进口发电机组出租价格(进口发电机组出租)

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▲厉害了,我的国!

2000年,我国经济高速发展,用电需求量与日俱增,电力事业亟待大发展,面对日益紧张的供需矛盾,因此我们决意要上马一批超大容量电机组。

说起大容量、无污染、低能耗的新型电机组,因其技术含量之高、制造工艺之复杂,绝对是全套电站设备中最受瞩目的明星,尽早掌握其核心制造技术,就成了压在中国电气工程师们肩头上的一副重担。

但可惜的是,我们惯用的“以市场换技术”手段,这次行不通了。

“禁止向中国人转让任何有关于大容量电机组的制造技术!”

以欧美为首的电气巨头们,为了能够长期享受技术垄断带来的高额利润,他们费尽心思打造了有关于先进大容量电机组的专利壁垒,在这种情况下,中国只能通过技术租赁的形式和他们合作,且条件苛刻至极,他们甚至直接禁止任何中国人出现在设备制造、安装现场,防止中国人学到哪怕一丝一毫。

“欺人太甚!”

面对如此屈辱的合作模式,中国工程师们决意自力更生:

“你不是不给我们看吗?那好,我们自己搞!”

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▲欧美工程师在调试

但闭门造车谈何容易?很快中国工程师们就遇上了一个超级难题:低压焊接转子技术!

转子是汽轮机最核心的部件,由于在其正常的工作过程中需要承受高温、高应力、高转速等严苛条件,因此要想制造出一个合格的转子,难度系数非常大。

对于汽轮机转子的制造方式,主要有3种:套装结构、整锻结构和焊接结构。早期的汽轮机转子,由于受到当时冶炼、锻造等设备能力和技术的限制,大多采用套装结构或焊接结构。然而,套装转子存在明显问题:

(1)叶轮孔处应力较大;

(2)转子的刚性差;

(3)高温下,叶轮和主轴套装处容易产生松动现象。

因此,套装结构转子早已被欧美等强国以新工艺代替。

而至于第二种制造方式整锻结构,也是彼时我国主要使用的转子制造方式,和套装方式相比,整锻转子工艺整体性好、结构紧凑,可以克服叶轮在高温下容易松动和刚度低的难题,但是此种锻造方式对锻压设备要求高,且耗材大,难以制造大型锻件,因此欧美强国也已经淘汰了这种方式。

最为先进的制造方式就属第三种:焊接结构,这也是欧美强力封锁的最先进制造技术!

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▲汽轮机转子

由于高参数、大容量汽轮机转子很难采用整锻方式制造,比如700℃及以上等级汽轮机高中压转子需采用Ni基合金制造,而采用Ni基合金又很难制造出10吨以上的大型锻件,比如说三代核电机组低压转子锻件,其重量大多都在200吨以上,采用整锻方式制造几乎不可能,所以焊接转子就成了其唯一的选项!

除此之外,一般调峰用联合循环机组要求采用薄壁部件,而焊接转子为空心结构,就能够显著减少壁厚,有利于提升其运行效率。

因此,掌握焊接转子技术就成了掌握大容量电机组的关键!

不得不承认,我们在这一领域曾经大大落后欧美强国,早在1926年原瑞士BBC公司就开始研发汽轮机焊接转子技术,并且在1930年就成功制造出世界上第一根汽轮机焊接转子,机组容量约14MW。

而要说焊接技术最为先进的公司,当属法国国宝级企业阿尔斯通(ALSTOM),它们每年都能生产大约50根左右的转子,仅仅截止到1988年末,就累计生产了约达5000根左右的汽轮机高、中、低压转子、燃气轮机转子和压气机转子,最大汽轮机功率达1300MW,转子重达213吨。

除此之外,还有德国西门子(SIEMENS)、意大利FRANCOTOSI(前身为ANSALDO),日本东芝日立三菱等公司,总之在焊接转子这一领域,基本没咱中国人啥事儿。

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▲汽轮机转子

“给你们3个月时间搞研发,3个月后我就要见到样品!”

