改革开放30年我国大型水电机组蓬勃发展

改革开放30周年，我国水电设备制造业有了长足的进步，在混流式、轴流式和贯流式大机组的设计、制造和安装等方面，已步入了世界先进行列。在振兴民族制造工业中，我国充分发挥了国家重大工程对水电科技创新和重大技术装备创新的带动作用，特别是依托三峡工程的建设，创立了“中国特色水电设备国产化的模式”，指导着我国水电设备制造业顺利发展，走出了一条装备国产化的成功道路。这一切归功于改革开放，特别是在水电建设和水电设备制造企业中，发挥了科学技术是第一生产力的作用，坚持以科技引领制造业发展和创新的战略决策方针。 一简要回顾 1949年之前，我国的水电设备制造民族工业微乎其微。中华人民共和国成立后，历经几十年的艰苦奋斗，中国的水电设备制造业从无到有，规模不断扩大。20世纪80年代，初步建立起完整的现代水电设备制造业的雏型。国内已经能自行设计制造：混流式机组——刘家峡、白山水电站单机容量为30万kW；轴流机组——“葛洲坝电站单机容量17万kW，轴轮最大直径11.3m，具有世界先进水平；贯流机组——白垢电站单机容量1.046万kW、都平电站单机容量l.55万kW等；另外冲击式和抽水蓄能机组，也进行过小容量制造和开发，虽然单机容量较小，但毕竟还是建立起了自己的机电装备和制造体系。 这些成就为改革开放后30年中国水电设备制造业的腾飞打下了坚实的基矗 二改革开放30年我国大型水电设备的国产化进程 改革开放后，我国坚持依靠引进技术消化再创新的指导思想，走中国特色水电设备国产化的道路，确立创新型发展制造业的模式，依托国家重大工程项目，开展国际间技术合作，抓住机遇提升民族制造工业的水平。 （一）我国水电大机组装备制造的发展和设备引进的曲折道路 坚持自力更生、独立自主创新是我国的国策，是发展我国装备制造业的唯一道路，同时，借鉴国际成功经验发展我们，也是必不可少的。回顾历史，我国单纯的水电设备引进工作，虽然买进了设备，但技术引进，特别是核心制造技术的软硬件，从来就没有能够掌握。关于国际合作制造，中国企业只能承担分包商按照国外的图纸生产一些粗笨件。中方对产品的设计更是没有发言权，要想在技术上有根本性的提高几乎是不可能。所以，多年来人们经常疑惑为什么“引进、落后，再引进、再落后”。 改革开放后，作为能源电力工业先行官的水力发电事业，在国民经济和社会发展重大需求的大环境中，迎来了新发展，大型水电基地的开发、众多大型水电站的建设、市场需求大量水电设备的形势下，我国逐渐掌握了运用市场法则，依托国家重大工程项目，以强大的市场需求吸引国际一流制造商，在采购先进设备的同时，引进关键技术消化、吸收、再创新。三峡工程的作法，开创了我国水电设备国产化道路的先河，成功避免了过去“引进、落后，再引进、再落后”的老路。比如，我国以三峡电站为代表的大型水电机组的研究，从“六五”开始，组织全国力量通过五个“五年计划”的连续重大装备科技攻关计划，在总结国内二十多年的设计和制造大型水轮发电机组经验的基础上，结合设计部门的论证，提出了以三峡为代表的大型水电机组参数要求。先后建立起多个高水头水力试验台，系统进行水轮机试验研究，同时建立了l000吨级、3000吨级推力轴承试验台，开展了6000吨级推力轴承的试验计算研究，极大程度上促进了我国水电设备制造业的发展。 （二）我国特色水电设备国产化道路方针的确立 长江三峡工程的机组单机容量70万kW，是世界上最大机组，最大出力85.2万kW，且尺寸大、参数高，转轮直径达10m，运行水头变幅达50m，再加上河流含沙量大，设计和机组制造的综合难度大，具有世界挑战性。 早在1996年初，中国工程院专家就提出了《三峡工程发电设备的进口——我国水力发电设备制造业的持续发展》的咨询报告。报告的中心内容：（1）在三峡电站机组招标书的有关条款，强调在与外商合作中中国厂家的地位；（2）引进设备的技术转让，最后必须落实到中国的制造厂家；（3）在与外商合作时，必须强调中国技术人员参与联合设计的全过程，中国厂家尽早投入机组关键部件的制造等。在我国专家的建议下，国务院作出走“技贸结合、技术转让、联合设计、合作生产”的决定。这一决定明确了我国水电大型设备发展的道路，依托三峡工程，在引进设备的基础上，消化吸收再创新，这是我国装备国产化的新思维、新模式、新道路，更是全面提升我国水电制造业独立自主发展的新起点。 