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学校隆重举行现代工程技术实验教学楼开工奠基仪式
首页 > 科学研究 发布时间:2019-10-18 20:43:58
    科技日报2007-12-29报道:“哈汽制造”到“哈汽创造”的跨越

    这是一家经常与国产首台、国内首创、最大、最先进等词汇紧密相连的企业,在“百度”输入企业的名字以及上述词汇,得到的信息高达上万条。这里是闻名全国的哈尔滨三大动力之一的哈尔滨汽轮机厂有限责任公司(以下简称哈汽)。 
  哈汽董事长、总经理杨其国博士(1962年生,哈尔滨工业大学工商管理硕士,哈尔滨工业大学动力与机械工程专业博士)率领的哈汽创新团队研制的大型直接空冷汽轮机关键技术研究及设备项目入围了2007年度国家科学技术进步二等奖。而在此之前,哈汽曾在同一领域以20万千瓦空冷汽轮机研制项目获得过1998年国家科技进步二等奖。时隔9年,同一企业同一领域两次获得国家科技进步二等奖,这在中国企业自主研发史上极为罕见。 

  更值得一提的是,翻阅科技部公示名单会发现,“哈尔滨汽轮机厂有限责任公司”作为项目独立研发团队出现在获奖名单中。这无疑鲜明地凸显了企业作为创新主体的重要意义。涉及大型空冷汽轮机的关键技术及设备都由哈汽自己的创新团队独立研发,哈汽此次获奖也为国家提出的以企业为主体创建创新体系的战略提供了最佳佐证。 

  哈汽的创新经验是可以模仿的吗?而在当下的创新热潮中,执著创新的哈汽能给其他老牌国企怎样的启示呢? 

  2007年12月20日,记者慕名来到位于哈尔滨市三大动力路的哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,由此了解了一家诞生于国家“一五”期间的大型国有企业50多年来走了一条怎样独特的创新之路。 

  无暇顾及过往的“第一” 

  哈汽作为我国“一五”期间156项重点工程中的建设项目,历经50年变革,如今已发展成为可以设计、制造全系列大、中、小型火电汽轮机组、热―电联供机组、空冷系列机组、湿冷系列机组、核电机组、工业汽轮机组、船舰主动力蒸汽轮机和重型燃气轮机的国家重点大型骨干企业。 

  哈汽的产品涵盖热―电联供、空冷、湿冷等多个领域。现已形成以30万千瓦、60万千瓦机组为代表的包括100万千瓦等级超超临界汽轮机、100万千瓦以上的核电汽轮机以及重型燃气轮机的批量设计制造能力。该公司年生产量3000万千瓦以上,占全国电站汽轮机年产量1/3强,产品遍布全国29个省、市、自治区近300座电厂,并出口亚、欧、非、美等20多个国家和地区。鲜活的数字印证着哈汽正以卓越的创新实力引领着中国电力装备市场的发展潮流,占据着国内机电制造行业的领军地位。 

  半个世纪以来,哈汽以开拓创新的精神,在机电工业发展史上留下了一串串坚实的足迹:在上世纪50年代建厂初期,哈汽就成功制造出我国第一台2.5万千瓦汽轮机,为新中国电力事业拉开了光明序幕。而此后的发展历程中,数不清的第一接踵而至――我国第一台60万千瓦汽轮机、第一台20万千瓦空冷汽轮机、第一台30万千瓦热―电联供汽轮机、第一台65万千瓦核电汽轮机、第一台直接空冷30万千瓦汽轮机、第一台60万千瓦直接空冷汽轮机、第一台60万千瓦超临界汽轮机和第一台60万千瓦超超临界汽轮机,数不胜数……当今世界第一座第三代核电项目――浙江三门核电站的常规岛国产首台125万千瓦核电汽轮机也将在3年后在这里诞生。 

  当记者走进哈汽,想仔细梳理哈汽在50多年历练中到底创造了多少项第一的记录时,发现一向注重资料积累和历史传承的哈汽人似乎对过往无数的第一并不在意,急速行进在与国际一流高手同台竞争的哈汽人,把一个个曾经创造的第一果断地抛在脑后,一路不停地不断超越创新研发,一次次刷新并改写着自己曾经的记录。哈汽人的眼光始终紧盯向前,瞄准着国际高端,甚至来不及放慢脚步回眸过去的荣耀。 