这项艰巨的科研任务被压到了上海汽轮机厂的肩上,而具体负责此项任务研发的工程师,竟然是一位女焊工:刘霞!

说到这请容许胖先生我先解释一下,我为啥要用“竟然”这个词汇呢?首先我必须声明下,这并非我瞧不起女性,实在是在焊工这一行业又脏又累又伤眼睛,干这个的女性太少了!

刘霞能学电焊,本身就是阴差阳错,1989年刘霞参加高考,选专业时为了保险,她在填了几个自己心仪的专业后,在“服从调剂”选项的后面填了“√”,就是这个钩,让她成了甘肃工业大学焊接工艺与装备专业的唯一一名女生。

这就叫造物弄人啊,刚开始看到录取通知书的刘霞也懵了,毕竟一个女孩子学电焊,说出去实在是匪夷所思,她的亲戚朋友也都劝她:

“不行咱就复读吧!”

列位,但凡经历过高考的人都知道,那种头悬梁锥刺骨、长时间保持高强度学习的滋味可不好受,所以刘霞虽然不甘心,但思来想去后,还是决定先去大学报道,然后再试试看转专业。

等她报道后才知道,那时候转专业简直难于上青天,最后的希望也破灭了,刘霞也只好认命,学起了焊接。

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▲工人师傅在焊接

但学了一段时间后,刘霞发现焊接也是一门很有意思的学科,慢慢变得不再排斥,甚至还喜欢上了“刺啦刺啦”的那种电焊声,就这样,她越学越有心得,技术比起全班一众男同学来也不遑多让。

4年很快就过去了,学艺有成的刘霞步入社会的第一站就是上海汽轮机厂,当她以一名焊工的身份进入车间后,所有的工友们都惊呆了:

“好家伙,没想到我这辈子还能看见女焊工!”

但很快他们就收起了小觑之心,刘霞是又能吃苦又肯学习,在老师傅的带领下,很快就把焊接技巧打磨得炉火纯青,不仅如此,她还把大学所学的理论知识结合到实际之中,解决了很多连车间老师傅们都未曾解决的难题,凭借自己的精湛技艺,让一众男焊工们心悦诚服:

“谁说女子不如男?得,这下咱们算是服了!”

拥有如此技术,刘霞当之无愧地接受了破解“重型燃气轮机中低压异种钢转子焊接”的卡脖子任务。

接下来咱们先开个上帝视角,先来说说这个焊接转子技术的核心原理,好让您各位对这个技术的复杂程度有个了解。

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▲汽轮机转子

汽轮机转子拼接的设计是以蒸汽压力、温度和应力大小的变化沿轴向分布为前提,高压或中压进汽位置的蒸汽温度通常在566℃以上,要求使用9~12Cr钢,温度稍低的位置一般采用CrMoV钢。

而对于转子的低温段,由于温度较低,不需要使用高温材料,然而由于叶片较长,尤其是末级叶片,要求叶根槽的设计强度至少为760MPa,同时要求材料具有很好的塑韧性和低的FATT50。对于这些要求,3.5%Ni-Cr-Mo-V钢是最佳的选择。转子根据蒸汽压力、温度和应力大小的变化沿轴向分布的不同,分别采用2.25CrMoV、9%Cr和3.5NiCrMoV3种钢焊接而成。

所有的拼装焊接都采用窄间隙钨极气体保护焊(GTAW)工艺,该技术是对传统GTAW工艺的一种改型,通过极窄的焊缝大大降低了焊接金属沉积的偏离。即使对于壁厚达180mm的零件,焊缝根部也仅为9mm,而顶部仅为11mm,仅为传统高沉积工艺焊缝很小的一部分。特别是对于厚壁部件的焊接,由于极高的深宽比,与其他焊接工艺相比,GTAW-NG的成本是最低的。

