因制造出新中國第一臺發電鍋爐而聞名;三次引進國外技術,又靠過硬產品率先實現“走出去”。它就是業內大名鼎鼎的上海鍋爐廠。
上海鍋爐廠老照片
電焊工人趙黎明入廠時,正好趕上第二次技術引進,那是上世紀80年代。如今,他已經是上海鍋爐廠的焊接專家、鍋爐工匠,被評為全國勞模。
趙黎明回憶,上海鍋爐廠第一次技術引進是在上世紀50年代,那時,在捷克鍋爐專家的幫助下,上海鍋爐廠設計制造了我國第一臺40t/h電站鍋爐,安裝在安徽淮南田家庵電廠,中國第一臺電站鍋爐的誕生,終結了中國不會制造鍋爐的歷史。
到了80年代,我國電力工業的發展需要更加先進的大型火電機組,從國外引進先進鍋爐制造技術提上了議事日程,當時,“掀起了一場全國范圍內的技術引進浪潮”。
鍋爐制造技術引進型號分為300MW和600MW發電容量兩種,根據國家部署,由上海鍋爐廠引進的是300MW等級鍋爐。時任副廠長的史習仁帶隊前往美國、日本等國進行了考察,經過貨比三家和艱難地談判,最后選中了美國CE公司(美國燃燒工程公司)。CE公司向上海鍋爐廠提供設計、制造亞臨界輔助循環專利和專有技術,并負責培養技術人才。
趙黎明記得,第一次技術引進時,鍋爐用的焊接材料還是碳鋼,到了第二次技術引進,焊接材料就變成了合金鋼。隨著技術不斷突破,“材料要求越來越高,焊接難度和壓力也就越大”。
上海鍋爐廠工人在進行焊接
“鍋爐在車間做不出來,設計得再好也是白紙一張。”趙黎明說。隨著新裝備不斷投入使用,爐內構造也愈發復雜,螺旋狀、不規則,焊口有時在縫隙,有時甚至在背面。在小口徑焊接上,當時的標準是允許2毫米的焊高誤差,趙黎明給自己定在1毫米以內。以美國CE公司技術為基礎,以300MW等級電站鍋爐作為主導產品,上海鍋爐廠成功開發出直流爐、控制循環爐和自然循環爐三種爐型,滿足用戶不同需要。
在1980年至1992年間,我國電力工業以每年大于10%的速度增長,上海鍋爐廠共生產電站鍋爐592臺,裝機容量達2569.55萬千瓦,約占全國國產發電鍋爐總量的三分之一。
如果說自1953年開始從捷克引進技術和培養人才,至1960年設計制造出國內第一臺220t/h高溫高壓直流鍋爐,是上海鍋爐廠的第一次技術飛躍,那么,從1981年至1988年,引進美國技術,制造出300MW鍋爐,可謂是上海鍋爐廠科學技術的第二次飛躍。
進入21世紀后,電站鍋爐不斷升級換代,上海鍋爐廠決定引進美國阿爾斯通公司超臨界鍋爐技術。
上海鍋爐廠技術部常務副部長諸育楓解釋,鍋爐行業中所謂的“臨界”,指的是水的氣、液兩相平衡共存的極限熱力狀態,水的壓力臨界點在22兆帕左右。壓力越低,發電效率則會降低。第二次技術引進時國際主流的技術水平在17-18兆帕左右,稱為“亞臨界”,到了21世紀,國際上開始發展超臨界火電鍋爐機組,發電效率的提高,則意味著用更少的煤發更多的電。
諸育楓回憶起一個細節:引進1000MW超臨界塔式鍋爐制造技術時,國外專家只對上海鍋爐廠轉讓了適合于燃燒煙煤的鍋爐技術,但是“高水分褐煤燃燒技術”被國外視為核心技術,擔心中國搶占市場,不提供轉讓。但是,在歐洲主要燃燒的煤就是褐煤,如果不掌握這種技術,開拓國外市場無異于“天方夜譚”。
遭遇國外“卡脖子”,諸育楓帶領團隊自己上。沒有可借鑒的方案,諸育楓只能翻閱無數資料,不分晝夜計算分析、不厭其煩地現場調研,終于靠自己的本事研制出了高水分褐煤燃燒鍋爐技術,近年來,借助“一帶一路”的東風,該項技術已經在巴基斯坦實現落地,目前鍋爐安裝早已過半。
上海鍋爐廠工人在車間內工作
2015年9月,由諸育楓帶領團隊設計的國電泰州電廠百萬等級二次再熱塔式鍋爐正式投入運行,這臺鍋爐由上鍋自主設計制造,這是上鍋首次將二次再熱技術運用到超超臨界1000MW鍋爐,立下了高效率高參數鍋爐的又一個里程碑。
在首臺1000MW超超臨界鍋爐的制造過程中,鍋爐材料采用了多種合金元素,尤其是增加了一定量的“鎢”,對焊接帶來了相當的難度,增加了產生裂紋的概率。
趙黎明與有關專家進行探討,“使用替代性強的材料試試,行不行?”經過一系列的技術攻關和調整,在第二臺1000MW超超臨界鍋爐上應用后,效果十分理想,焊縫合格率達到了百分之百。而且第二臺產品的生產周期、質量等指標都明顯向好。
從“超臨界”到“超超臨界”,從“一次再熱”到“二次再熱”,上海鍋爐廠不斷突破。如今,上海鍋爐廠又在二次再熱技術上實現新的突破。
上海鍋爐廠工人在車間內工作
“要實現二次再熱,達到溫度要求是一個比較難的問題。”諸育楓表示,如何突破解決二次再熱鍋爐技術難題是關鍵。上海鍋爐廠技術條線通過總結國內外鍋爐設計、制造、運行中成功和失敗的經驗教訓,對各種可能影響鍋爐性能指標和安全可靠性運行的因素逐項分析,提出分析結果和完善優化措施;工藝條線采用成熟、可靠的工藝方法、選用適宜的工藝裝備配置,確保工地現場安裝正確性。目前,國內大型火電鍋爐均以二次再熱機組為主,“這是目前最節能的機組的代表。”諸育楓說,每提升鍋爐1攝氏度的出口溫度,就意味著節省1千焦的熱耗。截至目前,國內共有50臺左右大型二次再熱火電鍋爐訂單,其中上海鍋爐廠已經接近一半。
上海鍋爐廠黨委副書記孫宇表示,上海鍋爐廠已經從裝備制造為主,轉變為提供成套技術解決方案為主要發展方向,市場戰略從國內發展成為“國內+海外”市場。
欄目主編:劉錕 文字編輯:俱鶴飛 題圖來源:受訪者供圖
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