)部分機組都是本(ben)國(guo)(guo)(guo)(guo)制(zhi)造的。 

隨著“上(shang)大壓小”政策(ce)的(de)(de)實(shi)施(shi)，SEPC目前(qian)已經形成(cheng)完善的(de)(de)空(kong)冷(leng)50MW～200MW等級、雙水(shui)內水(shui)冷(leng)60MW～340MW等級、水(shui)氫冷(leng)200～1000MW等級等系列產品，在超超臨(lin)界1000MW級火電(dian)(dian)、核電(dian)(dian)及燃氣輪發(fa)電(dian)(dian)機等重大項(xiang)目上(shang)實(shi)現(xian)了歷史性突(tu)破，目前(qian)正(zheng)在研發(fa)國(guo)際上(shang)至大容(rong)量的(de)(de)1800MW級核電(dian)(dian)發(fa)電(dian)(dian)機、1200MW級火電(dian)(dian)發(fa)電(dian)(dian)機等產品，以形成(cheng)新的(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)機核心技術，不斷(duan)提高企業(ye)核心競爭力(li)。走進SEPC的(de)(de)廠(chang)房，可看(kan)到：主廠(chang)房長(chang)312米，寬36米，高34米，吊重能(neng)力(li)可達500噸，具(ju)備了可加工目前(qian)世界上(shang)至大容(rong)量——1800MW四極核電(dian)(dian)發(fa)電(dian)(dian)機和年(nian)產量3000萬千瓦(wa)的(de)(de)生產能(neng)力(li)。 

隨著等級的(de)提升，發電設(she)備尺寸也(ye)隨之加(jia)(jia)大，動輒上(shang)百噸(dun)、幾十米的(de)大型(xing)設(she)備給加(jia)(jia)工帶來(lai)的(de)不(bu)僅僅是(shi)不(bu)便，加(jia)(jia)工難(nan)度也(ye)隨之提升。 

由于(yu)發電(dian)設(she)備產品的(de)(de)(de)特性，對設(she)備的(de)(de)(de)可靠性有(you)著(zhu)嚴格(ge)的(de)(de)(de)要求。比如轉子是大型電(dian)力(li)設(she)備——發電(dian)機中的(de)(de)(de)核心部件，其加工(gong)質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)好壞影響了發電(dian)機的(de)(de)(de)運行質(zhi)量(liang)。且轉子胚件尺(chi)寸大，成(cheng)本不菲(fei)，供應有(you)限，雖(sui)加工(gong)要求高，但也必須加工(gong)零失誤率(lv)。 

此外發(fa)電設備中其他一些典型關鍵零部件如轉子輪槽以(yi)及(ji)轉子嵌線鳩尾槽等的切(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)加工(gong)(gong)，由于(yu)被加工(gong)(gong)材料(liao)(liao)屬于(yu)耐熱高(gao)強(qiang)度合金鋼(gang)、不銹鋼(gang)等難加工(gong)(gong)材料(liao)(liao)，切(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)量(liang)大、切(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)負(fu)荷重，對數(shu)控刀(dao)具的切(qie)(qie)(qie)削(xue)(xue)性(xing)(xing)能，諸(zhu)如高(gao)溫紅硬性(xing)(xing)、彎曲剪切(qie)(qie)(qie)強(qiang)度、抗磨(mo)損性(xing)(xing)、抗粘(zhan)接性(xing)(xing)、摩擦系(xi)數(shu)等有很高(gao)的要求。 

但難點正是關(guan)鍵點。控(kong)制和(he)減(jian)少二極轉子(zi)嵌線槽(cao)(cao)(cao)的切(qie)削(xue)變形，是提高(gao)(gao)轉子(zi)運轉精(jing)(jing)(jing)度、保證(zheng)發(fa)電機運行品質(zhi)的關(guan)鍵。一般來說嵌線槽(cao)(cao)(cao)在加工中發(fa)生變形，嵌線槽(cao)(cao)(cao)槽(cao)(cao)(cao)口變形量可達到0.5mm。要減(jian)小變形，必(bi)須選擇合適的切(qie)削(xue)力并減(jian)小降低殘余應(ying)力。這不僅對工藝工程師和(he)操作人(ren)員(yuan)提出了高(gao)(gao)要求，其高(gao)(gao)精(jing)(jing)(jing)度復雜型面(mian)的切(qie)削(xue)對數控(kong)刀(dao)具(ju)本身(shen)的精(jing)(jing)(jing)度也提出了更高(gao)(gao)的要求。 

