■ 许继电气股份有限公司党委书记、总经理 任志航
翻开中国直流输电发展的卷轴,许继换流阀的身影频频出现,浓墨渲染着中国电力输送的科技画面:成功中标第一条以中方为主建设的贵广Ⅱ回工程,先后为30多条高压、特高压工程和柔性直流输电工程提供核心装备,直流输电技术创造多项世界第一,先后获得国家科技进步特等奖和一等奖、中国工业大奖、中国质量奖提名等。荣誉不断加载,技术不断向前,作为核心设备换流阀制造商的许继集团,伴随中国直流输电的发展,从未停下技术创新的脚步。
从“无”到“有”的换流阀技术开拓者
1986年,许继集团开始承担国家直流输电技术研究和直流设备研制任务,引进直流核心技术,开始进行成套设备研发;2005年,许继承接了第一个国产化项目,成功研制出500千伏光控换流阀设备,填补了国内空白。这看似简单又快速的发展过程,背后却饱含太多许继人夜以继日的艰辛。
阀控 (VCE)及晶闸管控制单元(TCE)是特高压直流换流阀的核心部件,如果说换流阀是特高压直流输电系统的心脏,阀控及TCE则是心脏的神经中枢。阀控及TCE技术早期被ABB、西门子等少数国外企业垄断且对外技术封锁,对国内成套厂家来说就是一个 “黑盒子”,这给早期的直流工程运维及故障分析带来极大的困难。许继研发团队深刻认识到自主研发阀控及TCE的必要性与紧迫性,痛下决心,一定要研制成功中国自己的阀控及TCE。当时,国内对阀控及TCE认识一纸空白,可参考的资料极少,研制难度巨大。许继研发团队废寝忘食、披荆斩棘,从设计原理、器件选型、布线工艺、可靠性测试等各个环节反复斟酌推敲、研讨、测试论证,依靠坚韧不拔的自主创新精神,历时2年成功攻克了核心关键技术,首次研制出具有完全自主知识产权的阀控及TCE产品,并于2010年成功应用于葛洲坝-南桥直流改造工程中,迈出了特高压直流换流阀产品自主化的关键一步。
从“有”到“优”的换流阀技术引领者
从引进国外先进技术,到启动自主创新,打破国外企业在该领域的长期垄断,进而达到国际领先水平,许继凭借对技术的不断追求,全面攻克了特高压直流输电换流阀系统分析、产品设计、制造工艺、等效试验和工程实施等一整套核心关键技术,成功研制了多个创造 “世界首个”和“世界之最”的换流阀产品,一步一步走到世界直流输电的制高点。
从 “有”到 “优”,技术的领先需要试验保驾护航,试验能力是特高压直流换流阀研发过程的关键一环。在国内早期的特高压直流输电工程建设中,换流阀设备由国外厂家供货,换流阀的关键试验也都在国外开展。没有自己的特高压试验技术能力,就谈不上自主研发。面对这一重大技术难题,许继研发团队通过理论分析、建模仿真等手段对试验系统建设方案反复对比论证,首次提出了基于电气应力等效合成的试验方法,先后建成换流阀合成试验回路系统、特高压绝缘试验大厅、柔性直流换流阀运行试验系统,完全满足特高压直流换流阀全部试验能力的技术要求,试验能力达到世界级水准。
用新技术开创柔性直流换流阀新时代
“干一个工程,树一个品牌,立一座丰碑”,许继以自身的产品优势和集成能力,积极投入国家重大直流工程应用,有效带动直流输电产业进步。2017年,先后中标巴基斯坦默拉直流输电工程和土耳其凡城背靠背直流输电工程,实现直流输电技术走出国门,为国家 “一带一路”建设提供了有力支撑。在传统直流输电引领世界技术最高点的同时,许继又先后为舟山、渝鄂、张北、南方电网乌东德等多个柔性直流输电工程提供换流阀核心设备,今年9月,许继中标中国首条海上风电柔直送出——如东工程,为直流输电新时代贡献新技术,实现新引领。
