可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)正在全面挑戰(zhan)傳(chuan)統(tong)能(neng)(neng)源(yuan)的產出方(fang)式，比如(ru)2016年光伏上網(wang)價格和風電(dian)電(dian)價均已(yi)出臺(tai)下(xia)調方(fang)案。雖(sui)然(ran)趨勢(shi)如(ru)此，但國家能(neng)(neng)源(yuan)局近年來的統(tong)計(ji)數據(ju)表明，發電(dian)量的七成(cheng)仍源(yuan)自火電(dian)發電(dian)，包括水、風、核電(dian)、太(tai)陽能(neng)(neng)等新能(neng)(neng)源(yuan)并未對傳(chuan)統(tong)能(neng)(neng)源(yuan)形成(cheng)強(qiang)勢(shi)沖擊。

可是,目(mu)前國(guo)內(nei)電力(li)(li)市場已日趨飽和，在國(guo)家扶持新能(neng)源的(de)政策(ce)下，火(huo)力(li)(li)發(fa)電等(deng)傳統(tong)發(fa)電形式(shi)“上大(da)壓(ya)小”，采用大(da)功(gong)率設備已成(cheng)為電力(li)(li)行(xing)業的(de)共識。

“大”帶來的挑戰

作為我(wo)國(guo)制造大型電(dian)力(li)設(she)備的(de)主(zhu)力(li)廠商(shang)，上海電(dian)氣(qi)電(dian)站設(she)備有限(xian)公司發電(dian)機(ji)廠（SEPC）隸(li)屬于上海電(dian)氣(qi)集(ji)(ji)團(tuan)股份有限(xian)公司電(dian)站集(ji)(ji)團(tuan)，是(shi)與德國(guo)西(xi)門(men)子公司合資的(de)企業，主(zhu)要從事火電(dian)、核電(dian)、燃機(ji)領域的(de)大型發電(dian)機(ji)成(cheng)套產(chan)品的(de)研發和制造。

從2004年(nian)(nian)開始(shi)，上海(hai)發電(dian)機(ji)廠火力發電(dian)機(ji)組的(de)生產、銷(xiao)售，以及訂(ding)單(dan)數量(liang)連續保(bao)持世界(jie)第一。近(jin)幾年(nian)(nian)公司1000MW等級(ji)水氫冷機(ji)組每年(nian)(nian)的(de)訂(ding)單(dan)量(liang)基本(ben)穩定(ding)在(zai)9000MW～13000MW范圍內(nei)，國(guo)(guo)(guo)內(nei)市場(chang)占(zhan)有率約80%，600MW等級(ji)水氫冷機(ji)組年(nian)(nian)訂(ding)單(dan)量(liang)穩定(ding)在(zai)6000MW～9000MW，國(guo)(guo)(guo)內(nei)市場(chang)占(zhan)有率約60%，產品遠(yuan)銷(xiao)多個(ge)國(guo)(guo)(guo)家。

我(wo)國(guo)(guo)(guo)現(xian)有的(de)(de)300MW、600MW、1000MW水氫冷汽(qi)輪(lun)發電(dian)機效率、年運行(xing)小時等參(can)數均(jun)已達到國(guo)(guo)(guo)際先(xian)進水平(ping)，近年國(guo)(guo)(guo)家規定國(guo)(guo)(guo)內能(neng)生產的(de)(de)亞(ya)臨(lin)界600MW及以下容量機組一般不(bu)再(zai)進口，這加快(kuai)了對我(wo)國(guo)(guo)(guo)電(dian)站建(jian)設制造業(ye)(ye)的(de)(de)發展。電(dian)站制造業(ye)(ye)是(shi)國(guo)(guo)(guo)家重要的(de)(de)基(ji)礎工業(ye)(ye)之一，法國(guo)(guo)(guo)、德國(guo)(guo)(guo)、日本、俄羅斯、美國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)大型核電(dian)站、火(huo)電(dian)站的(de)(de)絕(jue)大部分(fen)機組都是(shi)本國(guo)(guo)(guo)制造的(de)(de)。 