  在哈汽,创新不是喊出来的口号,创新不是做样子。哈汽人的创新精神是浑然天成的。它仿佛流淌在哈汽人的血液里,融入到维系企业生存的命脉中,成为企业成长中的自然力量。 

  而引领哈汽走出一条发电设备制造企业创新之路的杨其国更是无暇顾及过去的辉煌,他在百忙中接受采访时向记者展示了企业的未来:“以往,我们曾经过多强调制造,而忽视设计。如今,哈汽正从‘哈汽制造’向‘哈汽创造’转变。我们可以集开发设计、实验、制造于一体,这是哈汽的最大优势,也是哈汽今后可以超越国际同行业高手的一张好牌!” 

  从“制造”到“创造”,仅仅一字之差,却展示出了我国制造企业的宏伟发展气魄。汽轮机是一个高科技含量的产品,作为重大装备关系到国家的战略安全。哈汽人以敢为天下先的创新精神,以身处行业领军者的身份,响亮地喊出了“哈汽创造”,主动扛起了重大装备的国产化大旗。 

  空冷汽轮机领域的全能冠军 

  空冷汽轮机在哈汽创新史中无疑占据着相当重要的地位。
  空冷汽轮机不仅让哈汽先后捧回了两项国家科技进步二等奖,而且让哈汽成为这一领域的全能冠军。 

  哈汽针对市场需求,历经多年自主创新,攻克了多项空冷汽轮机技术难题,先后成功设计、制造、投运了十几台直接空冷汽轮机。功率从10万千瓦、13.5万千瓦、20万千瓦、30万千瓦、60万千瓦直到66万千瓦,涵盖12种新机型,填补多项国内空白,所有产品无一例外成为国内首创。 

  梁秀珍是哈汽副总工程师,这位1967年毕业于哈尔滨工业大学的高材生,在哈汽兢兢业业工作了40年,几乎参与了所有空冷汽轮机的研制设计。据她介绍,空冷汽轮机同传统湿冷汽轮机相比,更节约水资源,适合建设在水少而煤多的西北、华北地区。据测算,2005年哈汽为山西大同二电厂设计制造的两台60万千瓦直接空冷汽轮机组,每年能节约水资源2600―2750万吨,相当于一个50万人口中等城市的一年用水量。 

  刚刚荣升为副总经理的姚宏伟,1989年从哈工大毕业来到哈汽,也参与到空冷机组的研制工作。这位年轻的副总在提到汽轮机设计制造时掩饰不住内心的自豪:“在竞争日益激烈的今天,我们最为自豪的是哈汽的汽轮机都是自主研发的,具有独立的自主知识产权!” 

  哈汽对于空冷汽轮机的系统研究始于20世纪60年代。1966年―1970年,哈汽与哈工大共同开展了我国第一台5万千瓦试验电站空气凝汽器试验研究工作。1990年初,哈汽取得内蒙古丰镇电厂20万千瓦间接空冷汽轮机的项目。首台机组在1991年一次启动成功,经运行表明机组轴系稳定,安全满发,其中710毫米叶片的研究与运行达到国际先进水平。此机组在1995年被评为年度国家级新产品,并于1998获国家科技进步二等奖。 

  2000年以来,哈汽相继开发了具有自主知识产权的5万千瓦、10万千瓦、13.5万千瓦、20万千瓦、30万千瓦、60万千瓦等空冷汽轮机,从而形成了从大型到中、小型具有完全自主知识产权的、完整的空冷汽轮机系列,完全达到了自主设计自主研发生产的一条龙式生产链条,改变了原来依赖国外技术不得不支付昂贵技术费用的局面,既为企业提高了利润,也为国家节约了成本。 

  2002年,哈汽根据国家能源政策和电力工业发展需要,开发了具有自主知识产权的60万千瓦和30万千瓦亚临界空冷机组。首台空冷30万千瓦汽轮机于2004年在山西漳山电厂投运,这是由哈汽开发、设计、制造、投运的国内第一台达到世界先进水平的直接空冷汽轮机。国产首台直接空冷60万千瓦汽轮机于2005年上半年在山西大同二电厂运行,机组表现出优异的稳定性和经济性。由国内知名的专家组成的鉴定组一致认为机组技术性能良好,满足技术规范的要求,具有国际先进水平。 

