【文章內(nèi)容簡介】 中國一重的生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品等級(jí)在國內(nèi)排首位，產(chǎn)品制造設(shè)備配套齊全，但自動(dòng)化水平和設(shè)備的數(shù)控化程度較低。而國外同類企業(yè)基本上實(shí)現(xiàn)了煉鋼的自動(dòng)化、智能化、鍛造的精確化、熱處理的正確控制和機(jī)械加工的數(shù)控化，裝備水平差距較大。 大件運(yùn)輸條件 富拉爾基地處 黑龍江西部，產(chǎn)品外運(yùn)全靠陸路運(yùn)輸。廠區(qū)有鐵路 21 專用線與濱洲線連接；公路可經(jīng)碾北公路、 301 國道和京哈高速通向關(guān)內(nèi)，可將產(chǎn)品運(yùn)到全國各地。 隨著經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的發(fā)展，重型機(jī)械產(chǎn)品的外形尺寸和重量越來越大，超過鐵路、公路運(yùn)輸極限的大件越來越多。鐵路運(yùn)輸因雙軌鐵路兩軌道中心線 4m，電氣化鐵路的軌面以上高度限于 ，因此鐵路運(yùn)輸限于 4m 以下；公路由于立交橋、收費(fèi)站和公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的限制，大件尺寸寬度限于 6m 以下，高度限于從路面起 5m 以內(nèi)，超過上述尺寸，無法從富拉爾基運(yùn)出，大件運(yùn)輸受限已經(jīng)開始制約重大裝備的發(fā)展，并有越 來越嚴(yán)重的趨勢。 三峽機(jī)組的上冠直徑 ，下環(huán)直徑 ；今后溪洛渡、向家壩 700MW 機(jī)組的上冠和下環(huán)的直徑也在 8m 以上，按目前狀況，都超過陸路運(yùn)輸極限。對(duì)三峽大件來講，公路運(yùn)輸受限主要是上冠和下環(huán)超寬，造成超寬的主要原因是收費(fèi)站口通過寬度不夠。對(duì)此，我們建議將收費(fèi)站的收費(fèi)亭做成可移動(dòng)式，在大件通過時(shí)移開，通過后再移回。或者在收費(fèi)站旁，修一便道，繞過收費(fèi)口，平時(shí)關(guān)閉，大件通過時(shí)開放，通過后再關(guān)閉，以此解決大件運(yùn)輸?shù)碾y點(diǎn)。 目前國務(wù)院 三峽辦協(xié)商 國務(wù)院東北辦， 由東北辦協(xié)調(diào) 遼、吉、黑三省交通部門， 解決 東北三省大件運(yùn)輸存在的問題， 使 中國 一重 、 哈動(dòng)力集團(tuán) 等企業(yè) 的大件能順利運(yùn) 達(dá)出?？?。 由此，中國一重生產(chǎn)的大型鑄鍛件在不 遠(yuǎn) 的將來可通過陸路運(yùn)輸?shù)竭_(dá)出海口。 22 3 需求預(yù)測和建設(shè)規(guī)模 市場需求預(yù)測 技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r及趨勢 水輪發(fā)電機(jī)組按其運(yùn)行水頭及運(yùn)行放式分為：混流式、軸流式、貫流式 、 沖擊式及抽水蓄能機(jī) 型 。 高水頭混流式水輪機(jī)是當(dāng)前較為先進(jìn)的水輪機(jī)， 其 以 機(jī)組尺寸小、重量輕、轉(zhuǎn)速高、水力效率高 、 適合多泥沙河流電站開發(fā)使用 等優(yōu)點(diǎn)， 在轉(zhuǎn)速、容量和水頭相匹配的情況下， 得到廣泛使用 。 由于 水輪機(jī) 水力效率的提高，使得 水電站 機(jī)電設(shè)備和廠房 土建的成本 降 低，給投資者帶來更大的回報(bào) ，故其應(yīng)用前景廣闊 。 國內(nèi) 通過三峽機(jī)組（ 700MW、轉(zhuǎn)輪直徑 Φ ） 的開發(fā)研制 ，通過 引進(jìn)技術(shù) 及 消化吸收并創(chuàng)新，國內(nèi) 700MW 水輪機(jī) 設(shè)計(jì)制造水平已達(dá)國際先進(jìn)水平。 抽水蓄能發(fā)電 是一種綠色環(huán)保、資源 可 再生的水力發(fā)電技術(shù)。 大型抽水蓄能機(jī)組以其獨(dú)有的調(diào)峰填谷特性，有效 的 改進(jìn)電力系統(tǒng)地能源結(jié)構(gòu)和保證電網(wǎng)供電質(zhì)量， 給新能源的開發(fā)利用注入了新活力，具有廣闊 地 發(fā)展前景 。 