隨著“上大(da)(da)(da)壓(ya)小”政策(ce)的(de)實施，SEPC目前(qian)已經形成完善的(de)空冷(leng)50MW～200MW等(deng)級(ji)、雙水(shui)內(nei)水(shui)冷(leng)60MW～340MW等(deng)級(ji)、水(shui)氫冷(leng)200～1000MW等(deng)級(ji)等(deng)系列(lie)產(chan)品，在(zai)超超臨界1000MW級(ji)火(huo)電(dian)、核(he)(he)電(dian)及燃(ran)氣輪發(fa)電(dian)機等(deng)重大(da)(da)(da)項目上實現了(le)歷史性突(tu)破(po)，目前(qian)正在(zai)研(yan)發(fa)國(guo)際上至(zhi)大(da)(da)(da)容量(liang)(liang)的(de)1800MW級(ji)核(he)(he)電(dian)發(fa)電(dian)機、1200MW級(ji)火(huo)電(dian)發(fa)電(dian)機等(deng)產(chan)品，以形成新(xin)的(de)發(fa)電(dian)機核(he)(he)心(xin)技術，不斷提高企業核(he)(he)心(xin)競爭力(li)(li)。走(zou)進SEPC的(de)廠(chang)房，可看(kan)到(dao)：主廠(chang)房長312米(mi)，寬36米(mi)，高34米(mi)，吊重能(neng)力(li)(li)可達500噸，具備了(le)可加工目前(qian)世界上至(zhi)大(da)(da)(da)容量(liang)(liang)——1800MW四極(ji)核(he)(he)電(dian)發(fa)電(dian)機和(he)年產(chan)量(liang)(liang)3000萬千(qian)瓦的(de)生產(chan)能(neng)力(li)(li)。 

隨(sui)著等級的提升(sheng)，發電設備尺寸也隨(sui)之加(jia)大，動輒上(shang)百噸、幾十(shi)米的大型設備給加(jia)工(gong)帶來的不僅僅是不便，加(jia)工(gong)難度也隨(sui)之提升(sheng)。 

由于發電(dian)設(she)備產品的(de)特性，對(dui)設(she)備的(de)可靠性有(you)著嚴格的(de)要求。比如轉子是大(da)型(xing)電(dian)力設(she)備——發電(dian)機(ji)中的(de)核(he)心部件，其加(jia)工質量的(de)好(hao)壞影響了發電(dian)機(ji)的(de)運行(xing)質量。且(qie)轉子胚件尺寸大(da)，成(cheng)本不菲，供應(ying)有(you)限，雖加(jia)工要求高，但也必須加(jia)工零失誤(wu)率。 

此外發電設備中其他(ta)一些(xie)典型關(guan)鍵零部件如(ru)(ru)轉(zhuan)子輪(lun)槽以及轉(zhuan)子嵌線鳩尾槽等(deng)的(de)切削加(jia)工(gong)，由于被(bei)加(jia)工(gong)材(cai)料(liao)屬于耐熱(re)高(gao)強度合金(jin)鋼、不銹鋼等(deng)難加(jia)工(gong)材(cai)料(liao)，切削量大(da)、切削負荷重(zhong)，對數(shu)控(kong)刀具的(de)切削性能(neng)，諸如(ru)(ru)高(gao)溫紅硬性、彎曲剪切強度、抗(kang)(kang)磨損性、抗(kang)(kang)粘接性、摩擦系數(shu)等(deng)有很高(gao)的(de)要(yao)求。 

但難點正是關鍵(jian)點。控(kong)(kong)制和減少(shao)二極轉(zhuan)(zhuan)子(zi)嵌線(xian)槽(cao)的(de)(de)切削變(bian)形(xing)，是提(ti)高(gao)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)運(yun)轉(zhuan)(zhuan)精度(du)、保證發電機運(yun)行(xing)品質的(de)(de)關鍵(jian)。一般來說嵌線(xian)槽(cao)在加工(gong)中發生變(bian)形(xing)，嵌線(xian)槽(cao)槽(cao)口(kou)變(bian)形(xing)量可(ke)達到0.5mm。要減小(xiao)變(bian)形(xing)，必須(xu)選擇合適的(de)(de)切削力(li)并減小(xiao)降(jiang)低殘(can)余(yu)應力(li)。這不僅對工(gong)藝工(gong)程師和操(cao)作(zuo)人員提(ti)出(chu)了高(gao)要求(qiu)，其高(gao)精度(du)復雜型面的(de)(de)切削對數控(kong)(kong)刀(dao)具本身的(de)(de)精度(du)也提(ti)出(chu)了更(geng)高(gao)的(de)(de)要求(qiu)。 