難(nan)點重重 

機(ji)加工(gong)是(shi)發電(dian)(dian)機(ji)組生產的重(zhong)要(yao)環節，發電(dian)(dian)機(ji)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)、定子(zi)、機(ji)座等(deng)部(bu)件切削量很(hen)大，對(dui)機(ji)床和(he)刀(dao)具要(yao)求都很(hen)高。汽輪發電(dian)(dian)機(ji)轉(zhuan)(zhuan)軸嵌線槽(cao)是(shi)采用專用可轉(zhuan)(zhuan)位(wei)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)槽(cao)盤(pan)銑刀(dao)，在(zai)數控(kong)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)槽(cao)銑床上加工(gong)而成。由于(yu)轉(zhuan)(zhuan)軸材質為高強度合金鋼，切削槽(cao)深、銑刀(dao)直徑大、切削速快，對(dui)刀(dao)具綜合性能要(yao)求很(hen)高。 

以轉子加工(gong)為例，鍛造出的原(yuan)材料工(gong)件(jian)首先要(yao)經過車(che)削，然后是(shi)銑(xian)(xian)(xian)削加工(gong)。銑(xian)(xian)(xian)削分(fen)粗銑(xian)(xian)(xian)和精銑(xian)(xian)(xian)，每個工(gong)序分(fen)兩步(bu)走。“銑(xian)(xian)(xian)槽必須(xu)要(yao)分(fen)段，因為牽扯到轉子的動平衡(heng)。”這是(shi)每個工(gong)藝操作人員都所熟稔的。 

轉(zhuan)(zhuan)子本體外圓有一(yi)圈軸向方向的嵌(qian)線(xian)槽(cao)，業內(nei)也稱之為轉(zhuan)(zhuan)子縱樹型輪槽(cao)，有時每個轉(zhuan)(zhuan)子的嵌(qian)線(xian)槽(cao)會多達30多條(tiao)。發電機(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)子槽(cao)形整(zheng)體加工(gong)要(yao)求較高：整(zheng)槽(cao)寬度(du)(du)公差要(yao)求≤0.2mm、等分度(du)(du)要(yao)求≤0.02°、粗糙(cao)度(du)(du)要(yao)求≤Ra3.2，其次(ci)工(gong)藝(yi)要(yao)求的加工(gong)效(xiao)率要(yao)高，需要(yao)兼顧機(ji)(ji)床(chuang)加工(gong)性能及刀具切削(xue)性能。

要提高(gao)(gao)產品(pin)的性能一般有兩(liang)種(zhong)途(tu)徑(jing)，一是加大(da)資(zi)金投資(zi)購(gou)買設備，或者求助外協；還有一種(zhong)辦(ban)法(fa)就是對刀具切削(xue)(xue)工藝進行改(gai)進——這是直接的手(shou)段，如果(guo)刀具的切削(xue)(xue)效率能夠(gou)提高(gao)(gao)一倍(bei)，就相當于增加了一臺(tai)機床，它帶來的效果(guo)立竿(gan)見影，事半功倍(bei)。SEPC的轉(zhuan)子槽(cao)加工工序中(zhong)大(da)量使用了各種(zhong)盤(pan)銑(xian)刀和鳩尾銑(xian)刀，所用刀具以德國瓦爾(er)特公司提供的可(ke)轉(zhuan)位盤(pan)銑(xian)刀和可(ke)轉(zhuan)位鳩尾銑(xian)刀為主。 

國內發電機(ji)制造技術發展(zhan)(zhan)經歷了三個(ge)階段(duan)，制造工(gong)藝(yi)也從手工(gong)、機(ji)械、數(shu)顯加工(gong)為主，逐(zhu)步發展(zhan)(zhan)到數(shu)控(kong)智能化(hua)加工(gong)，轉子(zi)嵌線槽內鳩(jiu)尾槽的加工(gong)刀(dao)具從之(zhi)前高速(su)鋼材質演變到可轉位(wei)刀(dao)片刀(dao)具。 

