作为世界上最宏大的水利工程和最大的发电厂,三峡工程的建设不仅提升了中国水电工程建设水平,更推动了国产水电重大装备的设计和制造业的升级。 从30万千瓦到70万千瓦“撑竿跳” 三峡工程设计安装的26台单机容量为70万千瓦的水轮发电机组,是目前世界上最大的发电设备之一,也是技术上最先进的机组。记者在机械工业联合会重大项目办采访时了解到,三峡首批机组进行国际招标时,我国的企业还只能制造30万千瓦以下的机组设备,比国际先进水平落后了近30年,为此,国家有关部门和三峡总公司,制订实施了引进、消化、吸收先进技术再创新,实现三峡重大技术装备国产化的战略。东方电机股份公司、哈尔滨电机有限公司等国内骨干企业和科研单位联合攻关,仅用了6年多的时间便吸收消化了阿尔斯通、西门子等跨国公司转让的设计制造核心技术,并加以改进和创新,生产的两台机组在三峡左岸电站安装运行后,其主要指标均达到国际同类产品水平。因此,在三峡右岸机组招标中,国内企业一举夺得2/3的份额。 2001年7月,三峡工程中由国内企业制造的首件产品——水轮机座环,由四川德阳东方电机股份有限公司制造完成,在三峡工地正式投入安装。水轮机座环也是三峡工程的第一个国产化大件,最大直径15米,高4.86米,重391吨。从2000年3月动工,历时13个月按期完成。经过业主和国外总承包商的严格检验,产品质量达到优良。水轮机座环的成功制造,是中国在大型水电机组国产化方面迈出的重要一步,也是上台阶的一步。 仅仅过了4年之后,2005年10月29日,三峡左岸电站安装的首台国产化特大型机组14号机,安全运行2387.8小时,累计发电量13.1亿千瓦时,顺利实现了“首稳百日”考核目标。特别值得一提的是,14号机组是以哈尔滨电机厂为主生产的首台国产化率达到71%的70万千瓦机组。 众所周知,水轮机的水力设计和制造是世界级难题,加上三峡电站汛期和枯水期水位变幅大机组运行条件差,给三峡机组的制造带来许多困难。为了既确保质量一流,又能提升国内重大装备技术水平,有关部门决定在采购国外先进设备的同时通过国际招标“技贸结合,转让技术,联合设计,合作制造”的方式实现三峡机组设备制造的国产化。根据工期进度安排三峡右岸将建12台装机容量为70万千瓦的机组,同样采用国际招标形式。 历史将记住这一非同寻常的时刻:2003年10月18日下午2点之前,哈电、东电、阿尔斯通三家企业,各自将其为三峡右岸开发的模型试验装置及转轮运到了中国水利水电科学研究院的第三方实验平台上等待测试。经过激烈竞争,最终是哈电和东电顺利通过了试验而且在某些技术环节上,中国的技术比左岸全部引进国外的机组性能还有所提高。2004年3月27日,在三峡工程右岸12台机组制造合同签订仪式上,哈电和东电一起拿下了其中8台机组的“订单”。由此,三峡工程右岸的12台70万千瓦水轮机组中,8台机组的制造任务由国内企业独立承担。而在此之前我国的此项纪录为零。 记者在采访中不止一次听到这样的说法通过三峡工程对重大装备的技术引进吸收我国与国外大型水轮机组先进技术的距离至少拉近了10年犹如完成了一次漂亮的“撑竿跳”从1996年三峡左岸电站机组招标开始,到2003年三峡右岸电站机组招标采购,哈电和东电从最初只能担任分包的配角,成长为独立的承包商参与70万千瓦大型机组的竞争,只用了7年时间。 机械工业联合会重大项目办主任隋永宾告诉记者,按照“十五”攻关合同规定的研究内容,哈尔滨电机厂有限责任公司、东方电机股份有限公司已完成了三峡左岸电厂70万千瓦机组消化吸收国外先进技术的任务,掌握了直径10米转轮、20千伏线棒、5500吨推力轴承关键技术,在此基础上,完成了分包制造工作。经过消化吸收再创新,已掌握大型水电机组的核心技术,通过国际投标竞争,实现了自主设计制造三峡右岸电厂70万千瓦机组的目标,使我国大型水电机组的技术水平达到世界先进行列。其中哈电为三峡右岸自行设计的70万千瓦发电机,是目前世界上采用全空冷技术最大容量的水轮发电机。 国产化推动了水电制造业升级 在与世界一流外国企业同台竞争中,哈电、东电在完成了一批高水平的科研成果和产品研制的同时,也培养了一批高素质的技术人才和管理人才。同时,打破了外国企业在技术和产品价格上的制约,在很大程度上降低了工程造价,为国家节省了大量的外汇。 以三峡右岸70万千瓦机组为例,阿尔斯通(ALSTOM)每套机组高出国内价格14%,约5800万元人民币。国产8台机组共节约4.64亿元。三峡电站需70万千瓦级的机组约50台,全部国内生产可节约25亿多元人民币。哈电、东电目前自行开发的混流式水轮机转轮模型最高效率为94.5%左右,比以前提高了1%。哈尔滨大电机研究所最近为构皮滩电厂60万千瓦机组开发的转轮模型在瑞士洛桑水力试验台最终验收结果,模型最高效率达到95.17%。水轮机转轮效率的大幅度提高,经济效益十分显著。