中国水电设备和输变电设备制造业整体崛起

     我国是世界上水力资源最丰富的国家，根据最新普查，目前全国可开发的水力资源将近5.4亿千瓦，而我国到去年为止，实际开发的水电为1.29亿千瓦，仅占水力资源可开发总量的四分之一，开发比重还不到欧美发达国家的一半。根据国家发改委规划，到2020年全国水电开发将比现在翻一倍以上，达到3亿千瓦。与丰富的水力资源相比，我国的水电设备却长期落后，直到上世纪九十年代，我国的水电机组设计制造水平还没能突破30万千瓦的极限，比国际水平落后了二三十年。 

　　然而，就在前不久，世界最大的水电站三峡电站，却出现了一台完全国产化的70万千瓦水电机组。中国的水电装备制造业，怎么一下跨越了这二三十年的差距呢？我们还是先到三峡，深入这台中国制造的巨无霸里面去看看。 

　　我国水电装备制造业与国外技术不相上下 

　　2007年7月10日，三峡右岸电厂第一台70万千瓦水轮发电机组正式投产，三峡总公司，设备生产厂家为此举行了一个隆重的仪式，因为这是中国企业迄今为止第一次生产出这种世界最大的巨无霸发电机组。 

　　杨清：“它这个机组不是国产化的问题，是国产机组，不是按照国外的图纸设计的，而是按它自己设计的，就是中国制造，这个机组还有我们自己的知识产权，独立的知识产权。” 

　　杨清，三峡工程开发总公司副总经理，也是一位电机方面的专家，对这台由哈尔滨电机厂生产的发电机组，杨清赞不绝口，为让记者更加直观的了解这台机组卓越的性能，他拿出了一个硬币。 

　　杨清：“硬币在这站住了，不但现在这个机组是满负荷运行，满负荷运行机组振动是非常小的，不但这样，机组甩负荷的时候，转速要上升，上升的时候，它仍然能站住站，就说明这个机组的稳定性，你感觉不到这个机组在振动，跟国外先进的相当，比国外一般的要强的多。” 

　　三峡工程发点部分共有左岸、右岸、地下三个电厂，其中左岸电厂已投产14台70万千万机组，全部是阿尔斯通、VGS等国外品牌，从右岸电厂开始，中国自己生产的品牌开始登台亮相，在右岸巨大的厂房内，总共要安装12台机组，其中四台由哈尔滨电机厂生产，四台由东方电机厂生产，另外四台是国外品牌阿尔斯通，8台中国生产的机组将在这里和国外品牌同台竞技，一争高下，而哈尔滨电机厂则为国产机组在这场竞争开了个好头。 

　　杨清：“原来给我们的指标是达到国外的先进说平，应该说它已经达到了，而且有些技术应该讲它有突破。” 

　　一般来说，能赶上国际先进水平已属不易，更何况是超越，那么这些突破有那些呢？在杨清的带领下，记者下了三层楼，从一台正在安装机组的底部起开始参观。机组并网发电后，这些水下部分的舱室都会关闭，常人是无法看到的。 

　　杨清：“这个就是水了，这个转轮直径10.6米，重量500吨，直径和重量都是最大的，就是因为它大，造成整个结构都大。” 

　　整个机组的重量达到了超乎人们想象的5500吨，上下高度超过50米，相当于一座10多层楼的高度。如此巨大设备的设备不停运转，而上面硬币居然能够站立，确实让人惊叹。杨清告诉记者，能够做到这一点，主要得益于转轮的加工工艺的改进。 

　　杨清：“加工工艺要求的非常高，每一个叶片的相似性，还有他本身每一个曲线，因为你这个曲线如果达不到它设计的曲线，水冲击下就会产生气蚀，气蚀就会是叶片或者振动大，或者就是被磨损掉。” 

　　在三峡工程以前，这是国外同行都没有解决的难题。 

　　杨清：“咱们国内有个统计，三峡没建以前，前十个大电站一共45台混流式的机组，其中有44台运行的时候都裂，这45台不是国内制造的，也是国外制造的，像二滩，小浪底，大朝山都是国外制造的，全部都裂，运转初期上来就裂，这个是几个部门都有调查数据的。” 

　　但是通过一系列技术攻关，国产机组成功攻克了这一让国外同行束手无策的难题。 

　　杨清：“国产机组首先突破和国外不一样的是转轮技术，就是水力学技术，在模型实验的时候，这些机组招标完了都做了模型实验，同比实验的时候，稳定性最好的是哈尔滨的。 

　　转轮技术的突破大幅度提高了整个机组的运行可靠性，在哈尔滨电机厂生产的70万千瓦机组上，另一个重大技术突破是线泵风冷技术。这是水论发电机组的心脏部分，这就是线泵，国外水轮发电机组线泵都是采用水冷技术，水冷系统出现故障难以维修，同时占地面积过大。 

