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上汽厂:传统工业企业的技术创新与管理变革
《华东科技》     发布时间:2021-05-10 13:26:10.0    

江川路街道是一块以机电工业基地为基础的大型社区,这里也我们俗称的“老闵行”,重工业曾是这里最为人所熟悉的名片。新中国成立后,著名的“四大金刚”企业上海电机厂、上海汽轮机厂、上海锅炉厂、上海重型机器厂落户于此,我国能源装备产业一系列奇迹先后在此诞生。

上海经济发展在进入新阶段后,形成了以开放经济、科技创新、消费、高端制造和生产性服务业为主的“五大新支柱”。电站设备作为高端装备制造的代表,进一步巩固提升了上海先进制造业基础地位,着力促进产业新旧动能转换的产业基石。

新型高效超超临界1000MW汽轮机的研制,是我国重点发展高端装备制造业的一个缩影。它所在汽轮机设计制造的电站装备制造业,关系到全国电力生产战略安全,是区域经济发展先进装备产业的典型代表。关于高效超超临界1000MW等级汽轮机项目,《华东科技》采访到了上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂(以下简称“上汽厂”)设计处的高级工程师朱斌。

上汽厂隶属于上海电气集团股份有限公司电站集团,主要从事透平产品的研发、制造和服务,涉及常规火电、核电、联合循环、工业透平等多个领域。高效超超临界1000MW等级汽轮机是一个系列产品,该产品存在许多创新点,其中的一个亮点则是“二次再热”技术。

“中国速度”使先进技术在国内“滋长”

“二次再热技术既不是一项新技术,又是一项新技术。”朱斌说到。

二次再热技术发展其实很早,上世纪50年代开始,美国就在研究和试验,但是限于当时的技术水平,最终以失败告终。后续丹麦、日本也对二次再热技术进行过探索,但由于参数比较低,经济效益均不理想。进入到21世纪,在资源价格上涨、环保要求越来越高的情况下,人们对于新技术的发展赋予了更多的想象。此时,伴随着超超临界发电技术快速发展,二次再热技术已今非昔比,变得十分具有竞争力了。

“我们现在这个项目中所指的‘二次再热’,与美、日等国在上世纪的试验有着本质区别的,它是建立在超超临界技术飞速发展的基础之上的,并且在全球范围内也并无先例。”

二次再热技术的在开发之初,上汽厂其实有两个选择:一是自主研发,另外就是与外方联合开发。由于该项目技术为全新开发的机组,开发成功即是全球首台,因此外方对联合开发也表达浓厚的兴趣,并进行了一些初步性的方案设计。

“其实在2007年的超超临界660MW汽轮机的开发中,我们一开始采用的就是外方联合设计,但是由于外方设计周期太长,严重不满足项目要求,在退无可退的情况下,我们最终决定自主设计研发,外方仅是以设计复核的角色参与项目开发,我们最终在激烈的市场竞争中取得了重要的领先优势。”朱斌谈到。

有了上次的经验,在这次面临类似的抉择时,上汽厂决策层果断决定选择自主开发。虽然也遇到了很多困难,但通过自主研发、产学研合作等多种方式,最终取得了佳绩。

利用了二次再热技术,使得发电净效率达到48.6%以上。(*净效率是集成所有先进技术的系统最优效率,工程运用根据边界条件各不相同。)与常规一次再热技术相比,其参数更高,主蒸汽压力达到31MPa(310公斤)以上;热力循环更加复杂,有更加完善的能源梯级利用。

由于采用二次再热技术,汽缸数量更多。包括发电机在内,轴系总长54米,相比一次再热机组增加15%;轴系总重371.7吨,相比一次再热机组增加9.8%。因此开发了长轴系单轴承支撑技术,攻克了54米长轴系多支点的轴系稳定性难题,经过实际运行检验,转子振幅值均优于国际A类标准。

根据全国火电600MW级以上机组能效指标的统计结果,我国1000MW超超临界机组的平均供电煤耗为286.24(g/kWh),采用二次再热超超临界机组,供电煤耗可以降到266.5(g/kWh)以下。按1000MW机组年运行5500小时计算,每年每台机可节约10.85万吨标准煤,可减少向大气排放27.8万吨二氧化碳(CO2)、0.87万吨二氧化硫(SO2)、0.43万吨氮氧化物(NOX),经济效益、社会效益可观。


技术协同也是创新的立足点

一直以来,上汽厂秉持着“技术领先、质量可靠”的理念,在“引进、吸收、创新”的方针下,不断消化吸收先进技术。更重要的是,公司还十分重视对技术人员的培养以及产学研方面的投入,鼓励和培养技术创新,培育了一批能够肩负重任的科研技术中坚力量。

“坦率的讲,当初我们引进是成功的,这是一个良好的基础,但更重要的是对新技术的持续发展和创新,逐步摆脱对外方的技术依赖,形成优秀的开发环境和氛围,为产品增强竞争力提供持续动力。”

上汽厂的产品面向的是各种涡轮机械动力设备应用场景,其中主要以大型火电汽轮机、燃气-蒸汽联合循环汽轮机和核电汽轮机为主。不同类型的机组能够满足能源市场的不同需求,对企业生产起到削峰填谷的作用。