根据一重的成本计算结果,采用精炼技术,不但钢水质量优于以前的普通铸件,而且每吨钢水还可节约2000元人民币。同时,对进口铸件将起到抑价作用,使国外垄断局面得以根本改变。 我国500千伏交流输变电成套设备的研制完成,又带来了新的经济增长点,国产550千伏GIS开关、并联电抗器等产品价格比进口设备均低20%~25%左右,对国外产品起到了有效“抑制”其价格的作用。例如2005年光纤电缆OPGW的价格仅为2001年的1/3左右,至少每公里降低2万元以上,以年用量3万公里计,降低工程费用达6亿元。 据不完全统计,截至2005年底,输变电部分产品新增销售收入总额 58169万元。更重要的是,该项目研究成果不仅用于500千伏级产品上,并延伸至其他电压等级产品中推广应用,促进了产品技术上等级和更新换代。 依托三峡工程,国内企业大规模的技术改造为设备的研制打下了坚实基础。哈电、东电已装备了高精度的水力试验台和推力轴承试验台等比较齐全的试验装备,可进行各种试验研究工作。建成的水电重型加工装配厂房和增添的五轴数控龙门铣镗床等重大关键设备,能制造10米直径500吨混流式转轮和整体运输。目前装备能力优于国外制造厂商。 一重、二重都已先后完成平改电拆掉平炉,建设大电炉和增添真空精练炉VOD等技术改造,目前装备能力也达到国外同等水平。沈阳铸造研究所装备了大型电渣熔铸电炉,使我国这项具有自主知识产权的专有技术,能为三峡及其他大型电站机组提供20吨重的大型铸件。 核心技术不再是“神话” 今年4月25日,专家组在北京对“十五”国家重大技术装备项目中三峡水轮发电机组的研制进行了评议。记者在项目验收报告上看到这样的验收意见:“以三峡工程为依托,经过引进消化吸收再创新,哈尔滨电机厂有限责任公司、东方电机股份有限公司等生产企业和科研单位在大型混流式水轮发电机组设计制造方面实现了跨越式发展,形成了自己的核心技术,提高了竞争能力,使哈电、东电进入了世界水电设备设计制造技术先进行列。 通过科技攻关,哈电、东电已掌握了大型混流式水电机组的核心技术,掌握了水力、电磁、冷却、刚强度及静动应力计算程序和试验技术,突破了巨型转轮直径10米,重500吨、5500吨推力轴承、20千伏绝缘线棒等关键部件的制造技术,达到了世界先进水平。 应用科研成果,哈电、东电为三峡左岸电厂研制的70万千瓦机组及其关键部件达到国际先进水平,运行良好。它们还自主开发设计了三峡右岸电厂70万千瓦机组,其中哈电设计的水轮发电机采用了全空冷技术。 通过技术改造和科技攻关,实现了大型铸锻件技术的提高。中国第一重型机械集团公司、中国二重集团有限公司由原来冶炼一般不锈钢普通铸件,提升到冶炼超低碳、高纯净度大型不锈钢精炼铸件。目前两公司大型不锈钢精炼铸件的冶炼设备能力和精炼技术,以及为彭水等水电工程提供的大型铸锻件达到国外同等质量水平。 回望三峡工程的建设历程,从国内制造的首件产品,到首台国产化特大型机组14号机,国产化给我们带来的不仅仅是自豪感,更重要的是重大装备设计和制造业的升级,以重大工程项目为依托,是我国企业实现自主创新的重要平台。正如中国工程院院士梁维燕所说:“通过三峡机组的技术引进和吸收我国企业掌握了水轮机的转轮和推力轴承等核心技术使我国发电设备的制造和装备水平大大提升。”这种核心技术使我们在未来的发展中多了一份胜算,少了一份被外国企业卡脖子的危险。 记者感言· 自主创新是企业掌握主动的利器。自主创新方式有原始创新、集成创新、消化吸收再创新,对于大型装备制造企业非常重要。对于重大技术装备而言,不一定什么东西都要自己做,掌握了核心技术,大量的配套设备可以在全球进行采购,关键是要掌握核心技术。 重大技术装备的特点,一是技术难度高,集基础科学、应用技术和现代制造技术于一体;二是研制周期长、投资巨大;三是成套性强,需要各行业的相互配合和集成。三峡水电机组的国产化正是各行业的相互配合和集成的结果。而这种大型清洁高效的发电装备实现国产化,对于结构调整、产业升级都有着积极的带动和推动作用。 记者在采访中了解到,超临界和超超临界火电、大型抽水蓄能电站、大型循环流化床等新型发电技术代表世界电力工业的最高水平,而我国电力装备制造业仅用了2~3年的时间,通过消化吸收引进技术,掌握了核心技术,实现了国产化。我国通过技贸结合等方法引进的60万千瓦超临界机组技术就是通过河南沁北电厂两套60万千瓦机组以市场换技术的方法引进的,只用2~3年的时间就基本掌握了关键设计制造技术。现在已经接到140多套生产任务,仅去年就完成了40多套。这说明我国电力装备制造业的能力在逐步增强。十一五”末到2020年,全国装机容量将达到7.5亿千瓦和10亿千瓦左右,电网的容量、电压等级将进一步提高,这对于依托重大项目提升电力装备制造业的国产化,无疑是难得的发展机遇。 |
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