以三峡工程为载体，业主为主导，技术转让、消化吸收、自主创新，以市场为导向，搭建国际化竞争平台，吸收世界各地最先进的制造厂商竞相前来投标，从而出现了全球水电设备技术水平的最高展示较量。这被业界称为“水电奥运会”，借此机会我国水电设备制造业可以瞄准世界一流水平，站在更高起点上，引进核心技术，消化吸收再创新，整体提升自主创新能力，为未来参与国际市场竞争打下基矗这种模式被业界称为“三峡模式”。 政府的政策支持和企业的自主创新精神，更是实现大型水电设备国产化和技术创新的有效保障。在技术转让方面国家通过三峡工程建设列支了1635万美元的转让费，引进了与三峡机组设计制造的各项关键技术40多项，以及机组开发软件、计算机硬件和商业软件等，并有264人次接受国外技术转让的技术培训。在水电设备制造企业发展和改造方面，国家通过技术改造计划，投入近8亿元人民币的资金支持哈尔滨电站设备集团公司（以下简称哈电）、中国东方电气集团公司以下简称东电）的技术发展。 三峡工程创造了数百项工程科技世界之最，使我国大型水电设备制造业仅用7年时间就实现了30年的大跨越。通过三峡工程建设，培养和锻炼出一支勇于创新的新型机电队伍和创新型人才，为21世纪我国水电大发展提供了技术和人才支撑。 （三）改革开放30年我国水电设备制造业的发展和技术进步 自20世纪80年代对外开放以来，在认真吸收国外先进技术的基础上，我国水电装备的设计、制造、安装和运行技术水平已有明显进步，实现了较大的飞跃。继刘家峡、龙羊峡，岩滩等一批单机容量30万kW左右水轮发电机组相继投产发电，单机容量40万kW的李家峡，单机容量55万kW的二滩，特别是单机容量70万kW三峡电站右岸机组和龙滩电站70万kW机组成功投运，有力证明了我国水电机组的设计、制造正逐步全面达到世界先进水平。在设备选型、参数设计和枢纽机电布置上，我国已具有容量84万kVA、推力轴承负荷达5500tf、轴轮直径10.6m的三峡混流式机组；最大水头189.2m、单机容量最大出力61万kVA、空冷每极容量达14.57MVA、轴轮直径6.247m的二滩混流机组；轴轮直径达8.3m、居世界第三的五强溪水轮机；额定容量20万kW、轴轮直径8m、推力轴承负荷达4lootf、世界单机容量最大、水头最高的水口电站轴流机组；最大水头637.2m、额定出力12万kW、轴轮直径为2.6m的冶勒电站冲击式机组；采用世界最先进的蒸发冷却技术单机容量40万kW的李家峡电站水轮发电机。这些成绩系统反映了我国水电机组的制造能力和设计水平。据不完全计，我国已投产的各类大中型水电机组500余台之多，其中混流机组320余台，轴流机组55余台，抽水蓄能机35台之多，灯泡贯流机组90余台。其设备的制造水平与世界先进水平比较，见表1。 从表1可看出：我国混流式机组、轴流式机组已达国际先进水平，但最高水头尚有差距；灯泡贯流式机组已接近国际先进水平；冲击式及抽水蓄能机组与国际先进水平比差距较大。 三未来30年我国大型水电站建设和大型机组的国产化进程及市场需求 （一）需求市场 根据我国水力发电资源的最新复查结果和水电规划总院及中国工程院水能研究组研究报告资料的统计，我国百万kW及以上的大型水电站100余座，绝大部分集中在15个水电基地，总装机容量3.4亿多kW。其中已建成的20座，在建和待建90余座。根据前期工作的深度分为两部分。第一，13个基地中的黄河上游基地（龙羊峡以上未统计）、长江上游水电基地、澜沦江水电基地、乌江水电基地、南盘江红水河水电基地、黄河北干流水电基地、闽浙赣水电基地、东北水电基地、怒江水电基地等13个水电基地外水系，百万kW级的水电站共计84座，已建成20座，在建和待建64座，总装机容量2.407亿kW。第二，雅鲁藏布江干支流梯级13座超百万kW电站和金沙江、澜沧江、怒江上游藏东南境内的13座超百万kW电站，共计26座，总装机容量9758万kW。 以上两部分百万kW级电站总计100余座，总装机容量达3.3828亿kW。目前，进行前期工作较多、单站装机容量在300万kW以上的电站有30座，总装机容量1.9867亿kW，这些电站在我国水电开发中具有十分重要的地位。