國內(nèi) 大型 抽水 蓄能機(jī)組的開發(fā)研制起步較晚，與國際先進(jìn)技術(shù)差距較大。 依據(jù)電力工業(yè)“十一五”規(guī)劃， 我國水電設(shè)備制造業(yè)今后 一段時(shí)間發(fā)展的重點(diǎn)是在大型抽水蓄能機(jī)組和大型混流式機(jī)組。 而作為大型水電機(jī)組的重要配套件－大型鑄 鍛 件，其技術(shù)發(fā)展路線 是向大尺寸、 23 高參數(shù)方向發(fā)展。 隨著 混流式 機(jī)組 容量增大， 設(shè)備 尺寸加大，對(duì)參數(shù)的要求越來越高， 其 運(yùn)行范圍越來越大 ， 所 配套的 大型鑄鍛件的制造難度 加大 ， 技術(shù)要求 提高， 對(duì) 產(chǎn)品質(zhì)量、交貨狀態(tài)、交貨周期等 提 出更高要求 ，由此 給大型鑄鍛件制造企業(yè)在冶煉、 鑄造、鍛造、熱處理、機(jī)加工等 方面 生產(chǎn)制造工藝提出新的 更高的要求 。 例如： 機(jī)組的心臟－轉(zhuǎn)輪要求全部采用抗空蝕、抗磨損并有良好焊接性能，含鎳量不小于 4％、含鉻量不小于 13％ 、 含鉬量不小于%、 含碳量低于 ％ （最好低于 %） 的低碳不銹鋼材料制造 ；在 煉鋼工藝 方面 提出 更 高的要求，必須采取先進(jìn)的 VOD 或 AOD 技術(shù)，冶煉出高質(zhì)量、純凈的 低碳不銹鋼 鋼水，才能滿足 大型高水頭混流式機(jī)組對(duì)鑄件的 質(zhì)量 要求 。 鑄 鋼 件 制造技術(shù)發(fā)展方向 ⑴ 計(jì)算機(jī)鑄造過程模擬技術(shù)研究與應(yīng)用。 ⑵ 造型材料實(shí)驗(yàn)研究。 ⑶ 鑄造工藝研究。 ⑷ 鑄件熱處理變形規(guī)律及變形量研究。 ⑸ 葉片線形檢測數(shù)據(jù)處理軟件研究。 ⑹ 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)研究 。 ⑺ 大型不銹鋼轉(zhuǎn)輪打磨工具與打磨技術(shù)研究。 ⑻ 大型抽水蓄能 機(jī)組水輪機(jī)組轉(zhuǎn)輪整鑄工藝研究。 鍛 鋼 件 制造技術(shù)發(fā)展方向 ⑴ 材料最佳化學(xué)成分匹配研究。 24 ⑵ 高純凈度大型鋼錠 的 研制。 ⑶ 內(nèi)發(fā)蘭鍛件工藝研究。 ⑷ 筒體成形工藝研究。 ⑸ 熱處理工藝研究。 ⑹ 主軸焊接工藝研究。 ⑺ 階梯大孔徑軸機(jī)械加工工藝研究 。 國內(nèi)水電發(fā)展的現(xiàn)狀和前景 我國是 能源生產(chǎn)和消費(fèi) 大國，在 一次能源消費(fèi)中以煤炭為主， 其比重高達(dá) 2/3 以上，這種過度依賴煤炭的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，已造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題，是不可持續(xù)的能源消費(fèi)方式。 但我國 以煤、油為燃料發(fā)電為主的電能格局在今后相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)不會(huì)發(fā)生根本性的變化 ，但是利用多種資源發(fā)電， 改變火力發(fā)電結(jié)構(gòu)的單一局面，形成火、水、核、風(fēng)四電并舉、多種資源齊發(fā)的電源結(jié)構(gòu)的新格局，已經(jīng)成為我國電力工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。 水電 作為 一種可再生、無污染、運(yùn)行費(fèi)用低，便于進(jìn)行電力調(diào)峰的清潔能源 ， 已成為 我 國優(yōu)先開發(fā) 的能 源。 我國是水力資源極其豐富的國家， 水力資源占國內(nèi) 常規(guī)能源資源剩余可采儲(chǔ)量的 40%左右，是中國重要的能源資源。 但是，與發(fā)達(dá)國家相比，我國的水力資源開發(fā)利用程度并不高。大大低于發(fā)達(dá)國家50－ 70％的開發(fā)利用水平。因此，在一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，我國水力資源開發(fā)潛力巨大。 