而且,焊缝破口加工时间、焊丝消耗量和检查时间都减少了。除此之外,GTAW-NG工艺还有其他优点,比如变形小、残余应力低、焊接质量高、力学性能优异等。

除此之外,转子焊接之前还需要进行局部热处理。对于这种局部热处理,需要特制一种装配有隔热部件的热处理炉,满足每根转子的局部热处理要求。另外,为了避免转子局部发生塑性变形,保证恒定的温度分布,转子在整个热处理过程都要处于旋转状态。

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▲汽轮机转子

焊接完毕后的转子同样需要进行热处理,同种钢焊接相对容易,一次焊后热处理即可满足要求。但对于异种钢焊接,尤其是当两种焊接材料成分相差很大时,很难通过一种焊后热处理达到目的。

以高低压焊接转子为例,高压部分采用高温性能优异的12%Cr钢,低压部分采用室温强度和韧性优异的3.5NiCrMoV钢。由于9%Cr钢和3.5NiCrMoV钢的成分差别很大,都存在回火软化问题,所以很难采用一种焊后热处理同时恢复上述两种钢焊接后的热影响区的性能。

因此,在12%Cr钢的焊接侧先堆焊一层9%Cr中间过渡材料,然后进行第一次焊后热处理,恢复12%Cr钢的热影响区性能。再采用2.25CrMoV焊材与9%Cr钢焊接在一起,然而在垂直状态下,对整个转子进行焊后去应力热处理。

看到这,我相信您各位就知道这个转子焊接技术的复杂程度有多高了!

对于刘霞来说,这也是她第一次接触如此复杂的焊接任务,并且由于欧美国家对我们的技术保密,网上也基本找不到任何有关资料可以参考,这一切都得靠自己摸索着前进。

面对如山般的压力,刘霞和团队成员们一刻也不敢怠慢,大家立马投入到了紧张的技术攻关中去,一点点的尝试新想法,一次次的分析失败原因,很快当初约定的3个月时间就到了,但他们根本看不到成功的曙光:

“我们来请罪了,我们辜负了大家的期望!”

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▲汽轮机转子

面对士气低落的团队成员,高层领导也意识到了这个项目的难度超乎想象,要想成功,就得以科学的态度去对待这次研发任务:

“没关系,科研不能贪快,3个月不行就3年,3年不行就30年,总之不要气馁,要有一定会把这项技术搞出来的决心才行!”

刘霞没有放弃,她认准了自己的技术路线没有错,所欠缺的是更加细化的实验数据,要通过海量的筛选工作来去伪存真,找到最适合的工艺条件才行。

就这样,团队成员足足用了8年时间,每天在温度高达40度的车间内不停地尝试,总算找出了一套最佳的工艺流程和参数,初步破解了焊接转子的核心工艺秘密!

“我们成功了!”

喜极而泣的刘霞,终于将这副压在肩头长达8年的科研重担卸了下来,自此欧美再也无法在重型燃气轮机中低压异种钢转子焊接领域中,卡中国人的脖子了!

但让欧美更加吃惊的事情还在后面,突破了焊接转子核心工艺后的刘霞团队,仿佛开挂一样,这次她们仅用了不到3年时间,就再次突破了“华龙一号”核反应堆的百万核电汽轮机超大型低压焊接转子的制造难题,如果说上一次的成就只能算是堪堪追上欧美梯队,那么这一次,刘霞带领的中国队伍直接完成了对欧美强国的弯道超车!

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▲汽轮机转子

“我觉得咱们可以在这个领域共同交流进步嘛!”

这次欧美豪横不起来了,他们一改昔日作风,不但不排斥中国工程师们了,反而腆着脸来主动要求找中国工程师们合作。

但精明如他们怎会干吃亏的买卖?上次防着中国人那是因为怕中国工程师偷学他们的技术,现在上门求合作,那是想要学学中国工程师领先世界的“独门秘籍”!

“感谢好意,但我们已经不需要了。”

这脸,打得真好!

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