難(nan)點重重 

機(ji)加(jia)工是發電(dian)機(ji)組生產(chan)的重要環節，發電(dian)機(ji)轉子、定子、機(ji)座(zuo)等部件切(qie)(qie)削量很(hen)(hen)大(da)，對機(ji)床(chuang)和刀(dao)具要求都(dou)很(hen)(hen)高(gao)。汽輪發電(dian)機(ji)轉軸(zhou)嵌線(xian)槽是采用(yong)專用(yong)可轉位(wei)轉子槽盤銑刀(dao)，在(zai)數控轉子槽銑床(chuang)上加(jia)工而成。由于轉軸(zhou)材質(zhi)為(wei)高(gao)強度合金鋼，切(qie)(qie)削槽深、銑刀(dao)直徑(jing)大(da)、切(qie)(qie)削速快，對刀(dao)具綜合性能要求很(hen)(hen)高(gao)。 

以轉(zhuan)子(zi)加工為(wei)例，鍛造(zao)出的原材料(liao)工件首先要(yao)經過(guo)車削(xue)(xue)，然后(hou)是(shi)銑削(xue)(xue)加工。銑削(xue)(xue)分(fen)(fen)粗(cu)銑和精銑，每(mei)個工序分(fen)(fen)兩(liang)步走。“銑槽必須要(yao)分(fen)(fen)段，因為(wei)牽扯(che)到(dao)轉(zhuan)子(zi)的動平(ping)衡。”這是(shi)每(mei)個工藝操作人員都所(suo)熟稔(ren)的。 

轉(zhuan)子(zi)本體(ti)外圓有(you)一圈軸(zhou)向方(fang)向的(de)嵌線槽(cao)，業內也稱之為轉(zhuan)子(zi)縱樹型輪槽(cao)，有(you)時(shi)每(mei)個(ge)轉(zhuan)子(zi)的(de)嵌線槽(cao)會(hui)多(duo)達30多(duo)條。發(fa)電機轉(zhuan)子(zi)槽(cao)形整(zheng)(zheng)體(ti)加(jia)工要(yao)(yao)(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)：整(zheng)(zheng)槽(cao)寬(kuan)度公差要(yao)(yao)(yao)求(qiu)≤0.2mm、等分度要(yao)(yao)(yao)求(qiu)≤0.02°、粗(cu)糙度要(yao)(yao)(yao)求(qiu)≤Ra3.2，其次工藝要(yao)(yao)(yao)求(qiu)的(de)加(jia)工效率(lv)要(yao)(yao)(yao)高(gao)，需要(yao)(yao)(yao)兼顧(gu)機床加(jia)工性(xing)能(neng)及刀具切削性(xing)能(neng)。

要提(ti)高產品的(de)性能一(yi)(yi)般有(you)兩種途徑(jing)，一(yi)(yi)是(shi)加大資(zi)金(jin)投資(zi)購買(mai)設備，或者求助外協；還(huan)有(you)一(yi)(yi)種辦法就(jiu)是(shi)對刀(dao)(dao)具(ju)切(qie)削工(gong)藝進行改進——這是(shi)直接的(de)手段，如果刀(dao)(dao)具(ju)的(de)切(qie)削效率能夠提(ti)高一(yi)(yi)倍(bei)，就(jiu)相當(dang)于增加了(le)一(yi)(yi)臺(tai)機床，它帶(dai)來的(de)效果立竿見影，事半(ban)功倍(bei)。SEPC的(de)轉子槽(cao)加工(gong)工(gong)序中大量使用了(le)各種盤銑(xian)刀(dao)(dao)和(he)鳩尾銑(xian)刀(dao)(dao)，所用刀(dao)(dao)具(ju)以德國瓦爾特公司提(ti)供的(de)可轉位盤銑(xian)刀(dao)(dao)和(he)可轉位鳩尾銑(xian)刀(dao)(dao)為主。 

國內(nei)發(fa)(fa)電(dian)機(ji)制(zhi)造技術發(fa)(fa)展(zhan)經歷(li)了三個階段，制(zhi)造工(gong)(gong)(gong)藝也從(cong)手工(gong)(gong)(gong)、機(ji)械、數(shu)顯加工(gong)(gong)(gong)為主，逐步發(fa)(fa)展(zhan)到數(shu)控智(zhi)能化加工(gong)(gong)(gong)，轉(zhuan)子(zi)嵌線槽(cao)內(nei)鳩尾槽(cao)的加工(gong)(gong)(gong)刀(dao)(dao)具(ju)從(cong)之前高(gao)速鋼材質演(yan)變(bian)到可轉(zhuan)位刀(dao)(dao)片刀(dao)(dao)具(ju)。 

