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水能資源是我國得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，我國是世界第一水電大國。繼舉世聞名的三峽水電站之后，最近，我國第二大和第三大水電站金沙江溪洛渡、向家壩水電站相繼投產(chǎn)。溪洛渡水電站共安裝18臺(tái)單機(jī)77萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為1386萬千瓦。向家壩水電站單機(jī)80萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組是世界上最大的。
翻開中國水電建設(shè)的百年滄桑，從1910年依托國外技術(shù)興建的中國大陸第一座水電站——云南石龍壩水電站，到1971年自主設(shè)計(jì)建設(shè)的世界上最大的低水頭大流量、徑流式水電站——葛洲壩水電站，到世界第一大水電站——三峽水電站，再到綜合科技含量領(lǐng)先國際的西南水電群，我們看到，科技創(chuàng)新正引領(lǐng)著中國水電一步步走向世界之巔。特別是近10年來，我國水電裝備科技水平取得跨越式發(fā)展。我國通過引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新，擁有了水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)、定子繞阻絕緣、發(fā)電機(jī)蒸發(fā)冷卻等具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。哈爾濱電機(jī)廠和東方電機(jī)廠各自設(shè)計(jì)制造的三峽右岸4臺(tái)（套）水輪發(fā)電機(jī)組，運(yùn)行實(shí)踐表明其各項(xiàng)主要指標(biāo)優(yōu)于左岸進(jìn)口機(jī)組，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)70萬千瓦水輪機(jī)的突破。目前已建、在建和擬建的單機(jī)70萬千瓦及以上水輪發(fā)電機(jī)組超過120臺(tái)（套）。在建的溪洛渡、向家壩、白鶴灘、烏東德等電站，單機(jī)容量從70萬千瓦向80萬乃至100萬千瓦機(jī)組發(fā)展。我國正開展百萬千瓦級(jí)大型水輪機(jī)組技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)35萬千瓦、500米水頭以上大容量、高水頭抽水蓄能機(jī)組設(shè)計(jì)制造自主化，研制大型低水頭貫流式水輪發(fā)電機(jī)組等。
我國在成為世界水電第一大國的過程中，水電中國心——水力發(fā)電裝備也在迅速強(qiáng)大。水電已成為我國最具競(jìng)爭力的產(chǎn)業(yè)之一。記者了解到，國產(chǎn)水電常規(guī)產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，中大型水輪機(jī)國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)占據(jù)70％~80％的市場(chǎng)份額。從產(chǎn)品價(jià)格來看，中國制造至少比歐美日制造便宜20％~30％甚至更多，我國中小型水輪發(fā)電機(jī)組在國際上的競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)已經(jīng)轉(zhuǎn)變成了具體的海外訂單。
追趕：7年跨越30年差距
“我國已經(jīng)掌握世界上最大容量70萬千瓦水電機(jī)組制造技術(shù)，創(chuàng)新性地采用空冷和蒸發(fā)冷卻技術(shù)，技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先，且批量生產(chǎn)能力已形成。”在近日舉行的2013電力行業(yè)競(jìng)爭情報(bào)報(bào)告會(huì)上，中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長郭振巖如是說。
2012年10月15日，在三峽地下電站最后一臺(tái)70萬千瓦機(jī)組正式交付投產(chǎn)百日后，中國長江三峽集團(tuán)公司聯(lián)合相關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)、制造以及安裝單位在北京召開了“三峽工程電站重大裝備國產(chǎn)化研討會(huì)”。
三峽集團(tuán)董事長、黨組書記曹廣晶在研討會(huì)上表示，三峽電站重大裝備國產(chǎn)化全面實(shí)現(xiàn)，走出了一條依托重大工程實(shí)現(xiàn)重大裝備國產(chǎn)化之路。目前，水電已成為我國最具競(jìng)爭力的產(chǎn)業(yè)之一。
據(jù)了解，三峽工程論證期間，國外已有56臺(tái)單機(jī)容量50萬千瓦以上的水電機(jī)組在運(yùn)行，其中單機(jī)70萬千瓦機(jī)組21臺(tái)。而國內(nèi)已投運(yùn)水電最大單機(jī)容量僅32萬千瓦，設(shè)計(jì)制造能力為30萬至40萬千瓦級(jí)水輪發(fā)電機(jī)組的水平，相當(dāng)于落后國外30年。
