一次次攻关，一项项荣誉，佐证着这家以科技立身的工业驱动龙头企业的雄厚实力。作为全球领先的工业汽轮机研发制造生产商，杭汽轮为石油、化工、冶金、电力、炼油、核电等能源和重化工业以及国防大型舰船提供核心动力装备，设计制造水平臻于全球顶尖，是名副其实的“国之重器”。
在国际科技竞争趋于白热化、国内能源结构深度调整的当下，杭汽轮将如何深研低碳、向“绿”进发？如何突破“卡脖子”技术、向“新”开拓？近期，记者走进杭州半山脚下的杭汽轮集团总部，对话公司党委书记、董事长叶钟及研发部门主要负责人，实探“国之重器”如何再攀高峰。
■ 从跟跑到领跑 持续挺进装备制造业尖端
汽轮机被誉为装备制造业“皇冠”，是一个大国完整工业体系中的关键一环，全球能自主生产汽轮机的国家屈指可数，而杭汽轮在该领域已获得技术领先优势，能与西门子、美国通用、日本三菱等国外巨头同台竞争。
杭汽轮创建于1958年，曾在简陋工棚中设计制造出浙江首台750千瓦电站汽轮机；上世纪70年代，通过引进、消化、吸收西门子的工业汽轮机技术，成功制造出可提供功率范围为0.5MW~60MW的各种工业汽轮机；在随后的发展过程中，通过自主创新，不断进行技术升级和迭代，2000年以后在全球工业汽轮机领域站上第一梯队；至今，杭汽轮已生产了8000多台套工业汽轮机，囊括了中国各经济发展时期重点建设工程项目的绝大部分国产首台（套），且驱动用工业汽轮机技术已储备到150MW。
2020年，杭汽轮为大连恒力年产150万吨乙烯装置提供配套用汽轮机组，最大可运行功率超90MW，达到“十万千瓦等级”，为目前全球驱动用工业汽轮机之最，创下国际首台套的新纪录。在这之前，全球驱动用工业汽轮机最大运行功率没有超过80MW。
“这是一个重大里程碑，意味着我们的技术和产品已实现了从跟跑、并跑到领跑。”叶钟表示，杭汽轮的主要优势是，产品的热能转换效率相对较高，产品质量能保证与国外头部厂商完全一致，且作为国内厂商具有后期服务的敏捷性。目前，杭汽轮的工业汽轮机产品在国内综合市场占据半壁江山，同时，产品还服务于全球40多个国家和地区。
叶钟曾是全行业最年轻的总工程师，在他看来，杭汽轮在工业汽轮机领域的优势得益于66年来持续不断的自主创新，更在于一流人才队伍的支撑。“一流的团队建设一流的企业、做一流的产品，而不是一流的企业产生一流的团队。企业表面上看是在做产品，其实核心在于培育人才；我们在研发攻关中培育起成熟的创新团队，可以自主设计更多的系列产品，这才是核心竞争力。”
近年来，杭汽轮大力改进人才培养模式，建立后备人才库，推动干部队伍年轻化。2022年公司所有一线业务部门一把手就达到了全在45岁以下的目标，目前高管团队里有3个80后。杭汽轮仅工业汽轮机和燃气轮机两大产品的研发设计团队就高达400多人，占公司员工总数的10%。“这为公司的转型发展打下了良好基础。”叶钟说。
杭汽轮整合集团内外部资源，持续提升科技研发投入，平均科研投入占营收比重在5%以上。公司加大“产、学、研”结合力度，已建有国家、省、市级技术中心，博士后工作站、院士工作站、省重点实验室等技术创新平台，与国内科研院所、高校保持着密切合作。同时，每四年召开一次科技大会，表彰在公司技术创新及产品开发工作上取得优异成绩的项目和人员。
随着全球能源结构的调整转型和“双碳”行动的推进，传统高耗能行业迅速转型，杭汽轮也来到了内生创新、变革重塑的转折点。新形势下如何发展新质生产力？叶钟表示，杭汽轮已谋划好三条转型路线，一是产品从工业汽轮机升级到燃气轮机，二是技术从传统能源领域向新能源领域转型，三是业态从制造型企业向制造型服务企业转型。