　　杨清：“今后电厂很多都是在峡谷地带，甚至是地下电站，占地越小越好，不可能占地大，白不开，不经济。” 

　　国产机组成功将这一系统改成了不另外占地的风冷，而且，冷却效果远远好于国外的水冷系统。 

　　杨清：“这个高度大概在3米5几，在运行中主要技术难点是什么，这么大的线泵运行，一般来讲是上部温度高，下部温度低，能散热的温度就地，不能散热，窝风的地方温度就高，做到全部均匀是非常困难的，他们这个技术就做到了，所有线泵最大的温差不会超过3度，每一根线泵温差上下最不均匀的地方不超过2度，这在国际上是一项非常非常了不起的技术。” 

　　杨清介绍说，这一技术至少领先国外3—5年，可以说独步世界。正是这些技术的采用，让国产机组投产以后有了不俗的表现。 

　　杨清：“技术上和国外不相上下，加工精度上我们强，但是我们现在的问题在，经常系统性的问题上容易出问题。” 

　　转让技术让企业“牛”起来 

　　这种全球最大的70万千瓦水电机组，整个三峡工程计划安装32台。这在全球各大水电设备制造巨头看来，都是一个千载难逢的大蛋糕。从1993年11月举行第一次三峡机组技术交流会开始，全球近十个国家，数以千计的中外水电专家都把目光投向了这里，展开同台竞技。因为他们知道，拿下三峡的水电机组，就意味着在全球巨型水电机组制造业的版图上，占领了制高点。三峡机组成为世界水电装备技术最高水平的展示和较量，被称为全球的“水电奥运”。那么，在这个赛场上，中国企业凭什么后来居上，超越一个个国际巨头呢？ 

　　在三峡工程以前，掌握70万千瓦以上机组生产技术的国际上也只有阿尔斯通、VGS等少数企业，而70万千瓦以上这种巨无霸机组的主要市场都是在中国，买方大部分都是三峡工程开发总公司。 

　　杨清：“三峡就是32台70万机组，现在在金沙江标书已经发了，光是溪洛渡，向家坝两个电站又是26台机组，已经发标了，也都是70万以上，70万还要以上，是77万和80万的机组，还考虑像乌冬德，白鹤滩，甚至容量更大的机组，都是70万以上的，，世界上大概有上百台70万以上的机组，三峡大概站了80%。” 

　　从国外购买每台机组的价格大约是5亿元人民币，这样仅三峡工程本身的32台机组就价值近200亿元，再加上三峡工程开发总公司金沙江等项目，这将是一个上千亿元的巨大市场。 

　　杨清：“从长期制造我们要靠谁，技术要升级等等要靠谁，国外的企业变化是很快的，一没有市场就变了，但是我们江是老流的，河水老是流的，技术要不断提升的，那你要靠谁？那肯定要扶持国内的企业。” 

　　但是，国内企业以前最大只生产过30万千瓦的发电机组，技术上最起码落后国外20年，为了扶持国内企业，三峡工程在第一批左案电厂14台机组招标时明确规定，中标的国外企业必须向国内企业转让技术，并且为此支付了巨额的技术转让费用。 

　　杨清：“咱们是用市场换技术了，光是软件这一块，大概三峡总公司给制造厂多拿了一个多亿，就是买软件，帮助咱们中国制造的企业买软件。” 

　　让杨清没有想到的是，国内企业引进消化国外先进技术的能力是如此之强，从左案电厂招标开始，短短几年时间，他们就消灭了之前和国外先进企业之间二十年以上的技术差距，迎头赶上。 

　　杨清：“原先我们没有想到他们进步比较大，原来认为左岸（电厂）是（提高）国产化率，右岸电厂是国产化，等到地下电站才是中国制造，但是实际上右岸（电厂）就开始实现了中国制造。” 

　　中国的水电装备制造业，通过引进、消化、吸收、再创新，用了8年时间，花了1亿多元的技术转让费，就完成了单机容量从30万千瓦向70万千瓦的跨越，迈进了巨型水电机组研发的新版图，从2003年7月10日第一台机组投产算起，整整4年，三峡工程已经陆续有16台巨型机组投产，累计发电超过1700亿度，可以照亮半个中国。 

