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容量增大引发加工难题 SEPC刀具上做文章

文章来源:中国工业报 作者:杨红英 点击:次 时间:2016/1/11 14:56:15
  可再生能源正在全面挑战传统能源的产出方式,比如2016年光伏上网价格和风电电价均已出台下调方案。虽然趋势如此,但国家能源局近年来的统计数据表明,发电量的七成仍源自火电发电,包括水、风、核电、太阳能等新能源并未对传统能源形成强势冲击。
  可是,目前国内电力市场已日趋饱和,在国家扶持新能源的政策下,火力发电等传统发电形式“上大压小”,采用大功率设备已成为电力行业的共识。
  “大”带来的挑战
  作为我国制造大型电力设备的主力厂商,上海电气电站设备有限公司发电机厂(SEPC)隶属于上海电气集团股份有限公司电站集团,是与德国西门子公司合资的企业,主要从事火电、核电、燃机领域的大型发电机成套产品的研发和制造。
  从2004年开始,上海发电机厂火力发电机组的生产、销售,以及订单数量连续保持世界第一。近几年公司1000MW等级水氢冷机组每年的订单量基本稳定在9000MW~13000MW范围内,国内市场占有率约80%,600MW等级水氢冷机组年订单量稳定在6000MW~9000MW,国内市场占有率约60%,产品远销多个国家。
  我国现有的300MW、600MW、1000MW水氢冷汽轮发电机效率、年运行小时等参数均已达到国际先进水平,近年国家规定国内能生产的亚临界600MW及以下容量机组一般不再进口,这加快了对我国电站建设制造业的发展。电站制造业是国家重要的基础工业之一,法国、德国、日本、俄罗斯、美国的大型核电站、火电站的绝大部分机组都是本国制造的。
  随着“上大压小”政策的实施,SEPC目前已经形成完善的空冷50MW~200MW等级、双水内水冷60MW~340MW等级、水氢冷200~1000MW等级等系列产品,在超超临界1000MW级火电、核电及燃气轮发电机等重大项目上实现了历史性突破,目前正在研发国际上最大容量的1800MW级核电发电机、1200MW级火电发电机等产品,以形成新的发电机核心技术,不断提高企业核心竞争力。走进SEPC的厂房,可看到:主厂房长312米,宽36米,高34米,吊重能力可达500吨,具备了可加工目前世界上最大容量——1800MW四极核电发电机和年产量3000万千瓦的生产能力。
  随着等级的提升,发电设备尺寸也随之加大,动辄上百吨、几十米的大型设备给加工带来的不仅仅是不便,加工难度也随之提升。
  由于发电设备产品的特性,对设备的可靠性有着严格的要求。比如转子是大型电力设备——发电机中的核心部件,其加工质量的好坏影响了发电机的运行质量。且转子胚件尺寸大,成本不菲,供应有限,虽加工要求高,但也必须加工零失误率。
  此外发电设备中其他一些典型关键零部件如转子轮槽以及转子嵌线鸠尾槽等的切削加工,由于被加工材料属于耐热高强度合金钢、不锈钢等难加工材料,切削量大、切削负荷重,对数控刀具的切削性能,诸如高温红硬性、弯曲剪切强度、抗磨损性、抗粘接性、摩擦系数等有很高的要求。
  但难点正是关键点。控制和减少二极转子嵌线槽的切削变形,是提高转子运转精度、保证发电机运行品质的关键。一般来说嵌线槽在加工中发生变形,嵌线槽槽口变形量可达到0.5mm。要减小变形,必须选择合适的切削力并减小降低残余应力。这不仅对工艺工程师和操作人员提出了高要求,其高精度复杂型面的切削对数控刀具本身的精度也提出了更高的要求。
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