目前，这30座大型电站中已建成2座，在建10座，正在核准的2座，正在进行可研的4座，进行预可研的3座，正在规划的1座，已完勘测的8座。这30座大型电站中，总装机容量超过500万kW的电站有11座，超过1000万kW的电站有7座，超过2000万kW的特大电站有2~3座，其中雅鲁藏布江大拐弯处的墨脱电站单站装机容量可达4000万kW。 （二）大型水电机组国产化进程 1、大型混流机组的国产化模式 大型混流机组的国产化是我国水力发电资源特色和首眩目前，共计有150余台大型机组在运行、安装和设计制造中：长江流域干流的三峡水电站共装32台70万kW机组（2240万kW）名列世界第一，金沙江下游的溪洛渡电站安装18台70万kW机组（1260万kW），向家坝电站安装8台75万kW机组（600万kWh），白鹤滩电站安装16台75万kW（1280万kW），乌东德电站安装10台74万kW（740万kW），小湾电站安装6台70万kW机组（420万kW），龙滩电站安装7台70万kW机组（490万kW），拉西瓦电站安装6台70万kW机组（420万kW），龙盘（上虎跳）电站安装6台70万kW机组（420万kW），金安桥电站安装6台60万kW机组（360万kW），锦异一级安装6台60万kW机组（360万kW），二级安装8台60万kW机组（480万kW），糯扎渡电站安装9台65万kW机组（585万kW），观音岩电站安装5台60万kW机组（300万kW）及瀑布沟和构皮滩两座电站分别安装6台55万kW机组（330万kW）等。通过三峡电站右岸、龙滩、水湾电站建设和70万kW机组的成功投产，我国已具备独立自主进行设计和制造的能力。最近有关部门单位开始筹划和组织论证80万kW和100万kW机组在乌东德和白鹤滩电站安装的可行性和装备制造的科技攻关项目内容。 这些主要特大型水电站容量大，相应单机容量也大，总装机容量达196875MW，在我国水电开发中具有十分重要的地位。 2、大型贯流机组国产化经验 大型贯流式机组，尤其是灯泡式贯流机组起步不算晚，曾开发制造出一些小型机组，包括双向灯泡贯流机组在内，但大型贯流机组的国内制造，还是在改革开放后，多年来通过引进技术、合作制造生产，富春江水电设备总厂、哈电和东电都具备了大型贯流机组的设计制造能力。已经分别向在建的四川红岩电站（单机容量3万kW）、广西长洲电站(15台单机容量4万kW，水头变幅3~16m，轴轮直径7.5m)和广西桥巩电站（8台单机容量7.5万kW，额定水头13.8m，轴轮直径7.5m）提供国际一流水平的大型贯流机组设备，其中桥巩机组单机容量仅次于日本，居世界第二位，其设计制造综合技术难度均达到世界最高水平。 3、大型抽水蓄能机组国产道路的取向 20世纪60年代，我国就开始研制抽水蓄能双向可逆水泵水轮机组，并制造出了几台1万kW的小型机组。此后就再也没有投入技术力量进行研制。直到本世纪初，我国抽水蓄能电站大规模建设后，平均每年要投产大型水电机组800万kW至1000万kW左右，目前年生产制造能力只有800万kW左右，机组设备供应成为抽水蓄能电站发展的关键制约因素。根据国家水电建设规划任务要求，5年尚缺口大型水电机组200余万kW，尤其是抽水蓄能大机组问题严重。为了提高我国抽水蓄能机组的设计和制造能力，加快大型机组的国产化进程。2003年初，我国决定仿效三峡机组国产化模式，走三峡国产化道路，以河南宝泉、广东惠州、湖北白莲河3个抽水蓄能电站（共16台单机容量30万kW机组）为依托工程开展机组国产化试点，采用统一招标、技贸结合、引进机组设计和制造的核心技术、逐步实现我国大型机组设备制造自主创新国产化。为了支持和巩固机组核心技术，使转受方哈电、东电能够及时全面掌握所引进的技术，形成生产能力，国家又决定将蒲石河、桓仁、深圳、呼和浩特、仙游和黑康峰等六个抽水蓄能电站作为国家抽水蓄能机组设备国产化的后续依托工程项目，所需的机组设备将从哈电和东电采购，以确保大型抽水蓄能机组的国产化能在最短时间内发展起来，并以优质先进的设备支援我国抽水蓄能电站建设。 （三）21世纪初我国水电设备选型需求的技术趋势和特点 基于我国水力发电资源特征和优化开发的战略目标，对大电站、大机组设备选

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