可再生能源正在全面挑戰(zhàn)傳統(tǒng)能源的產(chǎn)出方式，比如2016年光伏上網(wǎng)價格和風(fēng)電電價均已出臺下調(diào)方案。雖然趨勢如此，但國家能源局近年來的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,發(fā)電量的七成仍源自火電發(fā)電，包括水、風(fēng)、核電、太陽能等新能源并未對傳統(tǒng)能源形成強勢沖擊。

　　可是,目前國內(nèi)電力市場已日趨飽和，在國家扶持新能源的政策下，火力發(fā)電等傳統(tǒng)發(fā)電形式“上大壓小”，采用大功率設(shè)備已成為電力行業(yè)的共識。

　　“大”帶來的挑戰(zhàn)

　　作為我國制造大型電力設(shè)備的主力廠商，上海電氣電站設(shè)備有限公司發(fā)電機廠(SEPC)隸屬于上海電氣集團(tuán)股份有限公司電站集團(tuán)，是與德國西門子公司合資的企業(yè)，主要從事火電、核電、燃機領(lǐng)域的大型發(fā)電機成套產(chǎn)品的研發(fā)和制造。

　　從2004年開始，上海發(fā)電機廠火力發(fā)電機組的生產(chǎn)、銷售，以及訂單數(shù)量連續(xù)保持世界第一。近幾年公司1000MW等級水氫冷機組每年的訂單量基本穩(wěn)定在9000MW～13000MW范圍內(nèi)，國內(nèi)市場占有率約80%，600MW等級水氫冷機組年訂單量穩(wěn)定在6000MW～9000MW，國內(nèi)市場占有率約60%，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷多個國家。

　　我國現(xiàn)有的300MW、600MW、1000MW水氫冷汽輪發(fā)電機效率、年運行小時等參數(shù)均已達(dá)到國際先進(jìn)水平，近年國家規(guī)定國內(nèi)能生產(chǎn)的亞臨界600MW及以下容量機組一般不再進(jìn)口，這加快了對我國電站建設(shè)制造業(yè)的發(fā)展。電站制造業(yè)是國家重要的基礎(chǔ)工業(yè)之一，法國、德國、日本、俄羅斯、美國的大型核電站、火電站的絕大部分機組都是本國制造的。

　　隨著“上大壓小”政策的實施，SEPC目前已經(jīng)形成完善的空冷50MW～200MW等級、雙水內(nèi)水冷60MW～340MW等級、水氫冷200～1000MW等級等系列產(chǎn)品，在超超臨界1000MW級火電、核電及燃?xì)廨啺l(fā)電機等重大項目上實現(xiàn)了歷史性突破，目前正在研發(fā)國際上最大容量的1800MW級核電發(fā)電機、1200MW級火電發(fā)電機等產(chǎn)品，以形成新的發(fā)電機核心技術(shù)，不斷提高企業(yè)核心競爭力。走進(jìn)SEPC的廠房，可看到：主廠房長312米，寬36米，高34米，吊重能力可達(dá)500噸，具備了可加工目前世界上最大容量——1800MW四極核電發(fā)電機和年產(chǎn)量3000萬千瓦的生產(chǎn)能力。

　　隨著等級的提升，發(fā)電設(shè)備尺寸也隨之加大，動輒上百噸、幾十米的大型設(shè)備給加工帶來的不僅僅是不便，加工難度也隨之提升。

　　由于發(fā)電設(shè)備產(chǎn)品的特性，對設(shè)備的可靠性有著嚴(yán)格的要求。比如轉(zhuǎn)子是大型電力設(shè)備——發(fā)電機中的核心部件，其加工質(zhì)量的好壞影響了發(fā)電機的運行質(zhì)量。且轉(zhuǎn)子胚件尺寸大，成本不菲，供應(yīng)有限，雖加工要求高，但也必須加工零失誤率。

　　此外發(fā)電設(shè)備中其他一些典型關(guān)鍵零部件如轉(zhuǎn)子輪槽以及轉(zhuǎn)子嵌線鳩尾槽等的切削加工，由于被加工材料屬于耐熱高強度合金鋼、不銹鋼等難加工材料，切削量大、切削負(fù)荷重，對數(shù)控刀具的切削性能，諸如高溫紅硬性、彎曲剪切強度、抗磨損性、抗粘接性、摩擦系數(shù)等有很高的要求。

　　但難點正是關(guān)鍵點�？刂坪蜏p少二極轉(zhuǎn)子嵌線槽的切削變形，是提高轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)精度、保證發(fā)電機運行品質(zhì)的關(guān)鍵。一般來說嵌線槽在加工中發(fā)生變形，嵌線槽槽口變形量可達(dá)到0.5mm。要減小變形，必須選擇合適的切削力并減小降低殘余應(yīng)力。這不僅對工藝工程師和操作人員提出了高要求，其高精度復(fù)雜型面的切削對數(shù)控刀具本身的精度也提出了更高的要求。

　　難點重重

　　機加工是發(fā)電機組生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，發(fā)電機轉(zhuǎn)子、定子、機座等部件切削量很大，對機床和刀具要求都很高。汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)軸嵌線槽是采用專用可轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)子槽盤銑刀，在數(shù)控轉(zhuǎn)子槽銑床上加工而成。由于轉(zhuǎn)軸材質(zhì)為高強度合金鋼，切削槽深、銑刀直徑大、切削速快，對刀具綜合性能要求很高。

　　以轉(zhuǎn)子加工為例，鍛造出的原材料工件首先要經(jīng)過車削，然后是銑削加工。銑削分粗銑和精銑，每個工序分兩步走。“銑槽必須要分段，因為牽扯到轉(zhuǎn)子的動平衡。”這是每個工藝操作人員都所熟稔的。

　　轉(zhuǎn)子本體外圓有一圈軸向方向的嵌線槽，業(yè)內(nèi)也稱之為轉(zhuǎn)子縱樹型輪槽，有時每個轉(zhuǎn)子的嵌線槽會多達(dá)30多條。發(fā)電機轉(zhuǎn)子槽形整體加工要求較高：整槽寬度公差要求≤0.2mm、等分度要求≤0.02°、粗糙度要求≤Ra3.2，其次工藝要求的加工效率要高，需要兼顧機床加工性能及刀具切削性能。

　　要提高產(chǎn)品的性能一般有兩種途徑，一是加大資金投資購買設(shè)備，或者求助外協(xié);還有一種辦法就是對刀具切削工藝進(jìn)行改進(jìn)——這是最直接的手段，如果刀具的切削效率能夠提高一倍，就相當(dāng)于增加了一臺機床，它帶來的效果立竿見影，事半功倍。SEPC的轉(zhuǎn)子槽加工工序中大量使用了各種盤銑刀和鳩尾銑刀，所用刀具以德國瓦爾特公司提供的可轉(zhuǎn)位盤銑刀和可轉(zhuǎn)位鳩尾銑刀為主。