  随后,哈汽与东芝公司合作开发了两缸两排气的60万千瓦直接空冷汽轮机,在原来三缸两排气的基础上,减少了一个缸。这一改变不但使汽轮机组实现了质的飞跃,轴系总长度从原来的27米缩短到现在的不到21米,而且还降低了汽轮机的制造成本,大大缩减了维修费用和电厂造价。 

  之后,哈汽的研发再次提速,相继开发出两缸两排气60万千瓦超临界和60万千瓦超超临界直接空冷汽轮机等一系列新型空冷机组。尤其,哈汽研制的具有自主知识产权的100万千瓦超超临界汽轮机将是世界首台,两年后将分别安装在内蒙古克什克腾发电厂和山西定襄发电厂。 

  截至12月15日,哈汽已获10万千瓦至100万千瓦各类空冷汽轮机订单累计已达88台,高居国内同行业之首。 

  一座空冷电站耗水量大约相当与同容量湿冷电站耗水量的1/3。这对于富煤缺水地区的水资源合理利用及保护自然生态环境有着重要意义。同时,哈汽通过创新实现了大型空冷汽轮机组的国产化,告别了原来依赖进口的局面,节约了大量资金。据不完全估计,以60万千瓦等级空冷汽轮机为例,仅哈汽现已获得的制造合同就可为国家节约193.75亿元的引进资金。 

  登上世界钢制叶片最高峰 

  叶片是汽轮机的核心部件,是汽轮机的心脏,通过叶片,热能才可以转化为机械能。汽轮机叶片运行环境十分恶劣,要承受高温、高压、高转速的考验,因此在叶片材料选用和制造中都要慎之又慎。 

  哈汽研究院叶片研究所所长李宇峰告诉记者,在叶片设计圈内,有“两个半叶片”的说法,即在整个汽轮机设计制造过程中,调节级叶片和末级叶片这两种叶片是最有难度、最能体现设计制造能力的一环。在汽轮机厂家中,叶片设计制造是最关键的技术之一。 

  哈汽在建厂初期曾引进前苏联的叶片制造技术,并根据实际情况进行了自主开发。后来,为提高自主研发能力,哈汽作为重点项目投资建立了叶片实验基地,为自行设计叶片奠定了基础。上世纪80年代,哈汽引进美国西屋公司的叶片设计制造技术,并在充分研究其30万千瓦、60万千瓦机组叶片结构、性能基础上,进行了改进,增大了排气面积、提高叶片效率。接着,在其基础上,为30万千瓦汽轮机机组设计了900毫米叶片;为60万千瓦汽轮机设计了1000毫米叶片。1000毫米叶片实验研究在1997年获得机械部科技进步一等奖。 

  2006年,杨其国率领的创新团队成功研制出了具有自主知识产权的当今世界(全转速汽轮机使用的)长度最长的――1200毫米钢制叶片。该叶片是哈汽自主创新史上又一个具有里程碑意义的成果。该叶片的试制成功不仅让哈汽登上了世界钢制叶片制造领域的最高峰,它的投入使用还大大降低百万等级核电及超超临界机组对相应进口产品的信赖。 

  1200毫米叶片既可用于100万千瓦等级超超临界汽轮机,也可用于两缸两排气60万千瓦超超临界汽轮机。叶片设计中使用了世界最先进的设计理念和全三维计算技术。哈汽成为继美国GE和日本三菱后,世界上第三个掌握此项技术的企业。 

  李宇峰说:“在1200毫米超长叶片研制成功之前,哈汽只能买国外成品叶片,每片2万美元,60个叶片组成一环,共需要120万美元。如今,拥有了长叶片设计制造能力的哈汽不再受制于人。根据大量理论计算、模拟试验,1200毫米叶片具备当今世界同类产品技术水平,完全可替代进口。” 

