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上海电气生产制造国内首个自主研发整体内外缸机组 一次冲转成功!(...

伴随着国家能源战略的布局、环保需求的日益迫切,超临界350MW汽轮机提效减排的希冀愈加强烈。上海电气积极探索技术升级,开发新一代高效的超临界350MW机组产品。

6月13日00时40分,由上海电气生产制造的超临界、一次中间再热、两缸两排汽、单轴凝汽式350MW汽轮机,国内首个自主研发的整体内外缸机组——韶关1号机组一次冲转成功。

在收到业主韶关市粤华电力有限公司发来感谢信后,参与此次项目的所有成员感慨万千,回想这场与时间赛跑的攻坚战,往昔历历在目,通力协作,接力通“关”,使属不易。

刘孟坤是韶关项目高中压模块的本体设计负责人,他坦言,首次担任A+类新机组的模块主设,而且是全新机组的设计,如何在最短的时间完成全部设计工作,为接下来的采购、加工、总装赢得时间,对他而言压力不小。

“这台机组在设计之初我们团队做了很多次的深入讨论,比如为获得较高的缸效率,我们采用国际领先的AIBT整体通流设计平台进行通流设计,将高中压、低压通流进行整体通流设计。高中压部分采用整体内缸结构,低压内缸采用斜撑内缸结构,减少缸体内漏,增加能量利用率,这样可以在最大程度上保证机组达到高效、节能的目标。”

这台机组在设计环节的重中之重,在于如何设计出4.6米长的高中压整体内缸,团队曾因为这个问题争论不下。这么高参数的机型,结构复杂,抽汽管非常多,这要求将蒸汽室、高压内缸、高压持环、中压内缸、中压持环以及高压排汽平衡活塞汽封体这六部分集合到一起,相当于一次颠覆性的结构设计,也属于国内首个自主开发的高中压合缸机组的整体内外缸火电机组,不仅设计难度大,后续的制造难度更是难以想象。

设计二室主任设计师胡泽丰及高中压内缸主设李龙生在整个高中压内缸的设计过程中深有体会。胡泽丰说道:“这台机组是双缸结构,整个高中压部分采用全部整体内缸的结构, 4.6米长的高中压内缸合缸对于350MW的机组而言是很长的,这在上海电气已经加工过的整体内缸中也是最长的,难度之大,可想而知。由于高中压内缸存在进汽不平衡的问题,设计过程中反复计算了很多次,设计处也特地为高中压内缸的设计专门做了评审,确保设计结果达到最佳。但其实大家更担心的是,设计仅是理论上的,制造过程是否有难度就得提前谋划,规避可能引起的问题,所以我们与工艺处、制造部及相关车间在设计之初就把难度分析好,提前沟通,确保制造过程一次性顺利通过,并且在高中压内缸整个制造过程中全程跟踪,做到及时的生产服务。” 

更换供应商 几经波折

计划是龙头,从图纸设计到协调采购,从毛坯供货到加工装配,无一不渗透在项目执行的各个环节中,把控所有流程道序,紧抓项目排产时间,计划处处长肖伟中看在眼里急在心里。为了缩短时间,他们与采购部沟通是否能将采购时间提前。按照设计图纸的初稿以及以往的经验,预先让供应商介入,做好准备与消化工作。“技术部负责出图纸,采购部负责采购毛坯、配件等,制造部负责后续的加工总装,而我们的职责就是全力支持他们,做好各环节的串联工作,尽可能缩短流程的时间。比如,在图纸设计完成,待入库的情况下,我们马上联系采购部协调供应商提前介入,先行消化技术准备,而这也是在当前产量高、周期紧的形势下,我们的一个工作常态了。”各流程间无缝衔接,甚至交错衔接,可以在一定程度上压缩关键路径的生产周期,为机组交货期的提前创造有利条件。

“我们预想到了高压内缸的毛坯采购会比较难,但没想到会这么难,这么波折。”策略处处长任昌奕开门见山,“其实这次交货期比预计晚的最主要原因就是卡在了高压内缸上,原本承接做高压内缸毛坯的单位花了几个月的时间消化技术内容后,觉得以目前的能力无法按照要求完成,这样一来我们只能寻找其他的供应商来承接这个订单。”然而,虽然找到了二重厂来完成高压内缸的毛坯,但是难点摆在这里:内缸重量超出预期、外形复杂、内缸长度比以往气缸都要大得多、铸造难度大、材料特殊……这些难点如同雨后春笋般涌现,我们只能把问题一个个解决,决不能因为时间紧而影响产品质量。

根据设计,高压内缸的壁厚不均匀,有薄有厚,这是最影响加工周期的一大难点,壁厚不均匀意味着在加工过程中稍有不慎就容易裂开,这样将会影响产品质量。时间紧张,总经理助理孙泽洪来到韶关电厂,与用户解释沟通目前面临的难题,并与采购、计划部门多次召开交货协调会,商量如何快马加鞭赶进度。对此,采购处处长储继良感触颇深,短短几个月,他多次来到二重厂,紧盯生产进度,“他们之前也没做过整体内外缸的设计,况且这次采用全新材料,因而焊接难度相当大,技术要求也相当高。我们联合质保部派采购人员、质检人员驻扎现场,督促进度,保证质量,双管齐下,确保忙中不乱,忙中不错。”