“公司‘十四五’以来已经稳健行进在这三条转型路线上，并取得了较大进展。”叶钟表示。如今的杭汽轮，正向着世界一流工业驱动服务商的愿景砥砺前行。
■ 从捧起“皇冠”到摘取“明珠” 再担“国之重器”研发重任
如果说工业汽轮机是制造业的“皇冠”，那么燃气轮机就是“皇冠上的明珠”。“我们已经捧起了皇冠，但还缺一颗明珠。”叶钟介绍，从2014年开始，杭汽轮就定下目标：要用10年左右的时间，研发、制造出国产燃气轮机。
杭汽轮集团副总工程师、先进动力研究院院长、燃气轮机研发负责人隋永枫告诉记者，燃气轮机是迄今为止效率最高的热功转换设备，是驱动和发电领域的核心设备。在驱动领域，燃气轮机最典型的应用就是飞机上的航空发动机；在发电领域，燃气轮机具有低排放、快速启停等特点，方便满足风电、光伏等新能源大发展背景下电网调峰的需求。
由于燃气轮机设计和制造难度极大，能集中反映一个国家的工业水平，在“十三五”规划纲要公布的中国计划实施的100个重大工程及项目名单中，排在首位的就是航空发动机及燃气轮机。目前该项技术仅掌握在美国、德国、日本等少数发达国家手上，国际厂商的垄断，极大制约了我国重型燃机的可靠性和经济性。
于是，作为工业汽轮机龙头的杭汽轮，又扛起了国产燃气轮机研发攻关的重任。2014年，杭汽轮成立燃机研究所，团队最初只有13人，历经10年，投资十多亿，目前已建立起近100人的核心团队，具备了强大的自主创新能力，在自主燃气轮机的研制道路上不断取得突破。
压气机、燃烧室和涡轮是燃气轮机的三大核心部件，其设计制造和试验是燃机技术攻关的最大难点。杭汽轮的燃气轮机研发团队怀着产业报国的巨大热情，十年如一日推进研发工作。
“这个过程，就像行百里路，每隔500米就有一个坎，但我们都憋着一口气要把它做出来，希望有一天能与国外巨头平起平坐。”隋永枫说。
2019年之后，三大核心部件的设计、加工制造相继完成，进入试验阶段。“这个过程尤其艰苦。”隋永枫回忆说，在压气机的试验过程中，光“逼喘”试验就做了100多次，试验现场震耳欲聋，大家顶着巨大压力白天黑夜连轴转，最终用2年半完成了国外一般需要5～8年周期的试验；涡轮和燃烧室的试验期间赶上了疫情，研发人员义无反顾“逆行”前往沈阳、上海等疫情爆发封控地区赶试验台的“档期”，一批人阳了，另一批人立马替补……
目前，杭汽轮已全面完成三大核心部件的试验，其中燃烧室全温全压试验是国内首次在自主重型燃机全尺寸燃烧室开展掺氢比例超过20%的试验；完成了50MW功率F等级燃气轮机的整机总装，已具备整机试验条件。
在临平的杭汽轮制造基地附近，全新的燃机试验中心项目正在抓紧建设中，年底这里将迎来国产首台自主知识产权燃气轮机的整机试验。
■ 从“傻大憨粗”到“高精帅” 精益求精筑牢竞争力“护城河”
除了燃气轮机的研发，杭汽轮的工业汽轮机产品升级步伐也从未停止。叶钟说：“要保持我们的工业汽轮机技术一直处于相对领先地位，必须不断创新，一是适应不同环境或者不同使用类型，创新多样化的品种，二是不断提升效率、降低能耗、拓展新的应用场景，把汽轮机从耗能装置变成节能装置。”
作为工业汽轮机研发团队负责人，杭汽轮集团副总工程师、工业透平研究院院长马晓飞对汽轮机的创新历程如数家珍。他说，尽管工业汽轮机的相关科学技术体系已臻成熟，近10来年，产品的设计制造还面临很多工程问题，相关技术体系经历了一个精品化发展的大跃升过程。
2015～2017年，杭汽轮给杭氧神华宁煤十万等级超大空分设备项目供应驱动用汽轮机。汽轮机安装完成后，尽管各项性能完全达标，整体却显得“傻大憨粗”。“此后我们花了5年左右的时间去做精品化研发，例如通流设计优化与转子轻量化，低损失汽封系统设计，汽缸中分面高窄法兰结构开发，排缸的气动优化与轻量化，叶片智能排序，密封冗余容错设计技术体系建立……我们的产品性能各项指标相继实现大提升。”