應(ying)用在(zai)300MW等(deng)級上的粗齒型粗銑(xian)盤銑(xian)刀是瓦爾(er)特(te)和SEPC的頭個合作(zuo)成果。因為(wei)轉(zhuan)子槽粗加(jia)工余(yu)量大，要(yao)求良好的排(pai)屑功(gong)能，此外關鍵(jian)還不能出現拉鐵圈、磨痕。現在(zai)瓦爾(er)特(te)刀具(ju)在(zai)SEPC的應(ying)用已(yi)經越來(lai)越多(duo)，只要(yao)有新的產品設計都(dou)會在(zai)看到瓦爾(er)特(te)技術人(ren)員(yuan)的參與。 

同時，降本增效(xiao)也(ye)是SEPC選擇刀(dao)(dao)(dao)具(ju)的(de)重要條(tiao)件。比如600MW鳩尾槽(cao)由高(gao)速(su)鋼(gang)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)更(geng)換為瓦爾特的(de)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)后粗糙度(du)由原(yuan)先的(de)Ra6.3提(ti)(ti)高(gao)至不(bu)大于Ra3.2，加(jia)工(gong)(gong)效(xiao)率由原(yuan)先使用(yong)高(gao)速(su)鋼(gang)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)加(jia)工(gong)(gong)每個槽(cao)需90分(fen)鐘，提(ti)(ti)高(gao)到使用(yong)硬質合金刀(dao)(dao)(dao)具(ju)后只需30分(fen)鐘。雖(sui)然刀(dao)(dao)(dao)片(pian)消耗成(cheng)本略高(gao)于高(gao)速(su)鋼(gang)刀(dao)(dao)(dao)具(ju)方案，但(dan)由于加(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)時減(jian)少，且加(jia)工(gong)(gong)進給量(liang)由于比原(yuan)先提(ti)(ti)高(gao)不(bu)少：可以從(cong)原(yuan)來的(de)不(bu)足100mm/min提(ti)(ti)高(gao)到240～280mm/min，綜合計算下來，實際加(jia)工(gong)(gong)成(cheng)本的(de)降低依然可觀。 

據悉，目前1000MW水氫(qing)冷(leng)(leng)、600MW水氫(qing)冷(leng)(leng)III型、300MW水氫(qing)冷(leng)(leng)是SEPC訂單至(zhi)(zhi)多的拳(quan)頭產品，年產臺份數在(zai)25～35臺，每年總的產品制造(zao)容(rong)量穩(wen)定(ding)在(zai)2000~3000萬千(qian)瓦（3000萬千(qian)瓦機(ji)組(zu)(zu)一年發電(dian)量可達2400億度）。此外(wai)水冷(leng)(leng)機(ji)組(zu)(zu)也是SEPC另一項引以為(wei)傲(ao)的自主開發產品，至(zhi)(zhi)今已(yi)(yi)累積制造(zao)的水冷(leng)(leng)機(ji)組(zu)(zu)臺份數超(chao)過650臺。目前，SEPC也已(yi)(yi)經在(zai)研發世界(jie)660MW至(zhi)(zhi)大水冷(leng)(leng)發電(dian)機(ji)組(zu)(zu)及1200MW等級世界(jie)至(zhi)(zhi)大二極(ji)發電(dian)機(ji)機(ji)組(zu)(zu)。 

隨著中(zhong)國(guo)裝備制造業(ye)的發展(zhan)，未來(lai)生(sheng)產(chan)(chan)企(qi)業(ye)對機床和刀具的要求也(ye)越來(lai)越高(gao)。金屬切削機床和刀具作為切削加工(gong)(gong)的基礎(chu)工(gong)(gong)藝裝備，被(bei)稱(cheng)為“孿生(sheng)兄弟”，機床依靠(kao)優良的“牙齒”才能發揮(hui)作用(yong)。可以說刀具性能和質(zhi)量(liang)直接(jie)影響(xiang)到(dao)整體(ti)生(sheng)產(chan)(chan)效(xiao)率的高(gao)低(di)、加工(gong)(gong)質(zhi)量(liang)的好壞，以及生(sheng)產(chan)(chan)技術水(shui)平和經濟效(xiao)益(yi)，所以國(guo)外企(qi)業(ye)才有“企(qi)業(ye)的紅利(li)在刀刃上(shang)”的說法。