為優(yōu)化電 源結(jié)構(gòu)，積極 開發(fā) 可再生能源， 我國 對(duì)現(xiàn)有 電力能源結(jié)構(gòu)調(diào)整十分明顯，依照 十一五 計(jì)劃， 首先是大力開發(fā)水電，重點(diǎn)開 25 發(fā)黃河上游、長江中上游及其支流、紅水河、瀾滄江中下游和烏江等流域 梯級(jí)電站開發(fā)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國在今后十年至十五年內(nèi)陸續(xù)建設(shè) 700MW 以上大型水電站十幾座，這些電站的特點(diǎn)是水頭高，容量大，采用混流式機(jī)組。 據(jù) 國務(wù)院批準(zhǔn)的《長江流域綜合利用規(guī)劃簡要報(bào)告》表明，以溪洛渡建設(shè)為開端，金沙江中下游將規(guī)劃興建梯級(jí)電站 12 座，裝機(jī)總?cè)萘繛?5858 萬千瓦，年發(fā)電量為 2632 億千瓦時(shí)。 表 3－ 1 近幾年將 開發(fā)的大型混流式電站 電站名稱 裝機(jī)容量（ MW） 電站地點(diǎn) 小灣電站 4200 （ 700x6） 云南風(fēng)慶 拉西瓦電站 4200 （ 700x6） 青海貴德 錦屏 1 級(jí)電站 3600 （ 600x6） 四川 錦屏 2 級(jí)電站 3300 （ 550x6） 四川 向家壩電站 4200 （ 700x6） 四川 構(gòu)皮灘電站 3000 （ 600x5） 貴州余慶 溪洛渡電站 12600 （ 700x18） 四川、云南 瀑布溝電站 3300 （ 550x6） 四川 龍灘電站 4900 （ 700x7） 廣西 天峨 隨著國內(nèi)電網(wǎng)的發(fā)展和系統(tǒng)電能機(jī)構(gòu)的變化，為充分利用能源及保障供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，大型抽水蓄能機(jī)組以其獨(dú)有的調(diào)峰填谷特性 、 有效地改進(jìn)電力系統(tǒng)地能源結(jié)構(gòu)和提供供電質(zhì)量，日益受到重視。 自潘家口、廣蓄、十三陵、天荒坪等大型抽水蓄能電站投入運(yùn)行，抽水蓄能機(jī)組地優(yōu)越性和合理性已顯露出來， 抽水蓄能電站地建設(shè)和發(fā)展已形成較強(qiáng)地勢頭。 并以 200～300 MW、水頭 300～ 500m 的大型抽水蓄能機(jī)組為主。 26 表 3－ 2 我國已立項(xiàng)和規(guī)劃中地大型抽水蓄能電站 序號(hào) 水頭段 電站名稱 水 頭（米） 裝機(jī)容量（ MW） 電站地點(diǎn) 備 注 1 100 瑯琊山 146 4*150 安徽 機(jī)組奧地利提供 2 200 白連山 200 2*300 湖北 已批項(xiàng)目建議書 3 響水澗 218 4*250 安徽 4 龍涓 230 650 華東 5 桐柏 236 4*300 浙江 機(jī)組奧地利提供 6 社上 250 20xx 華東 7 烏龍山 274 2/3*200 浙江 8 三間房 297 3*300 黑龍江 9 300 蒲石河 330 4*300 遼寧 10 馬跳 345 400 華東 11 張河彎 346 4*250 河北 已批項(xiàng)目建議書 12 海陽 348 1000 山東 13 400 板橋峪 401 4*250 北京 14 朝天洋 410 500 華東 15 銅官山 413 1000 江蘇 16 青石嶺 427 2500 遼寧 17 羅源 439 1100 華東 18 荒溝 451 4*300 黑龍江 19 豐寧 455 120/2400 河 北 20 宜興 484 4*250 江蘇 已批項(xiàng)目建議書 21 象山 485 600 浙江 22 500 天池 500 600 新疆 23 文登 503 1400 山東 24 呼和浩特 513 4*300 內(nèi)蒙 25 西苑 520 2150 華東 26 27 洪屏 543 120/2400 江西 寶泉 552 4*300 河南 已批項(xiàng)目建議書 28 寧德 560 1450 華東 29 惠州 566 8*300 廣東 已批項(xiàng)目建議書 30 遙橋峪 578 4/8*300 北京 31 600 潭頭 610 