杭汽轮把全球工业汽轮机的最高标准作为自身产品的最低要求，在产品各项指标上追求卓越。譬如，汽轮机的“心脏”——转子，按照美国石油化工协会的标准，特殊用途的API612标准要求工业汽轮机转子振动不能超过25个微米，即1毫米的1/40，而杭汽轮目前执行的标准是在它的基础上再把标准提高25%。
“此外，我可以非常肯定地说，我们的产品丰富性领先全球。”马晓飞说，“最高峰的时候，杭汽轮在反动式工业汽轮机领域有1000多种型号可供用户选择，后来我们对这些型号去芜存菁，实施了再系列化，保留800余种，具备了覆盖150MW以下的工业汽轮机驱动的技术储备。”
“现在我们更多地在解决绿色化、个性化发展方面的技术和工程问题。”例如，在大连恒力年产150万吨乙烯装置驱动用汽轮机组项目中，客户希望产品能够同时利用工业热水的热能发电。马晓飞团队花了一年多时间，作出了一些颠覆性设计，最终成功解决技术问题，“以前市场上的产品，余热回收发电普遍要求蒸汽在200℃以上，后来经过技术改良降至150℃以上，现在80℃以上的负压蒸汽，都可以实现余热发电。”至此，汽轮机这个传统耗能装置真正变成了节能装置。
“现在我们的汽轮机再也不是‘傻大憨粗’了，终于变成了‘高精帅’。”马晓飞说。
以精品化为主导的产品升级，也给杭汽轮带来了良好的市场效应。去年，杭汽轮营收将近60亿，利润7.39亿，其中大部分来自工业汽轮机板块。今年以来，杭汽轮已相继中标茂名乙烯、万华乙烯、中沙古雷乙烯、镇海炼化等大型乙烯项目；热电板块连续中标国信淮安、南通常安能源等多个项目；海外拓展精准发力，承接中东、乌兹别克斯坦多个项目。
■ 从“刚”向“柔” 打造新能源及智慧能源服务商
“从传统能源业务向新能源及综合智慧能源应用领域拓展，从制造企业向服务型制造企业转型”是杭汽轮“十四五”规划重点内容。
对此，公司董事长叶钟表示,杭汽轮要顺应当前形势开发新能源产品与技术，并在产品全生命周期提供增值服务，在此过程中注重向信息化和智能制造转型，让公司逐步从一家以卖产品为主的大型“刚性”装备制造企业，转向“柔性”的服务型智能制造企业。
积极布局新能源板块市场，2021年，杭汽轮成立杭州汽轮新能源有限公司，全面进军分布式能源、热电改造和新能源领域。目前新能源公司的核心业务包括：基于工业汽轮机的电站总承包业务，基于燃气轮机的设备成套与工程总包，工业汽轮机节能技术推广及应用。
新能源公司发展很快，2023年创造了近1亿利润。叶钟预计，到“十五五”中后期，新能源的业务在整个集团的销售额占比预计可能超过50%，如果顺利发展，相当于再造一个杭汽轮。
构建“大服务”发展方向，今年杭汽轮成立服务中心，主要面向“以旧换新”的市场需求提供服务。目前，杭汽轮机在运行的汽轮机大概6000到7000台，其中有400～500台已经运行了20年以上。“现在，我们汽轮机的技术已经有明显提升，新产品的效率比老产品要高得多，我们可以将这些老设备进行高效率改造，满足客户‘以旧换新’的需求，这是个很好的商机。”叶钟说。
与此同时，积极向智能制造和信息化拓展。杭汽轮已获杭州市“未来工厂”培育企业认定，公司将大力推进ERP二期的实施工作，加强自研BCP平台的持续开发和应用。
未来，计划打造智慧能源管理平台，建立智慧能源管理的AI大模型。“我们称之为‘1+X-C’信息管理平台。1代表立足于公司的一个技术基础，X代表面向多种应用场景，-C代表减碳，即实现能耗的降低。”叶钟表示。杭汽轮将继续以产业报国的使命和梦想，发展新质生产力，培育新动能新优势，向着世界一流的目标奋楫扬帆。
来源|《浙江国资》杂志2024年第5期
