杭汽轮临平制造基地车间
记者 林司楠
杭州半山脚下,这里是杭州工业的摇篮。一个个杭州人耳熟能详的名字——杭氧、杭钢、杭锅、杭汽轮,皆诞生于此。而我们今天的主角正是“大国重器”汽轮机的制造商——杭汽轮。
汽轮机被誉为装备制造业“皇冠”,是一个大国完整工业体系中的关键一环,全球能自主生产汽轮机的国家屈指可数,而杭汽轮在该领域已获得技术领先优势,能与德国西门子、美国通用、日本三菱等国外巨头同台竞争。
从茅草屋里飞出的“金凤凰”
杭汽轮的前身,是创建于1958年的杭州汽轮机厂。彼时,还是荒郊野岭的武林门外体育场路上,怀揣着“振兴民族工业”梦想的老杭汽轮人,将一台台金属切削机床搬进了肉类加工厂、屠宰场迁走腾空的一排“茅草屋”中。也正是在这里,杭汽轮老一辈的工匠们制造出了浙江首台750千瓦电站汽轮机。
当时,前来验收的捷克专家对这台机器啧啧称奇,称其是“茅草屋里飞出的‘金凤凰’”。20世纪70年代,杭汽轮通过引进、消化、吸收西门子的工业汽轮机技术,成功制造出可提供功率范围为0.5兆瓦—60兆瓦的各种工业汽轮机;在随后的发展过程中,通过自主创新,不断进行技术升级和迭代,2000年以后在全球工业汽轮机领域站上第一梯队;至今,杭汽轮已生产了8000多台(套)工业汽轮机,囊括了中国各经济发展时期重点建设工程项目的绝大部分国产首台(套),目前驱动用工业汽轮机技术已储备到150兆瓦。
2020年,杭汽轮为大连恒力年产150万吨乙烯装置提供配套用汽轮机组,最大可运行功率90兆瓦,达到“十万千瓦等级”,为目前全球驱动用工业汽轮机之最,创下国际首台(套)的新纪录。在这之前,全球驱动用工业汽轮机最大运行功率没有超过80兆瓦。
“这是一个重大里程碑,意味着我们的技术和产品已实现了从跟跑、并跑到领跑。”杭汽轮党委书记、董事长叶钟表示,“目前,全球主要有通用电气、西门子、三菱等竞争对手,我们基本上能做到同技术、同标准、同领域、同价格竞争。”叶钟说,“杭汽轮的主要优势是产品的热能转换效率相对较高,产品质量能保证与国外头部厂商完全一致,且作为国内厂商具有后期服务的敏捷性。目前,杭汽轮的工业汽轮机产品在国内综合市场占据半壁江山;同时,产品还服务于全球40多个国家和地区。”
十年如一日 矢志摘取“装备制造业皇冠上的明珠”
如果说汽轮机是装备制造业的“皇冠”,那么燃气轮机就是皇冠上的明珠。“我们已经捧起了皇冠,但还缺一颗明珠。”叶钟介绍,从2014年开始,杭汽轮就定下目标:要用10年左右的时间,研发、制造出国产燃气轮机。
近年来,美国的“禁芯令”让国人意识到“中国芯”的重要性。在“十三五”规划纲要公布的中国计划实施的100个重大工程及项目名单中,培育集成电路产业体系排名第34位。这份榜单中排在首位的是航空发动机及燃气轮机。目前该项技术仅掌握在美国、德国、日本等少数发达国家手上,国际厂商的垄断,极大制约了我国重型燃机的可靠性和经济性。
杭汽轮集团副总工程师、先进动力研究院院长、燃气轮机研发负责人隋永枫补充道,燃气轮机是迄今为止效率最高的热功转换设备,是驱动和发电领域的核心设备。在驱动领域,燃气轮机最典型的应用就是飞机上的航空发动机;在发电领域,燃气轮机具有低排放、快速启停等特点,方便满足风电、光伏等新能源大发展背景下电网调峰的需求。
砥砺前行、克难攻坚,打破国外公司技术垄断和“卡脖子”难题向来是根植于杭汽轮人骨子里的基因。2014年,杭汽轮成立燃机研究所,团队最初只有13人,历经10年,投资10多亿,目前已建立起近100人的核心团队,具备了强大的自主创新能力,在自主燃气轮机的研制道路上不断取得突破。“这个过程,就像行百里路,每隔500米就有一个坎,但我们都憋着一口气要把它做出来,希望有一天能与国外巨头平起平坐。”隋永枫说。
如今,杭汽轮已全面完成燃气轮机三大核心部件(压气机、燃烧室和涡轮)的试验,其中燃烧室全温全压试验是国内首次在自主重型燃机全尺寸燃烧室开展掺氢比例超过20%的试验;完成了50兆瓦功率F等级燃气轮机的整机总装,已具备整机试验条件。在汽轮机领域,杭汽轮生产出来的产品代表着一个标准,比如,汽轮机的“心脏”——转子,按照美国石油化工协会的标准,特殊用途的API612标准要求工业汽轮机转子振动不能超过25个微米,即1毫米的1/40,而杭汽轮目前执行的标准是在它的基础上再把标准提高20%。杭汽轮把全球工业汽轮机的最高标准作为自身产品的最低要求,在产品各项指标上追求卓越。
面对全球能源领域的变革和技术升级,杭汽轮不畏挑战,蝶变“新”生。叶钟,这位曾是全行业最年轻的总工程师告诉记者,“我们本来就是一个做能源设备的企业,能源需求的不断提升会给我们带来更多的需求和机会。在石油化工里提出来的叫‘汽改电’——即原来压缩机是由汽轮机来拖动,现在由于碳排放的要求,部分企业就考虑用变频电机去驱动压缩机。这导致了汽轮机需求的下降,甚至有一些项目就不再使用汽轮机了。但反过来说,我们也不是没有机会。虽然随着‘汽改电’工程的推进,我们汽轮机的订单在下降,但是我们的燃气轮机的订单却在提升(因为燃气轮机的排放是比较少的,它也叫清洁能源)。如何把我们从一家传统能源装备企业变为一家新能源装备企业,乃至成为一家集汽轮机、燃气轮机等先进透平装备的制造、成套、工程、服务等整体解决方案于一体的全球化服务型制造企业,就成为了当下的关键。”