东方汽轮机有限公司(以下简称“东汽”)始建于1966年,隶属于中国东方电气集团,是我国从事电站动力设备和新能源领域开发与制造的国有大型骨干企业。其产品种类涵盖火电、核电、气电、工业透平、电站辅机及新能源等多个领域。
2013年,东汽设四川省院士(专家)工作站,翁宇庆院士、涂铭旌院士、柳百成院士、周克崧院士及国家“千人计划”马德新教授带领团队入驻,院士(专家)工作站迅速成为东汽技术难题破解、人才培养创新的全新阵地。
A难题 核心技术受制于人
先进大功率重型燃气轮机是关系到国计民生的重大装备,其发电效率、可靠性和寿命代表一个国家的先进制造水平,在联合发电、国防安全等领域有着重要、广泛的应用。燃气轮机透平叶片作为重型燃机的核心热端部件之一,其所能承受的最高温度直接影响着重型燃机的效率。东汽材料研究中心助理主任巩秀芳介绍,目前,国内重型燃机虽然经过了十几年的国产化,但是其核心部件透平叶片制备仍处于空白,国外对透平叶片的制造技术实行严密封锁,进行技术垄断。
长期以来,国内重型燃机的发展只能受制于人。除了新建的燃机机组用透平叶片完全依赖进口之外,在燃机机组运行期间,由于高温叶片在长期高温和气流冲刷作用下会产生氧化、烧损、裂纹等现象,也需要进行定期的检修和维护。根据预测2020年国内燃机数量将达到570台,仅燃机叶片检修服务年市场规模就将达到20多亿元。因此,对国内燃机制造厂家而言,掌握透平叶片的制造和维修技术,将具有广阔的市场前景和巨大经济效益空间。不仅如此,在重燃制造关键技术上摆脱对国外的依赖,对于提高我国能源安全和国防安全也具有重要的意义,符合国家的战略需求。此外,重燃透平叶片国产化的实现,能够提升我国高端制造的能力,加快产业转型升级,带动上下游整个产业链的发展,提高重大装备制造业的国际核心竞争力。
为突破燃气轮机透平叶片研发等一系列技术难题,2013年,省级院士(专家)工作站正式落户东汽,东汽与进站的翁宇庆院士、涂铭旌院士、柳百成院士、周克崧院士和国家“千人计划”专家马德新教授,分别在新型长寿命高温材料设计开发和应用、重型燃机高温叶片精确制备成形数值模拟仿真、燃机高温涂层、重型燃机单晶和定向叶片先进制造技术等方面展开大量基础研究工作。东汽以院士(专家)工作站为依托,以科研项目为载体,培养10多名硕士、博士成为技术一线的中坚力量,定位于进行重型燃机全面国产化自主研发,通过在燃机叶片重要的关键技术领域的自主攻关,形成我国具有自主知识产权的重燃自主设计、制造新的产业构成和布局,推动国内相关产业链的发展。
B 举措 培育青年科技创新人才
重型燃气轮机的100%国产化要突破一系列的技术难题,需要来自各个研究领域的专业人才通力合作。在院士(专家)工作站建立之前,公司内部人才济济,但缺乏一个更为高效的,帮助人才成长、助力各领域人才思想碰撞的统一平台。通过建立省级院士(专家)工作站,带领公司内部人才开展项目攻坚,在各个研发项目的推进中,公司内部人才的高层次转化等问题迎刃而解。
涂铭旌院士、柳百成院士带领的团队,每年都在东汽工作数月时间,与东汽研发团队就合作项目执行过程中遇到的实际问题进行联合攻关,通过与院士团队的合作攻关,既解决了实际问题,又锻炼了企业自身的研发团队、培养了企业的研发人才。
马德新教授2012年通过国家“千人计划”,怀揣着“研制出具有自主知识产权的定向凝固和单晶叶片”的梦想来到东汽,每年至少在东汽工作9个月的时间。期间,马德新教授几乎每个周末都会到公司加班,对一周的工作进行总结、分析;每个月都会举行学术讨论会,以文献共享、技术交流的形式,针对生产和科研中遇到的实际问题展开讨论和分析。学术讨论会的召开,在打造学术交流平台的同时,还可以为实际生产提供技术协助,促进了高温部件研发项目的进展。
为了马德新教授在公司更好地开展工作,东汽特别设立“专家工作室”,将公司内部的人才按照研究领域分别填充到工作室中。张琼元是工作室的成员之一,据他介绍,目前东汽长寿命高温材料国家重点实验室内分三个研究方向,马德新教授是“重型燃机高温叶片精确制备成形技术”方向的带头人。在跟随马德新教授做研发的过程中,“最大的转变,是拓展了视野。”从埋头做研发,到工作之余捧着文献“啃”,从按部就班的工作到积极性的提高,和大部分同事一样,在工作站这个大家庭里,张琼元的转变显而易见,在与工作站的院士专家们深入合作交流中,无论是专业技术还是工作方式,公司员工们都得到了长足的进步。