為了既確保三峽工程的質(zhì)量達(dá)到一流，又不失時(shí)機(jī)地扶持民族工業(yè)，黨中央、國務(wù)院果斷決策：三峽左岸電站機(jī)組實(shí)行國際采購，走“技貿(mào)結(jié)合、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、聯(lián)合設(shè)計(jì)、合作生產(chǎn)”之路，明確提出了依托三峽工程，走自主創(chuàng)新與技術(shù)引進(jìn)相結(jié)合的道路，逐步實(shí)現(xiàn)三峽工程裝備國產(chǎn)化。
1996年，三峽左岸電站14臺(tái)機(jī)組國際招標(biāo)。這場(chǎng)有著“水電奧運(yùn)”之稱的當(dāng)時(shí)世界最大的水電設(shè)備采購項(xiàng)目，吸引了全球著名水電設(shè)備制造廠商的目光，形成激烈的競(jìng)爭局面。最終，法國阿爾斯通、瑞士ABB中標(biāo)8臺(tái)機(jī)組，與哈爾濱電機(jī)廠合作；VGS聯(lián)合體中標(biāo)6臺(tái)，與東方電機(jī)廠 合作。
據(jù)中國三峽集團(tuán)原副總經(jīng)理?xiàng)钋褰榻B，在三峽左岸電站建設(shè)中，后期主機(jī)國產(chǎn)化率平均已經(jīng)達(dá)到了50％。
2005年9月16日，由中國企業(yè)自主制造的三峽左岸電站最后一臺(tái)機(jī)組順利并網(wǎng)發(fā)電，我國重大裝備國產(chǎn)化取得階段性成果，設(shè)計(jì)制造能力躍升至70萬千瓦特大型機(jī)組水平。至此，我國水電裝備制造業(yè)僅用7年時(shí)間，跨越了與國外30年的差距。
創(chuàng)新：邁向國際先進(jìn)水平
“在參與三峽左岸電站建設(shè)的過程中，中方企業(yè)的技術(shù)實(shí)力不斷提升。哈爾濱電機(jī)廠自主研發(fā)了全空冷技術(shù)，這在70萬千瓦級(jí)水輪發(fā)電機(jī)組領(lǐng)域是一個(gè)創(chuàng)新；東方電機(jī)廠在右岸電站采用了完全重新設(shè)計(jì)的機(jī)型。從三峽右岸電站開始，國內(nèi)廠家已經(jīng)具備同國外廠商同臺(tái)競(jìng)技的能力。”中國三峽集團(tuán)機(jī)電工程局局長張成平說。
2004年3月27日，三峽右岸電站12臺(tái)機(jī)組招標(biāo)采購合同正式簽訂。東方電機(jī)廠、哈爾濱電機(jī)廠成為簽字席上的“主角”，分別獲得4臺(tái)機(jī)組的獨(dú)立設(shè)計(jì)制造合同，一舉從國外企業(yè)的“學(xué)生”躍升為其“對(duì)手”。2007年7月10日，首臺(tái)國產(chǎn)化70萬千瓦水電機(jī)組——哈爾濱電機(jī)廠制造的三峽右岸電站26號(hào)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，其國產(chǎn)化水平達(dá)到100％。
此后，三峽地下電站6臺(tái)70萬千瓦機(jī)組延續(xù)三峽右岸電站合同，其中4臺(tái)由國內(nèi)企業(yè)供貨。2012年7月4日，隨著最后一臺(tái)機(jī)組投運(yùn)，三峽電站裝機(jī)容量達(dá)到2250萬千瓦，為世界第一大水電站。
據(jù)三峽集團(tuán)有關(guān)人士介紹，除機(jī)組實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化以外，地下電站在主變壓器、GIS方面也都實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。不光主要設(shè)備全面國產(chǎn)，以往長期依賴進(jìn)口的關(guān)鍵原材料和鑄鍛件，也深深地打上了“中國制造”的烙印�！叭a(chǎn)業(yè)鏈都實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)供應(yīng)�！辈軓V晶說。
三峽集團(tuán)總經(jīng)理陳飛表示，做強(qiáng)三峽品牌，推廣三峽標(biāo)準(zhǔn)，使三峽水平成為普遍水平，才能達(dá)到引領(lǐng)世界的目的。
目前，單機(jī)容量70萬千瓦以上水電機(jī)組多數(shù)在我國。除三峽外，已成功應(yīng)用于龍灘、小灣、拉西瓦等巨型電站。我國在水電設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行方面都已達(dá)國際先進(jìn)或處于領(lǐng)先地位。
同屬三峽集團(tuán)的金沙江溪洛渡、向家壩單機(jī)容量則將達(dá)77萬千瓦和80萬千瓦。2008年8月28日，溪洛渡、向家壩水電站26臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組招標(biāo)采購合同在 北京簽訂，中國企業(yè)中標(biāo)19臺(tái)，再次成為巨型機(jī)組的設(shè)計(jì)制造主力。
2013年7月，由東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司自主研制的溪洛渡電站單機(jī)容量77萬千瓦巨型水輪發(fā)電機(jī)組13號(hào)機(jī)和10號(hào)機(jī)順利通過72小時(shí)試運(yùn)行。而哈爾濱電機(jī)廠為向家壩提供的80萬千瓦空冷水輪發(fā)電1號(hào)機(jī)組、2號(hào)機(jī)組制造已經(jīng)完成，并實(shí)現(xiàn)自主化生產(chǎn)，其中1號(hào)機(jī)組于2013年10月投產(chǎn)發(fā)電。