  目前,哈汽所有汽轮机叶片都实现了自主设计开发,为制造新一代大容量超临界、超超临界汽轮机和百万千瓦等级核电汽轮机及各种等级的空冷汽轮机奠定了坚实的基础。 

  超超临界为节能减排献力 

  我国是产煤大国,也是耗煤大国。煤炭在我国不可再生能源的生产和消费比例中占75%%,这一比重在相当长时间内不会改变。这就决定了我国在相当长时间内都会以煤作为电力生产的主要能源。目前,煤炭的转化利用率低,燃煤废气已成为环境污染的罪魁祸首之一。电力工业作为国民经济的基础产业面临着环境和发展两大挑战。 

  如何才能完善汽轮机设计,使消耗同量煤炭的情况下产生最大的效率,为国家节约更多的资源?这成为哈汽人奋斗的目标。 

  据哈汽主抓超超临界的副总工程师、研究院副院长吕智强(1973年生,哈尔滨工业大学能源科学与工程学院博士)介绍,超临界、超超临界汽轮机组是在国家节能减排的号召下,经过科技人员的攻关而设计制造的新型汽轮机组。它具有热效率高、节约能源、节约用水和减少污染排放、经济效益好的优点,因此采用超临界参数机组,成为我国电力工业的发展方向。

  美国、欧盟、日本、韩国等超临界汽轮机发展迅速,已经取得了很好的效果。哈汽紧跟世界同行业发展步伐,认识到发展高参数、大容量的超超临界机组提高整机效益是世界各大发电设备制造商所追求的产品发展趋势。 

  2002年,哈汽与日本三菱公司合作,拿到了华能沁北电厂两台超临界60万千瓦机组的设计制造合同。经双方共同努力,国产首台60万千瓦超临界汽轮机组于2004年9月30日,带负荷一次并网成功,不仅填补了我国发电制造业在该领域的空白,同时还为实现超临界、超超临界大型机组国产化,探索出一条“以我为主、联合研制”的新路。 

  对此,杨其国非常谦虚:“站在巨人的肩膀上,使我们看得更远。” 

  随着沁北电厂等数十座电厂的相继投产,使哈汽在国内大型超临界汽轮机的设计制造能力遥遥领先。以此为契机,哈汽又先后推出了两缸60万千瓦至68万千瓦超超临界汽轮机,并囊获了目前国内8台60万千瓦超超临界汽轮机的全部订单,市场占有率高达100%%。 

  今年,哈汽制造的国产首台60万千瓦超超临界汽轮机已经在华能营口发电厂双投成功。哈汽设计制造的首台100万千瓦超超临界汽轮机也于12月4日在国电泰州发电厂顺利投产,这也是国内首台真正意义的百万等级超超临界汽轮机,最大负荷达106.4万千瓦。哈汽毫无质疑地成为目前国内大型超临界、超超临界汽轮机品种最全、性能最好的制造企业。 

  核电汽轮机引领未来 

  进入21世纪后,我国能源短缺问题日渐突出。2020年以后,我国可用的水电厂址将越来越少,加上煤电对环境的压力也越来越大,根据能源安全和环境安全的要求,发展核电是必由之路。 

  在诸多电气企业中,谁在核电技术上领先,谁就会在未来市场上赢得商机。因此,核电技术是近年来电气企业竞争的焦点。 

  杨其国认为,大型核电汽轮机设计和制造国产化是自主创新的必然要求。国产化不但能大幅降低常规岛成本,而且能带动相关产业快速发展。所以,要坚持技术引进与自主设计相结合,加快制造自主化进程。 

  1992年,哈汽与美国西屋电气公司联合承担了为秦山核电二期国产研制两台65万千瓦核电汽轮机的设计制造任务。在这次研发制造过程中,哈汽通过技术创新创下了大功率核电汽轮机国产化比例最高记录。 

  秦山二期核电汽轮机首台机组与1999年9月厂内一次盘车成功,并于2002年4月进入商业运行。由于秦山核电二期两台65万千瓦核电汽轮机的优异表现,哈汽公司再获使命,赢得秦山二期扩建工程常规岛两台65万千瓦核电汽轮机的制造合同。目前,这一国产化率达100%%的核电汽轮机正在哈汽精心制造,预计2008年交付使用。 