能源与环境都是国计民生的大问题。

根据国际能源署(IEA)发布的数据看,我国2018年能源利用中煤炭仍超过60%,总量上也处于高位,煤炭、石油等化石燃料占比很大。所以,我们会注意到,在快速发展新能源、可再生能源的同时,还是需要采用化石燃料过渡比较长的一段时间。短时间内新能源完全取代化石燃料是不现实的。因此,发展高效超超临界发电技术是一项重要的任务,也肩负了我国能源发展的历史使命。

“这对于我们装备制造单位来讲,研发更高效、更环保的设备的责任就更加巨大了。我们现在和未来,都会体会到转型期的阵痛,但也会迎来历史发展的机遇。”朱斌也表示,“目前我们做的是把传统燃煤发电做好效率最好、排放最小。为了实现我国‘二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,力争2060年前实现碳中和’的目标任务,退煤电将是未来几年的趋势,这会对传统煤电相关行业带来了极大的挑战。汽轮机设备作为动力设备原动装置,也在不断地发展和更新迭代。有了上述技术储备,掌握了开发能力,中远期应用前景仍非常广阔。”

近年来上汽厂在研发投入平均占比达到6%,与多家高校、科研院所及各企业有相应的合作关系,对公司业务和研发能力的提升有积极贡献。其中与高校的占比更是达到了32%以上。公司一贯坚持以企业为主体,紧紧围绕国家能源发展战略,借助产学研多元合作平台,在引进技术的消化吸收、自主开发、实践应用的基础上开展研发工作。

“在产学研合作的方式上,我们已经从单向短期的一次性交易模式,推进到多方参与、多元组合、多种结构的长期合作联盟,努力实现产学研三方技术链、产业链和价值链的融合,致力于技术前沿和产业高端的技术创新,为公司重点产品开发提供了强力的支持。”朱斌继续说到,“在做强、做精内部技术实力的同时,我们也积极整合外部资源,先后与一些国内外高校、科研院所和外国公司建立了战略合作关系,一系列资源有机的串联有力推进了技术的进步与创新。在二次再热机组的研发过程中,我们也与各电力集团、设计院等一起组成科研攻关的联合体,在产学研转化不断摸索的过程中学到新的东西。”


技术创新与管理变革并行

无论管理创新,还是技术创新,其原动力都是人。

上汽厂一直着力培养高能力技术人才与优秀科技团队,在人才培养上注重系统化、梯队培养,指定有效的人力资源管理策略,引进急需人才、稳定关键人才、用好现有人才、培养优秀人才。加强对近年引进的高效毕业生培训和锻炼,特别是把他们放在设计、研究工作实践中磨练,让理论知识的优势转化为实际应用的强势。在集团“1+3+5”人才培养框架基础上,上汽厂还开展了形式多样、内容丰富的学术交流活动及讲座,开发了多样的人才培养模式。厂工会组织“双师结对”攻关项目,即工程师和技师结对攻关,旨在为技术人员和操作工人创造良好的学习交流氛围,既能让工程师更加清楚的认识产品的加工过程及难点重点,也能让操作技师将加工过程中碰到的问题和历年积累的加工经验,及时与工程师交流、沟通,相互学习补充,共同提高。

在科学技术和经济生产日益全球化的今天,随着竞争空前加剧,以及国际交流与合作的频繁,许多国家都希望在交流中寻求合作机会与伙伴以促进自身的发展。上汽厂技术发展十分重视国际国内交流与合作,通过“走出去,请进来”的方式,开阔科技人员的眼界,不断提升自主创新能力和技术水平,让我们的设计研发紧盯国际前沿,为实现“世界级工厂”奠定坚实的科研、技术基础。

一方面,鼓励科技人员“走出去”,在国内国际学术平台展示我们的技术研发成果,与各方面的专家学者一起探讨前沿技术。另一方面,我们多方拓展“请进来”,邀请国内外的学者、专家,走进工厂研讨汽轮机、燃气轮机技术发展,既为我们的科技人员打开了前所未有的广阔空间,同时寻求与国内外知名研究机构合作的机会,深化产学研的国际国内交流合作创造条件。

只有管理创新,才能收获技术创新的成果。

在如今这个注重科技创新和管理变革的并行与协同的时代,企业的自主创新活动涵盖科技创新和管理创新这两个并行而又互相协同的创新过程。国内外成功企业的实践证明,没有管理创新的支撑和保障,企业的技术创新活动很难获得成功。上汽厂也深刻认识到这两者的不可分割,进一步推动管理创新、制度创新,形成企业创新文化,从而自发形成各层级的自主创新原动力,提升企业核心竞争能力。

当然,企业的发展离不开良好的外部环境支持,政府的政策支持对企业有重大的指引、培育作用。“我们一直重视开源增效,积极争取各级政府的政策支持。近些年,公司每年可享受政府的各类资助、匹配、奖励、减免税、退税等几千万元,做好政策争取工作对企业发展具有重要的积极意义,有利于企业降低研发成本,提高市场竞争力,有利于企业补短板,增强发展力。”

对于企业未来的发展,朱斌也表示,上汽厂会一直秉持“打造成为具有竞争力的装备制造和系统集成的数字化平台型企业”的企业愿景,以“智能设计、智能制造、智能运维”为抓手,打造智慧透平产品,从“技术领先化、服务规模化、产品智能化、制造精益化”上逐渐向国际第一梯队迈进,实现“扎根上海制造,创新转型发展”战略。



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2021年11月刊

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