柔性直流输电是新一代直流输电技术,与常规直流输电技术相比具有更灵活的控制特性,特别适用于远海风电送出、孤岛供电、混合直流输电等应用场景。长期以来,柔性直流换流阀的可靠运行受 “黑模块”问题的困扰,对柔性直流持续可靠供电构成风险, “黑模块”已经成为世界级技术难题。 (黑模块是指单一元件故障,导致换流阀的模块单元与监控系统失去联系,导致直流系统闭锁跳闸后停止供电。)许继经过近一年夜以继日的刻苦攻关,历经几十次极具风险性的过压击穿试验论证,于2019年9月在国内率先攻克了 “黑模块”技术难题,成功研制的±800千伏/5000兆瓦特高压柔性直流换流阀将在世界首个特高压多端混合直流工程——乌东德电站送电广东广西多端直流示范工程中应用。在国家近三年的直流工程招标中,许继换流阀销量全国第一,也是上市公司——许继电气的主要利润提供者。
风雨三十载,沧海变桑田。作为中国直流输电自主创新发展的开拓者、实践者和领航者,许继为我国从传统电网向安全、高效、经济、现代电网的升级和跨越贡献了积极力量。在不久的将来,由许继自主研发的特高压柔性直流输电换流阀技术又将刷新新的世界直流纪录,牢牢站在行业的顶端,为支撑 “一带一路”建设和高端装备走出国门提供更多更有效的中国方案。
任志航
为制造强国撑起钢铁脊梁
■ 中信泰富特钢集团股份有限公司副总裁、
江阴兴澄特种钢铁有限公司总经理 李国忠
江阴兴澄特种钢铁有限公司是中信泰富特钢集团股份有限公司的子公司,也是中国中信集团的控股企业。中信特钢集团旗下有8家全资子公司,其中有4家特钢企业、2家原材料生产企业、2家产品深加工企业,在地理位置上集团实现了沿海沿江产业链的战略布局,下属企业的工艺技术和装备均具有世界先进水平,年产能超1300万吨,是全球最大的特钢企业集团,去年销售收入首次突破1000亿元,今年预计将达到1125亿元。目前,中信特钢已经在今年10月份整体更名上市,登陆A股市场,市值位列全国钢铁行业第二。中信特钢的生产技术、特钢产品等在国际国内都起到了示范引领作用,主要技术经济指标位列全球特钢行业前列。通过多年的发展,中信特钢已经成长为我国特钢行业的一面领军旗帜。
兴澄特钢是中信特钢的核心企业,从1993年以来,一心专注于特钢领域,很好地抓住了国家制造业全面提升发展的机遇,完成了 “普转优,优转特,特转精”的华丽转型升级,公司特钢产品比例100%,特钢品牌美誉度行业第一。2019年,在全国钢铁产能释放、企业效益大幅下滑的情况下,兴澄特钢预计全年实现钢材销量621万吨,销售收入574亿元,利润增长超过30%以上,保持了稳定发展的态势,综合竞争力位居特钢行业首位。
钢铁行业是一个传统行业,产能很大,但客观地讲,目前仍处于一个由大到强的过程,兴澄特钢从成立之初,就把 “建成全球最具竞争力的特钢企业”作为企业愿景,坚持走品种、质量、效益型道路。我们始终认为,创新的深度决定了发展的高度,只有从 “橄榄型”向 “哑铃型”转变,才能拓展出最广阔的发展空间。兴澄的定位就是只做特钢,瞄准的就是钢铁中技术门槛较高的细分领域和高端市场。
在创业之初,我们深刻感受到了我国高端装备制造业原材料受制于人的窘迫,例如高性能轴承,就严重制约了我国装备制造业的发展,之前我们国家众多的轴承厂家不仅要高价进口轴承钢,而且很多顶级轴承钢原材料根本买不到,更无从研究和提升轴承的各项性能,这对我国国民经济产业链的安全构成严重挑战,存在 “卡脖子”的隐患。
兴澄特钢坚持自主创新,认真践行“特钢是科技炼成的”理念,培养了一大批科技领军人才,从消化吸收到原著原创,在国家工信部工业强基工程、科技部攻关计划等一系列政策支持下,通过苦练内功,摸索出了20多项独有的特殊钢冶炼技术,两次荣获国家科技进步二等奖。兴澄特钢在全世界首次用连铸代替模铸,高性能轴承钢的质量水平和稳定性处于国际先进水平,兴澄特钢轴承钢的氧含量控制在3.5ppm,为世界之最,今年兴澄特钢新研发的新型轴承钢在世界著名轴承企业德国舍弗勒总部进行了疲劳寿命测试,在2900兆帕高载荷下达到21.5亿次,寿命近3000小时,超出基准值10倍,是当前国际先进电渣渗碳轴承钢疲劳寿命2倍,兴澄的轴承钢性能已经遥遥领先于全球同行。