  “十五”期间,国家把核电发展和建设作为一项重点内容列入国家发展规划中。据此,哈汽开展了百万等级核电汽轮机关键技术研究,相继完成了全转速和半转速汽轮机的设计方案;全转速和半转速汽轮机的加工制造和质量保证;1200毫米超长叶片的研制;沸水堆汽轮机和压水堆汽轮机在设计、工艺、材料等方面的补充研究课题,并完成了100万千瓦全转速核电汽轮机的方案设计。 

  有容乃大。 

  深厚的积淀,为哈汽在大型核电汽轮机制造领域积累了经验,储备了技术。 

  65万千瓦核电汽轮机的研制成功,表明我国自主研制大型压水堆核电站汽轮机的能力大幅度提高,同时通过该机的设计制造,哈汽形成了一套完整的核电质保体系,为设计制造百万千瓦等级核电汽轮机奠定了基础。 

  2007年9月,世界首座第三代核电站――浙江三门核电站项目开标。哈汽肩负起民族的重任,赢得了常规岛两台125万千瓦核电汽轮机的设计制造合同,再次站在国内核电汽轮机制造业的至高点。 

  搭建创新大平台 

  工欲善其事,必先利其器。 

  哈汽在加快步伐向世界市场迈进的同时,一直坚信人才是创新的源泉,并一直把人才的培养和引进放在整个事业的最高位置。 

  2007年8月28日,中国首个汽轮机研究院――哈尔滨汽轮机厂有限责任公司研究院成立。 

  该院依托哈汽,通过与哈工大、哈尔滨工程大学等国内一流重点大学组建联合研究室,形成企校院联手的产学研格局,开发立足学科前沿、符合国家产业政策发展方向、符合企业生产实际的项目,加快提升汽轮机制造企业的自主创新能力。 

  汽轮机研究院坐落在哈汽公司内部,是哈汽唯一一座高层建筑。正是在这个高层建筑里,科技精英们解决了一个个高难度的设计问题,为哈汽在世界范围内走在前列,给予了智力支持。 

  科技为骨,文化为魂。雄厚的技术实力和深邃悠远的企业文化,使哈汽形成了一个很好的国际化发展体系,实现开发、设计、加工、制造完全自主化。以科技领航,哈汽开始全面实施国际化发展战略,通过科技打造哈汽品牌,以技术领先的优势大踏步地向国际挺进。 

  “打造哈汽品牌,加速国际化进程。”在这一理念指引下,今年,哈汽董事长杨其国、党委书记曲爱民等公司领导审时度势,在紧抓住国内市场的同时,带领哈汽积极开拓国际市场。成功拓展了东南亚市场,先后赢得印尼、印度、越南、斯里兰卡、马来西亚等国家的重要电建项目,同时新开发的60赫兹30万千瓦等级汽轮机首次打入南美洲,先后赢得巴西坎迪奥塔和巴卡伦纳两个大项目,打开了通往欧美市场的大门。 

  如今,哈汽不仅独揽了国家批准的两个百万千瓦等级超超临界直接空冷汽轮机项目,并已经完成了前期准备工作。2009年底,这台世界首创的超大型高参数直接空冷汽轮机将再次被载入中国发电装备的史册。 

  总结多年来哈汽立于不败之地的秘诀,杨其国用一句话进行了概括:“瞄准和跟踪世界最新科技成果,通过技术引进、自主研制、合作开发等多种途径,形成具有哈汽特色并具有自主知识产权的核心技术,在广泛的市场领域形成科技竞争优势。” 

  有投入才有回报,有创新才有出路。哈汽在增强自主创新能力方面的投入也是惊人的。2006年,哈汽研发投入达8800万元,相当于全年生产利润的15%%,2007年这一记录再次被刷新。正是这样的大手笔,才让哈汽成为名符其实的创新型企业。 

  哈汽几代科技人员的创新积淀,造就了哈汽如今的行业霸主地位,也让哈汽豪情满怀地喊出了“哈汽创造”的梦想。人们有理由相信,承载着这一美好梦想的新一代哈汽人,定会让哈汽在国内外发电设备的大舞台上长袖善舞、绽放光芒。  

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