應用在300MW等級上的(de)粗齒型粗銑(xian)盤(pan)銑(xian)刀是(shi)瓦爾特和(he)SEPC的(de)頭個合作成果(guo)。因為轉子槽粗加工余量大，要求良好的(de)排屑功能，此外關(guan)鍵還不(bu)能出現拉(la)鐵圈(quan)、磨痕。現在瓦爾特刀具(ju)在SEPC的(de)應用已(yi)經越來越多，只要有(you)新(xin)的(de)產(chan)品設計都會在看(kan)到瓦爾特技術人員的(de)參(can)與(yu)。 

同(tong)時(shi)，降本增效(xiao)也是SEPC選擇刀(dao)(dao)(dao)具(ju)的(de)重(zhong)要條件。比(bi)如600MW鳩(jiu)尾槽(cao)由(you)高速鋼刀(dao)(dao)(dao)具(ju)更換為瓦爾(er)特的(de)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)后粗(cu)糙度由(you)原先(xian)的(de)Ra6.3提(ti)(ti)高至不大(da)于Ra3.2，加工(gong)(gong)效(xiao)率由(you)原先(xian)使用高速鋼刀(dao)(dao)(dao)具(ju)加工(gong)(gong)每個槽(cao)需90分鐘，提(ti)(ti)高到使用硬質(zhi)合金(jin)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)后只需30分鐘。雖(sui)然(ran)刀(dao)(dao)(dao)片消耗成本略(lve)高于高速鋼刀(dao)(dao)(dao)具(ju)方案，但(dan)由(you)于加工(gong)(gong)工(gong)(gong)時(shi)減(jian)少(shao)，且加工(gong)(gong)進給量由(you)于比(bi)原先(xian)提(ti)(ti)高不少(shao)：可以從原來(lai)的(de)不足100mm/min提(ti)(ti)高到240～280mm/min，綜合計算下來(lai)，實際加工(gong)(gong)成本的(de)降低依然(ran)可觀。 

據(ju)悉，目前1000MW水(shui)氫(qing)冷(leng)、600MW水(shui)氫(qing)冷(leng)III型、300MW水(shui)氫(qing)冷(leng)是SEPC訂(ding)單至(zhi)多的拳頭產(chan)品，年產(chan)臺份數在25～35臺，每(mei)年總的產(chan)品制造容量穩定(ding)在2000~3000萬千瓦（3000萬千瓦機(ji)組一年發(fa)(fa)(fa)電量可(ke)達2400億度）。此外水(shui)冷(leng)機(ji)組也是SEPC另一項引以為傲的自(zi)主開(kai)發(fa)(fa)(fa)產(chan)品，至(zhi)今(jin)已累積制造的水(shui)冷(leng)機(ji)組臺份數超過650臺。目前，SEPC也已經在研發(fa)(fa)(fa)世(shi)界(jie)660MW至(zhi)大水(shui)冷(leng)發(fa)(fa)(fa)電機(ji)組及1200MW等級世(shi)界(jie)至(zhi)大二極發(fa)(fa)(fa)電機(ji)機(ji)組。 

隨著中國裝備制造業(ye)(ye)的(de)(de)(de)發展，未來生(sheng)產企(qi)業(ye)(ye)對機(ji)床和(he)刀(dao)(dao)具的(de)(de)(de)要求也越來越高(gao)。金屬切削(xue)機(ji)床和(he)刀(dao)(dao)具作為(wei)(wei)切削(xue)加(jia)工(gong)的(de)(de)(de)基礎工(gong)藝裝備，被稱為(wei)(wei)“孿(luan)生(sheng)兄弟”，機(ji)床依(yi)靠優(you)良的(de)(de)(de)“牙(ya)齒”才能(neng)發揮(hui)作用。可以說(shuo)刀(dao)(dao)具性能(neng)和(he)質量直接影響到(dao)整體生(sheng)產效(xiao)率的(de)(de)(de)高(gao)低、加(jia)工(gong)質量的(de)(de)(de)好壞(huai)，以及生(sheng)產技(ji)術水平(ping)和(he)經濟效(xiao)益，所以國外企(qi)業(ye)(ye)才有“企(qi)業(ye)(ye)的(de)(de)(de)紅利在刀(dao)(dao)刃(ren)上”的(de)(de)(de)說(shuo)法。