“十年磨一剑”,从当年的受制于人,到现在的亚太地区高端市场占有率85%以上,连续9年全球产销量第一,而且连续多年特钢产品出口量占到全国特钢产品出口总量的50%以上。兴澄已经累计为瑞典SKF、德国舍弗勒、日本NSK、NTN等全球高端轴承客户提供了超过400多万吨轴承钢,兴澄轴承钢还应用到了波音飞机关键控制部位,并代替国外电渣用钢,成功运用于德国铁路、法国铁路等。今年,兴澄轴承钢还首次出口到特别难进入的特钢强国日本本土,被丰田、本田等日系企业批量采购。目前兴澄还是国内惟一一家能够采用连铸方式生产铁路重载货车轴承的企业,参与科技部、工信部、中国铁路总公司、中国中车等组织的高速列车轴承国产化项目。兴澄特钢正在用自己的实际行动助力中国制造,参与全球高端市场分工,打响 “中国品牌”。
其实,高性能轴承钢只是兴澄特钢创新发展的一个代表产品,兴澄的其他系列产品也异常抢眼。例如,兴澄汽车零部件用钢已经连续13年产销量全国第一,能源用钢产品蓄势待发。在这些细分领域,兴澄拥有众多的 “隐形冠军”产品,例如高性能齿轮钢、锚链钢、大桥缆索用钢、齿条钢、易切削非调质钢等一系列特钢产品,这些产品不仅都实现了替代进口,很多性能指标都属于世界首创,有力推动了下游高端装备制造业的发展,在国际市场也拥有较高的话语权。
我们认为,一个国家的经济转型和创新突破往往是由关键领军企业来带动的,领军企业是构筑产业生态系统的核心驱动力,兴澄特钢将以此次获得单项冠军产品殊荣为新的起点,坚持创新发展,依靠科技进步推动产品变革,抢抓国家高质量发展、 “一带一路”等新的发展机遇。重点围绕制造业 “卡脖子”问题和核心技术难点,主动承担国家科研课题和攻关项目,加强基础工艺技术研究和知识产权保护,做好钢材轻量化、高强度、耐高温、耐腐蚀、航空核电、特种焊接等前沿技术领域研究,加快推进产品高端化发展,形成梯队发展的良好局面。同时,我们还将利用军工企业的优势,加快军民融合发展,继续为国防建设添砖加瓦。
李国忠
与国际巨头同台竞技
■ 杭州杭氧股份有限公司党委书记、董事长 蒋明
杭州杭氧股份有限公司主要从事空气分离设备与低温石化装置的研发设计制造,工业气体以及工程总承包,在这其中最值得我们骄傲的就是空气分离设备了。空气分离设备,俗称制氧机,它是为钢铁、有色冶炼、石化、煤化工、化肥、航空航天、电子等行业制取大宗气体的重大技术装备。杭氧拥有世界领先的空气分离设备关键技术,无论是成套集成技术还是关键配套部机技术都达到了世界一流水平,是国内空气分离设备行业的龙头企业,与国际巨头鼎足竞争、同台竞技。
杭氧是目前世界上最大的空气分离设备制造商,拥有全球最大的空气分离设备制造基地,年产空气分离设备制氧总量达180万m3/h,单套设备最大制氧量达12万m3/h,具备制氧量15万m3/h空气分离设备的设计与生产能力。
杭氧占有世界最大的空气分离设备市场份额。据统计,中国拥有世界80%的空气分离设备市场,而杭氧仅在中国市场就占据了超过50%的市场份额。
70年来,杭氧创造了中国空气分离设备行业发展史上的无数个第一,所有这些都离不开各级政府的支持,离不开广大客户的信任,更离不开一代代杭氧人拼搏进取、爱岗敬业的奋斗精神。我们觉得有两点是杭氧能够发展壮大并需要在今后继续坚持的。