去年11月,粤华电力有限公司总经理徐蓬勃在上海电气相关领导的陪同下,来到二重厂实地察看高压内缸毛坯加工进度,当业主了解到确实是由于设计难度大而导致后期毛坯加工周期比原先长的情况后,表示了很大程度上的理解。最终高中压缸的毛坯在2016年12月12日顺利运抵上海电气,虽然比预期晚了近4个月的时间,但能度过新产品的适应期实属不易,接下来就看汽机、燃机两大车间如何赶在最短时间内完成加工、总装工序。

3个月 拿下所有工序

要保证韶关项目在3月底前完工以外,其它项目的出产也不能落下,这对制造部门来说是个很大的挑战。

当汽机车间主任余龙拿到排产表时不禁眉头紧锁,参照百万等级机组中压内缸的加工速度至少要四个月,何况这是一个从来都没有加工过的新机型,但3月底前必须完成高中压缸的发运,余主任心里着实没底,按照正常的加工速度,汽机车间完成高中压内缸、外缸、转子的加工预计在四月中旬,且不说还有燃机车间装配的时间,这根本是项不可能完成的任务。

在毛坯抵达前,计划处上年11月就已经开始与制造部沟通,预留产能,汽机车间也多次召开动员会,有车间技术员、计划员、一线操作工人,大家头脑风暴一起想解决的对策。车间主任助理吕伟说到:“几次开会讨论下来,如果要大幅缩短加工时间,只有一个方法,就是两台机床同时加工,这样理论上可以缩短一半的时间。”虽然大家对于这个想法纷纷点头称赞,但是有经验的老师傅提出了顾虑,两台机床并非一模一样,会存在一定的误差,如果最后因为误差而无法完成合缸,那造成的时间损失恐怕不是一两个月能解决的。汽机车间的“智多星们”又想出了一条妙招:优化工艺,增加一道工序,上立车把侧面车平,如此便解决了因误差而导致无法合缸的情况。

当大家满心欢喜以为成功拿下这个“拦路虎”时,第二道难题又摆到了面前,从原本计划的四个月缩短至两个月的方案确实可行,但加工期间正好遇上元旦、春节两个假期,特别是春节放假十天,这就意味着原本好不容易压缩的时间又将延长半个月,为此,车间采用“人停机不停”的方案,三班制的所有员工都做足8小时,机床更是24小时不停歇,春节期间大家更是放弃休息,奋战在一线,为缩短加工时间争分夺秒。业主方在看到大家马不停蹄为该项目奋战时,立即竖起了大拇指。

燃机车间做了详细的应急预案,车间主任陈富新说:“我们一路开辟绿色通道,原本只有常日班负责装配环节,而为了能在人手紧张的情况下在最短工期内完成总装,车间采取了二班三运转的方案,每班每天连班4小时,装配24小时不中断,辛苦程度不言而喻。”在汽缸到达燃机车间前,他们已与设计工艺部门多次探讨,把总装过程中的难点提前进行消化,并且优化原本的装配方法,做到一分钟都不浪费。比如按照原先的装配次序,上半汽缸接管焊好后进入总装步序,这次采用先总装找中,找中后利用整理的时间将上半汽缸运到冷焊车间进行焊接,燃机车间这段时间配准调整键和汽封环等零件尺寸,两个步序同时进行,把焊接管的时间省了下来。

为了不让在总装环节产生的任何问题影响到加工周期,制造部每天下午3点都会联合计划、采购、设计等部门的负责人在燃机车间开现场会,总装的过程中的难点、配套的零件是否能按期达到,都是会议的议题,而这也是陈富新到燃机车间以来第一次遇到这么紧张的工期。

全新机组的加工不可能是一帆风顺的,何况是在如此短的时间内完成,更要确保不能出半点差错,否则前功尽弃。车间师傅在加工过程中遇到难题时,马上与技术部门反馈,设计师以最快速度赶到车间解决问题,以缩短部门间的沟通时间,做到实时沟通,将问题扼杀在摇篮里。汽机、燃机车间更是派出精兵强将,为高中压缸顺利完成加工保驾护航。

3月16日,当运有高中压内缸的牵引车缓缓驶出厂房时,比原先业主的要求还提前了半个月。

一场接力赛,总路程是不变的,跑速快慢,交接棒质量的好坏,都会影响到比赛的结果。而在这次韶关项目中,上海电气的通力合作,在各个环节争时间,成为了冲向终点赢得胜利的关键所在。

据悉,截止今年年初,新型超临界350MW汽轮机已获得订单27台,共14个项目,新订单遍布国内多省,包含广东、安徽、河南、河北、山东、重庆、山西、陕西、宁夏、内蒙古等。上海电气相信,韶关项目的顺利执行,将对后续其他项目有很好的参考价值。