“马老师会带着我们每个月做一次学术交流,交流各个方向研究中遇到的问题。”张琼元介绍,马德新教授在工作中态度十分严谨,对团队工作也是精益求精。重型燃机高温合金透平叶片是典型的高技术密集型产品,其精铸成形涉及到金属材料、无机非金属材料、凝固、铸造、传热、无损检测、物化分析等学科和领域,整个精铸过程中需控制的工艺参数近200个,这些参数互相影响、互相制约。一个参数的改变,可能对某一方面有好的作用,但同时会引起其他方面的恶化,需要综合考虑。单晶叶片的杂晶缺陷是影响单晶叶片成品率最主要的一种缺陷,也是最常见、最容易出现的缺陷,杂晶缺陷的形成机理和抑制已成为世界性的难题。马德新教授进驻工作站后,为解决单晶叶片的杂晶缺陷问题,创造性地提出了多项杂晶抑制措施,目前小尺寸叶片的杂晶率已经由50%降低到了10%左右。
然而在工作室里如师长一般带领和敦促大家刻苦钻研的马德新教授,生活里却更像一位老友。每年马德新教授生日,工作室的人员都会一起庆祝,“马教授唱歌唱得很好,平时还喜欢打乒乓球。”不止马德新教授,热爱摄影并且摄影作品已集结出版的柳百成院士,总想着喝杯冰啤酒却被大家屡屡制止的涂铭旌院士……院士专家们亦师亦友,提起他们生活中的趣事,张琼元如数家珍,院士(专家)工作站不仅是解决技术难题、推进科研创新的平台,更像一个其乐融融的大家庭,紧紧维系住其中的每个人。
在东汽材料研究中心二楼,有这样一处德阳市科协帮助建立的“科技创新沙龙”,书架上摆着满满的书籍,墙上挂着院士专家们的简介,桌椅错落,几个工作人员正聚在一起低声探讨。“这里是院士(专家)工作站服务中心,也是我们的科技工作者之家。”巩秀芳介绍,现在“科技创新沙龙”成为了大家交流的好去处。无论是项目推进中遇到问题,常规工作的总结报告,还是员工生活中出现困扰,有什么想法,都可以聚在这里,一杯清茶,侃侃而谈。
除了院士(专家)工作站平台的日常交流之外,东汽每年都会召开专家委员会会议,邀请院士专家和各大高校的相关学术带头人齐聚一堂,对实验室的发展方向等建言献策。在委员会召开期间,还会举行一场学术交流会,院士(专家)团队将会带着当年的科研项目及研究成果进行汇报,东汽公司内部人才也会就项目推进成果等进行展示,双方在充分了解各专业领域研发进展的基础上,碰撞思想,探讨可供研究的新方向,持续性开展合作。
积极搭建人才成长交流平台,大力开展“走出去、引进来”活动,东汽通过院士(专家)工作站等平台以及与科研院所的合作交流,为企业科研创新提供更加广阔的舞台和智力支持。逐步建立适合自身特点、符合技术创新需求的技术创新长效机制,为科技工作者参与创新实践,创造条件和提供硬件支持。目前,院士(专家)工作站已培养了数十名硕士、博士走上了专业技术岗位和管理岗位,成为技术一线研发、创新的中坚力量。
C 成效 引领中国装备制造业转型升级
建站以来,东汽以院士(专家)工作站为依托,以科研项目为载体,以重型燃机高温热端部件研发为重点,激发创新团队创造才能,实现员工价值同企业价值结合,倡导和树立社会主义核心价值观,弘扬“不怕牺牲、敢于胜利;坚韧不拔、艰苦创业;自主创新、勇攀高峰”的企业文化和企业精神,充分调动员工积极性,为东汽赢得了良好的经济效益和社会效益。
目前,东汽以进站院士专家合作课题为依托,已完成50MW燃机用各级动静叶片的工艺评审,并进入了生产阶段。东汽院士(专家)工作站研发团队在重型燃机透平导叶单晶制造技术研究、F级以上重型燃机动叶片用单晶定向材料研究、重型燃机高温叶片精确制备成形数值模拟仿真研究等领域自主立项多项科研课题,开展技术攻关,并承担先进重型燃气轮机制造基础研究等多项省部级课题。建站以来已新申请发明专利92项,新授权发明专利47项,公开发表论文100余篇。
院士(专家)工作站的设立,为东汽的发展提供了新机遇,在燃机高温部件自主研发等领域取得了多项突破性进展,先后获得四川省人民政府颁发的科技进步二等奖、三等奖各一项;中国机械工业联合会、中国机械工程协会颁发的中国机械工业联合会科学技术一等奖一项;德阳市科技奖一等奖、二等奖、三等奖各一项。并获全国讲理想比贡献活动创新团队、首届全国企业创新方法大赛银奖(一等奖)、四川省分赛区特等奖、全国示范院士专家工作站等多项荣誉称号。
2017年4月13日,中共中央政治局委员、国家副主席李源潮在中国科协创新驱动助力工程总结交流会上的讲话中,对东方电气集团东方汽轮机有限公司引进国家“千人计划”马德新专家及其创新团队,开展燃气轮机高温合金材料关键技术攻关的合作模式表示了充分的肯定。