一是坚持主业不动摇。杭氧与空气分离设备的缘分始于1952年的全国工矿机械会议。杭氧的第一任厂长钱祖恩在大会上主动请缨接下了自主研制国产空气分离设备的重任。随后,钱祖恩主动辞去了厂长职务,改任总工程师,带领他的团队开始研制空气分离设备,历尽艰辛,克服重重困难,终于在1955年研制成功中国第一台制氧量为30m3/h的成套空气分离设备,开启了中国空气分离设备行业的元年。
秉承钱祖恩求真务实、开拓创新的精神,几代杭氧人匠心打造先进的空气分离技术,精心打磨世界领先的空气分离设备,坚守主业不动摇。2017年3月,杭氧为神华宁煤400万吨/年煤制油项目研发的10万等级特大型空气分离设备成功开车。该设备的成功运行,一举打破了国际巨头在该等级领域的垄断,总体技术达到国际领先水平,对我国空气分离设备行业的发展具有里程碑意义,杭氧也由此一举跻身为世界一流的空气分离设备制造商。央视 《大国重器》节目对此作了专题报道。
借助于积淀了近70年的空气分离设备雄厚技术,杭氧坚守主业,围绕核心业务不断拓展、深化、创新,向上游发展空气分离设备工程总承包业务,向下游发展工业气体业务,形成了以空气分离设备为核心的集 “工程总承包-设备制造-工业气体”于一体的全产业链经营模式,实现了由生产型制造企业向服务型制造企业的转型升级。目前,杭氧已经在全国各地投资建设了31家气体公司,这31家气体公司又作为新技术新设备的试验基地,为杭氧的技术进步提供强有力的支撑。
二是坚持创新驱动不动摇。科技是第一生产力,创新是推动企业发展的强大动力。如何打造有强大生命力的创新体系,使创新能力始终领先竞争对手,这是杭氧一直在探索的重大课题。
众所周知,重大技术装备的研发存在资金投入大、技术门槛高、依托项目少等难题,杭氧结合空气分离设备行业大成套、小市场、长周期的特性,经过多年的探索与实践,逐步建立起了具有杭氧特色的 “三层次试验平台”:
第一层次试验平台是基础试验。杭氧配备了1万平方米的试验场地,自主建设了10多台先进的试验台位,重点开展空气分离技术的基础性研究,获取有价值的试验数据。
第二层次试验平台是制造试验,以各制造子公司为主。通过对关键配套部机进行生产现场研究,并与国际先进水平的同类设备进行比较、分析、改进,推动关键部机的国产化进程。
第三层次试验平台是应用试验,以分布在全国各地的31家气体公司为主。通过运行杭氧生产的空气分离设备,收集现场运行数据,并反馈到研发环节用于技术改进,从而形成正向循环。
“三层次试验平台”的建立为杭氧的空气分离设备技术研发提供了全方位的理论、试验研究和现场运行支撑,非常有效地解决了重大技术装备首台套产品依托项目难找的问题,形成了集 “理论研究-基础试验-制造试验-应用试验-投产销售”于一体的完整研发链条。产、研、用的一体化确保了杭氧的技术迭代速度超过竞争对手,始终保持在行业最前列。
完善而充满活力的创新体系是杭氧发展的强大动力。杭氧目前拥有一支1200多人的研发团队,气体分离技术相关的各类专业人才在杭氧相互交融,创新方案层出不穷,先后承担或参与了973计划、国家重点研发计划、国家科技支撑计划等重大课题,荣获国家科学技术奖4项,主持制修订国家及行业标准33项,占了空气分离行业标准总数的80%。在中国空气分离设备发展史上,杭氧创造了无数个第一,中国自主研制的第一套3万、6万、8万及10万等关键等级空气分离设备相继在杭氧诞生,并成功地将深冷技术拓展应用到低温石化领域,成功开发了中国第一套乙烯冷箱以及PDH冷箱、一氧化碳氢分离装置等石化装备。截至目前,杭氧已为我国的各行业提供成套空气分离设备4000多套,市场占有率世界第一,乙烯冷箱的国内市场占有率超过90%。
蒋 明
本版照片由中国工业报记者徐民拍摄