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经济日报多媒体数字报刊

发布时间: 2021-04-25 20:31

  这是一次非凡的跨越,它一举填补了我国大型水电设备设计制造水平与发达国家近30年的差距。

  这是一次经典的实践,它成功地走出了一条自主创新与技术引进相结合、最终实现重大水电装备国产化的道路。

  在三峡工程关键设备70万千瓦大型水轮发电机组中,“中国制造”由小到大、由弱到强;从左岸电站的参与分包,到右岸电站12台机组中的8台拥有完全自主知识产权,“中国创造”厚重地镌刻在当今世界上容量最大、直径最大、重量最大的发电机组上,不仅实现了几代中国人用自己的设备装备三峡的夙愿,也推动中国走进了大型水电设备设计制造的世界先进行列。

  在巍峨的三峡大坝上,三峡总公司工作人员告诉我们,在大坝左右两岸的厂房里,现在世界上功率最强大的水轮发电机组正在平稳运转,源源不断地向外输送“三峡电”。

  这是目前世界上最大的水电站,不仅工程总量和装机容量位居世界第一,而且是当今世界技术水平最高的水电工程。三峡人告诉我们,2008年底三峡工程左岸、右岸电站26台机组提前一年全部投入运行,全年发电800多亿千瓦时;至2009年4月,已累计发电3000多亿千瓦时。

  但是,“1993年三峡工程开工之前,我国第一立设计、制造的最大发电机组只有32万千瓦,在大型水电设备的设计制造上比发达国家落后近30年。”三峡总公司副总工程师刘利人清楚地记得当年的情景。而三峡工程将要安装的26台机组,单机额定容量70万千瓦,发电机最大容量840兆伏安,“技术指标无论数量、容量、规模,都是世界之最。”

  怎么办?“三峡工程建设必须走一条自己的技术创新路线。”三峡总公司总经理李永安分析说,从当时的技术实力来看,单纯依靠国内厂家制造,这方面的技术和经验远远不够;仅仅靠采购国际一流制造厂家的先进设备,大量增加成本不说,而且永远摆脱不了对国外技术的依赖。

  在此背景下,三峡总公司及时制定了“技贸结合、技术转让、联合设计、合作生产”的战略方针,明确提出了依托三峡工程,走自主创新与技术引进相结合的道路:一方面积极引进世界已有的先进技术和产品装备三峡工程,一方面坚持自主创新,通过对引进关键技术的消化吸收和再创新,最终实现三峡机组的国产化。

  按照这一方针,三峡工程从招标开始就把引进技术摆在比引进装备更重要的位置。1996年,在左岸14台机组招标文件中,三峡总公司明确提出了“三个必须”:投标者必须与中国制造企业联合设计、合作制造;必须向中国制造企业全面转让核心技术,培训中方技术人员;中国制造企业分包份额不低于合同总价的25%,14台机组中的最后2台必须以中国企业为主制造。

  明确的技术创新路线日由哈尔滨电机厂有限责任公司为主制造的三峡左岸电站第14号机组并网发电,这是我国第一台以国内厂家为主制造和安装的70万千瓦水轮发电机组,机组主要部件的国产化率达93%。2004年,三峡工程右岸电站12台机组采购合同签订,法国阿尔斯通、哈尔滨电机厂有限责任公司和东方电机股份有限公司各自中标4台机组的制造合同。中国企业在大型水电设备设计制造上与国际巨头站在了同一舞台。

  从1996年到2004年,我国大型发电设备制造企业在三峡工程中由“配角”一跃成为“主角”,由国外厂商主导下的“分包商”变成了独立制造商。“这标志着我国水电重大装备用7年时间实现了30年的大跨越,我国大型水轮发电机组的国产化时代已经开始!”三峡总公司副总经理杨清说。

  他告诉记者,在三峡机组引进吸收的第一阶段,国内厂商的分包比例就达到了50%,超过规定的25%。“但这不是国产化,只是国产化率。我们追求的国产化是独立设计、独立制造,进而结合产品要求、融合新的技术进行创造。”

  按照这一目标,三峡工程从起步时就明确了在引进中坚持自力更生、科技攻关、自主创新的发展思路。刘利人说,三峡工程引进的是世界最先进的70万千瓦水轮发电设备,“现在,‘中国制造’在引进技术的基础上实现了创新。”刘利人举了个例子:发电机组我们引进的是水冷技术,但国内制造厂家经过反复研究,将水冷方式改成了先进的空气冷却,不仅提高了效率,而且方便了维修。“三峡右岸工程招标时,国外厂商告诉我们发电机组的冷却设备不能再用水冷方式了,他们可以提供更好的空冷技术。但此时我们已经掌握了空冷技术,可以与他们在同一跑道上竞争了。”

  “目前正在建设的溪洛渡电站所需的18台、向家坝电站所需的8台70万千瓦或以上的机组全部在国内制造,除了成本大大降低,更显示出我国大型水电机组的设计制造能力已达到世界领先水平。”杨清说。

  石清华是东方电机股份有限公司副总工程师,他给记者讲了一件事:2001年,石清华带领东电的技术团队开发出大型水轮机X型转轮叶片,但当时东电没有条件进行试验,三峡总公司知道后,提出由总公司出资对转轮叶片进行试验开发。如今,东电研发的大型水电机组转轮叶片已经成为专利。

  “三峡工程的自主创新属于三峡工程整个庞大的团队,这里没有单打冠军。”杨清直截了当地告诉记者。这在三峡机组的众多供应商身上得到了生动验证。

  转轮是水轮发电机组的“心脏”,国外多家知名发电设备商推出的三峡左岸转轮虽然效率达到了要求,但由于电站运行水头变化大,压力脉动并不理想。能否开发出性能更优的转轮?石清华接受了这项颇具挑战性的任务。

  “首先是消化吸收国外的技术,但我们在国外公司流体计算软件的基础上,进行了二次开发和创新。”经过几轮试验,新开发的转轮水力稳定性有了实质性突破,完全消除了长期困扰国内外水轮机行业的特殊压力脉动问题。最终,东电公司以自主开发的、达到世界先进水平的转轮赢得了三峡右岸4台机组的自主研制合同。

  在中国二重,为了研制三峡水电机组大型关键铸锻件,先后实施了“‘九五’树脂砂改扩建工程”、“电炉替代平炉提高钢液质量工程”、“实现大型水电机组铸锻件国产化技术改造工程”等多项专项技改工程,总投资近10亿元,建成了国内最大最先进的树脂砂生产线、电渣熔铸生产线。现在,公司已具备了年产5套以上三峡水电机组大型关键铸锻件的能力。