　　但这么巨大的电量，如何用最经济的办法输送出去，这对国内的输电设备制造企业，又是一个从没遇到过的挑战。那中国企业还能继续创造出奇迹吗？ 

　　这里是三峡向上海送电的宜都换流站，三峡工程的电能就是从这里转换成５０万伏的高压直流电后直接送向上海。 

　　杨清：“这条线每年雷期的时候都要打掉，我们也是非常担心我们这个走廊，安全不安全，江上雷有垂直下来的，还有滚雷沿着江过来的，所以比较复杂，我们这个没有因为雷击发生过问题吧。” 

　　张金德：“目前从左岸的情况来看，还是比较好的。” 

　　这是目前全世界最先进的换流站，同时也是全中国最昂贵的换流站，尽管只有半个足球场大小，但是其造价却高达惊人的27亿元，这个站里的所有设备都需要从国外引进。这是换流站中的一个关键设备换流阀，其中一个5英寸大小的阀片从国外采购就要数万元。 

　　张金德：“从国家电网公司来讲，充分的考虑到要扶持我们自己的民族工业，壮大我们的民族工业，所以在引进的时候，要考虑把国外的技术，除了设备要引进以外，但是国外的技术也要引进，要消化，要吸收。” 

　　在这个思路的指导下，国网公司在招标中坚持中标企业必须向国内企业转让技术，大部分设备由中国企业参加分包，并为此向ＡＢＢ等企业多支付了数千万元的技术转让费用。这样，尽管宜都换流站技术还是国外的，但是很多产品已经开始实现了中国造，这是宜都换流站建设时安装变压器的画面，工人正在小心翼翼擦拭变压器套管，这一台价值４千多万元的变压器就是中国西电集团西安变压器厂生产制造。 

　　张金德：“宜都换流站国产化率已经达到了70%。” 

　　三峡背后的企业崛起 

　　从三峡通向上海的输电线路，用上了国产的50万伏直流输变电设备。实际上，整个三峡输变电系统的规模远远超过我们刚才看到的这些：在华中，它以湖北为核心，辐射河南、湖南、江西；向西，连接川渝电网；向东，远到上海、江苏，形成西电东送的一条新通道；向南，直通广东，实现华中电网和南方电网的联网；向北，连接华北电网，搭建起一个从华中辐射全国的电网互联格局。国内一批大型输变电设备生产企业也借助这个宏伟浩大的工程，找到了迅速成长的机遇。 

　　在西电集团公司，副总经理裴振江没有带记者先去看他们引进技术生产的变压器，而是首先带着参观集团公司西安高压电器研究所的特高压试验大厅。 

　　裴振江：“现在应该是世界上最领先，最先进的，先进的指标都有点低了，它是领先世界的，第一，就是世界第一。” 

　　这个试验大厅可以对各种高压、特高压输变电设备进行各种各样的试验，在此之前，这一类试验都要到荷兰去做，不仅周期长，费用高，而且受制于人。 

　　裴振江：“如果没有它，你就可能搞不了，所有的产品必须做试验，才能验证你的产品，你的方案能不能符合要求。” 

　　这一项目正是在三峡工程引进设备生产过程中上马的，因为三峡工程的大型设备必须要具备这样的试验条件。这张图上的产品就是一个5英寸芯片就值数万元的换流阀，现在也实现了国产化，在国产化过程中，试验大厅起到了至关重要的作用。 

　　裴振江：“这里面有很多控制部分，发现了当时我们这个产品设计中的一些问题，及时得到了改正，然后让产品完善，最后投入运行，尤其是国外的专家来考察，来看西高所，大家有时候看工厂，行家看完工厂，工厂你可能有几架设备，人家也有，你的这个手段人家也有，但是很难得有哪个企业像西电公司一样，有这么大的试验基地，而且这个试验基地又是全世界最强的试验基地，所有尤其外国专家看完西电公司，看完这部分后感觉就跟来之前不一样了，我们有能力超过他们，比他们更强。” 

　　裴振江副总经理告诉记者，三峡工程给西电集团带来的一个重要的变化就是形成了一整套创新的体系，除了试验条件为创新提供了硬件的保障，引进的变压器生产技术也已经被充分消化吸收，这些技术已经被用到了很多新产品上，这是西电集团刚刚开发的750千伏交流变压器。 

　　裴振江：“吸收了很多直流技术，用在了这里，这在世界上属于先进产品。” 

　　全球水电行业流行一句话，“世界水电在中国，中国水电冠全球。”这话说的就是三峡工程。2006年，三峡电站输出电力最大达到了980万千瓦，相当于每年节约了5000万吨燃煤。而到了2009年全部机组投产后，三峡电站发电能力将达到2240万千瓦，相当于十几个大亚湾核电站，全国平均每个人可以用70多度三峡电。而在这些数字背后，是中国水电设备和输变电设备制造业的整体崛起，在中国制造的版图上，三峡工程可以说打上了一个标志性的符号。(记者 孟庆海)