1200 華東 32 青島 630 1400 山東 33 梧桐 655 1070 華東 34 西龍池 698 4*300 山西 已批項(xiàng)目建議書 35 700 五常 708 20xx 黑龍江 36 福壽山 739 3000 湖南 27 按照中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)和中國動(dòng)力工程學(xué)會(huì)提出的《中國發(fā)電設(shè)備 20xx～ 2020 年發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)》及中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì) 提出的《“十一五”重大技術(shù)裝備規(guī)劃建議》。在 “十一五”期間，水電將新增裝機(jī) 420xx MW，平均每年新增裝機(jī)約 8000 MW，大型抽水蓄能機(jī)組（ 200～ 300MW）按年增 7～ 8 臺(tái)，大型混流式機(jī)組（ 600～ 700 MW）按年增 6～ 7 臺(tái)計(jì)算，這兩種機(jī)型就占水電新增總?cè)萘康?80％以上。 而作為水電設(shè)備重要的配套 件 －大型鑄鍛件 ,其市場容量很大，經(jīng)濟(jì)效益明顯 。 以三峽 700MW 水輪機(jī)為例，一個(gè)五年計(jì)劃，大型混流式機(jī)組 35 臺(tái)，每臺(tái)需配套的鑄件 ～ 500t，鍛件 ～ 250t； 200～ 300MW大型抽水蓄能機(jī)組 40 臺(tái)，每臺(tái)需配套 的鑄件 200t，鍛件 100t，年需大型鍛件 12750t、大型鑄件 25500t。 建設(shè)規(guī)模 產(chǎn)品介紹 高水頭混流式水輪機(jī)是當(dāng)前較為先進(jìn)的水輪機(jī)設(shè)備， 以 機(jī)組尺寸小、重量輕、轉(zhuǎn)速高、水力效率高 、 適合多泥沙河流電站開發(fā)使用等優(yōu)點(diǎn)，備受青睞 。 三峽左岸 14 臺(tái)機(jī)組（ 700MW、轉(zhuǎn)輪直徑 Φ ）已成功投入運(yùn)行， 總裝機(jī)容量達(dá)到了 9800 MW， 取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 右岸電站預(yù)計(jì)在 20xx－ 20xx 年完成全部 12 臺(tái)機(jī)組的安裝。 三峽工程是我國引進(jìn) 700MW 大型混流機(jī)組的 依托 工程， 以市場換技術(shù)，采用技貿(mào)結(jié)合 、技術(shù)轉(zhuǎn)讓的方式，通過合作設(shè)計(jì)、合作制造，使國內(nèi)在 700MW 大型混流機(jī)組 設(shè)計(jì)制造水平達(dá)到國際先進(jìn)水平。 所 28 以我國在今后較長一段時(shí)間，新建 溪洛渡、向家壩 、 烏東德、白鶴灘等水電站，將以三峽機(jī)組為模型進(jìn)行建造。 大型混流機(jī)組所配套的大型鑄鍛件主要有： 上冠、下環(huán)、葉片、發(fā)電機(jī)主軸、水輪機(jī)主軸、推力 頭、鏡板等。 產(chǎn)品 技術(shù)參數(shù)要求見表 33。 大型鑄件 葉片、上冠、下環(huán) 、 、推力頭 為大型低碳不銹鋼鑄鋼件，材料為：ZG0Cr13Ni4Mo，其化學(xué)成分、機(jī)械性能見表 3 35。 表 3－ 4 化學(xué)成分（％ ） 元素 C Si Mn P S Cr Ni Mo Al 含量 ≤ ≤ ～ ≤ ≤ ～ ～ ～ ≤ 表 3－ 5 機(jī)械性能 力 學(xué) 性 能 σ s MPa σ b MPa δ 4 % Akv(0℃ ) J 三個(gè)平均值 最小值 ≥ 550 750～ 930 ≥ 15 ≥ 32 注：試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)按 ASTM A370 大型 鍛件 水輪機(jī)主軸、發(fā)電機(jī)主軸、鏡板為大型鍛件。 水輪機(jī)主 軸 、發(fā)電機(jī)主軸 為 鍛 焊結(jié)構(gòu)，分段 制造 ，采用窄間隙埋弧自動(dòng)焊接成整軸。 其化學(xué)成分、機(jī)械性能及技術(shù)參數(shù)的要