“東方電氣溪洛渡77萬千瓦混流式水輪機(jī)取得成功，在國際同臺(tái)競(jìng)技中技術(shù)指標(biāo)領(lǐng)先；自主開發(fā)的大型貫流式水輪機(jī)水力模型和仙游混流式水泵水輪機(jī)水力模型通過了瑞士洛桑中立試驗(yàn)臺(tái)的同臺(tái)對(duì)比和業(yè)主見證驗(yàn)收；葛洲壩電站增容改造水力模型順利通過國內(nèi)專家組的驗(yàn)收，各項(xiàng)水力性能全部滿足合同要求，達(dá)到了國際先進(jìn)水平�！睎|方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司副總經(jīng)理李云軍告訴記者。
超越：瞄準(zhǔn)百萬千瓦和抽蓄設(shè)備
“百萬機(jī)組和抽水蓄能機(jī)組的研制將繼續(xù)帶動(dòng)水電重大裝備的技術(shù)進(jìn)步。”張成平說。據(jù)悉，我國擬在白鶴灘、烏東德等巨型電站采用百萬千瓦機(jī)組，目前正在開展攻關(guān)研究。
這也得到了主要水電設(shè)備制造廠商的證實(shí)�！靶滦蝿�(shì)下，百萬千瓦級(jí)水電機(jī)組的研制和抽水蓄能機(jī)組的優(yōu)化，將是東方電氣水電技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)�！崩钤栖姳硎�，隨著百萬千瓦級(jí)水電機(jī)組研發(fā)課題的進(jìn)行，新的技術(shù)、新的工藝將可以應(yīng)用到水電設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造中，這將提升水電設(shè)備總體技術(shù)質(zhì)量水平。哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司副總經(jīng)理王國海告訴記者，哈電機(jī)公司在水電方面將重點(diǎn)開發(fā)超大型空冷100萬千瓦級(jí)混流式水輪發(fā)電機(jī)組，繼續(xù)保持巨型水輪發(fā)電機(jī)組研制的國際領(lǐng)先地位；在實(shí)現(xiàn)大型抽水蓄能機(jī)組主機(jī)研發(fā)制造國產(chǎn)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)大系統(tǒng)集成和輔機(jī)配套能力，使我國抽水蓄能機(jī)組研發(fā)制造和集成能力達(dá)到世界先進(jìn)水平。
專家介紹，百萬千瓦混流式水電機(jī)組重點(diǎn)發(fā)展方向是水輪機(jī)及調(diào)速器、發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁等附屬設(shè)備的系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)技術(shù)，水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)和模型試驗(yàn)技術(shù)，機(jī)組剛強(qiáng)度及動(dòng)力響應(yīng)技術(shù)等。而6萬千瓦貫流式水輪發(fā)電機(jī)組應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪模型水力設(shè)計(jì)及試驗(yàn)技術(shù)、機(jī)組剛強(qiáng)度及事故停機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定技術(shù)以及機(jī)組通風(fēng)冷卻技術(shù)等。同時(shí)，潮汐發(fā)電機(jī)組則應(yīng)著力于適合潮汐特點(diǎn)的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的水力研究，提 高適合于雙向發(fā)電的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的水力研究以及機(jī)組防腐、防污的研究。
抽水蓄能機(jī)組是水力發(fā)電設(shè)備制造行業(yè)產(chǎn)品中最復(fù)雜、最困難的，國內(nèi)市場(chǎng)一直為國外企業(yè)所壟斷，在國家發(fā)展改革委的大力支持下，結(jié)合多年水電設(shè)備自主研制的經(jīng)驗(yàn)，通過近十年的技術(shù)攻關(guān)，抽水蓄能機(jī)組的自主研制取得突出成就。
“東方電機(jī)抽水蓄能機(jī)組在500米水頭段及以下、400兆瓦級(jí)已經(jīng)具備自主研制、成套、安裝、調(diào)試的能力，自主研制的500米水頭段、單機(jī)額定容量300兆瓦的福建仙游抽水蓄能電站首臺(tái)機(jī)組已于2013年1月完成安裝調(diào)試，進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行。500米水頭段及以下、400兆瓦級(jí)抽水蓄能機(jī)組發(fā)電電動(dòng)機(jī)正在研制中，目前已經(jīng)開展600至700米超高水頭段抽水蓄能機(jī)組技術(shù)研發(fā)，并在機(jī)組穩(wěn)定性方面形成具有東方電氣特點(diǎn)的技術(shù)能力。”李云軍介紹說。
伴隨著水電中國心的強(qiáng)大，中國水電已編隊(duì)走出國門，參與全球市場(chǎng)競(jìng)爭。目前中國水電行業(yè)在技術(shù)水平和價(jià)格上都具有世界一流的競(jìng)爭力，在非洲、南美、中亞等海外地區(qū)，中國水電已經(jīng)編隊(duì)，開始走出去。
