关键词：电力建设  水电机组  三峡模式  市场竞争

　　摘要：中国电力建设加快发展，水电建设年投产10GW以上。
三峡水电机组始于自主研发，奠定了技术基础，从三峡左岸电站700MW大型水电机组引进技术，消化吸收再创新，实现三峡右岸和其他大型水电站自主设计制造大型水电机组，中国水电设备制造工业技术进步受益于改革开放、“三峡模式”。

　　一、中国电力工业的现状与远景

　　改革开放三十年来，我国电力工业同样取得巨大发展，特别是2002年末，电力体制改革，实行电网国家办、电厂大家办，成立国家电网公司和南方电网公司，成立全国性五大发电集团，增加投入，建设大水电站，高压输电网，实现西电东送，火电站采用超临界、超超临界机组和环保装置，实现节能减排，近三年,年增装机100GW左右，做到又好又快的发展，并为我国水电设备制造工业提供了广阔的市场。
中国水电工程顾问集团公司发表的水电发展规划比较符合实际，如下表：

指标名称	单位	1978年	2001年	2005年	2006年	2007年	2008年	2020年
发电装机容量	MW	57120	338490	517180	622000	713290	792930	1350000
其中：水电	MW	17280	83010	117390	128570	145260	171520	328000 +50000
火电	MW	39840	253010	391380	484050	554420	601320
核电	MW		2100	6850	6850	8850	8850
风电	MW			1060	1870	4030	8940

　　从上表可以看出，中国电源结构是不符合科学发展的，当前燃煤火电机组在装机容量中占75.8%，发电量占81%，虽然加强了排污治理，但燃煤火电站的污染仍是很严重的，应把调整电源结构纳入国家宏观调控范围，落实大力发展水电，加快核电和可再生能源建设，减少煤电比例和化石资源的消耗。加强领导力度，规划中的常规水电总装机容量在2010年、2015年、2020年分别为194000、271000、328000MW，抽水蓄能电站装机容量另列，分别为18000、34000、50000MW是可以实现的。

　　二、中国水力资源与水电建设

　　中国水力资源理论蕴藏量694GW，其中技术可开发量542GW，经济可开发量402GW,居世界第一位。水力资源是清洁的可再生能源。新中国成立时，全国水电装机总容量仅360MW，到2008年底，全国水电装机总容量（均未包括台湾省）已达172GW，其中80%以上水电机组是国内设计制造的，水电建设取得重大成就，但仅占技术可开发量的31.6%，仍低于世界水电平均开发35%的水平，潜力很大。大力开发水电，少用有限的化石资源并减少污染是水电建设者的历史责任，也是水电设备制造工业的光荣而艰巨的任务。

　　我国“十一五”国民经济和社会发展规划中提出积极发展电力，“在保护生态环境基础上有序开发水电，统筹做好移民安置、环境治理、防洪和航运。建设金沙江、雅砻江、澜沧江、黄河上游等水电基地和溪洛渡、向家坝等大型水电站。适当建设抽水蓄能电站”。到2020年达328GW，按技术可开发量达60%，即年均水电新装机12000MW以上。我国小水电在水电总装机中约占三分之一，即大中型水电机组年需量约8000-10000MW。

　　在“八五”计划期间，水电规划建设十二大水电基地，后增加怒江流域即十三大水电基地，其中正在建设装机容量1000MW以上的大型水电站19座，总容量约75000MW，其中将安装单机容量550-800MW的大型水电机组百余台。2007年三峡右岸和广西龙滩电站开始发电，都是单机容量700MW的，这些在建大型水电站将在“十一五”及其后一段时期陆续发电。

　　为适应电网调峯填谷和改善供电质量的需要，加快发展大型抽水蓄能电站建设是必要的，现在只有广州、浙江天荒坪、北京十三陵等总装机9400MW的抽水蓄能电站在运行，只占电网总容量的1.33%，已收到良好的效果。国外专家认为抽水蓄能电站装机应占电网总容量10%左右为宜。在建有14座17560MW，予计到2010年、2020年将分别达到18000、50000MW，平均每年需要单机300MW抽水蓄能机组8－10台。

　　三、中国水电设备制造工业发展历程

　　1950年1月，中央召开全国电器工业工作会议，决定在东北建立发电设备制造工厂，在东北电器工业管理局领导下，由国外归来的几位工程师带领下，在哈尔滨电机厂（哈电）和沈阳高压开关厂水轮机车间于1951年底设计制造完成我国第一台800KW立式水轮发电机组，装在四川下硐（现苏雄）水电站，相继制成四川上硐3000KW、福建古田6000KW水电机组。1953－1960年学习苏联，制成北京官厅10MW、浙江新安江72.5MW水电机组。1958年三线建设在四川德阳成立东方电机厂（东电），分布各省新建或扩建了十座中型水电设备制造厂，增加水电设备制造能力。从1960年到1978年底，全国贯彻“自力更生、奋发图强”的方针，自主设计制造了中朝合建云峰电厂100MW、刘家峡225MW、白山300MW、龙羊峡320MW等水电机组。至1978年末全国电站装机总容量达57120MW，其中水电站17280 MW，占30.3%，水电机组国内制造比例达80%。

　　改革开放以来，全国加强水电规划、勘测、设计前期工作，提出开发十二个水电基地（后加上怒江为十三个），实现西电东送，解决缺电地区发展需要，充分开发利用清洁可再生水能源，加快了水电建设。国内自行设计制造了广西岩滩混流式转轮直径8m 302.5 MW机组、青海李家峡400 MW机组（4#发电机采用蒸发冷却技术），先后投入运行，长江葛洲坝170 MW和125 MW世界尺寸最大的转桨式机组在1981年投入运行。改革开放，拓宽了视野，看到国内外水电机组的技术差距，一些新建大型水电站采用进口机组，由国内企业分包制造非核心部件，没有技术转让项目，起到了解世界的作用，技术上也有收获。包括云南鲁布格372m水头150 MW机组、湖南五强溪混流式轮轮直径8.3m240 MW机组、河南小浪底300 MW水轮机、四川二滩550 MW机组，还有国内外企业联合中标的福建水口200 MW当今世界单机容量最大的转桨式机组，国内水电机组设计制造水平不断提高。

　　四、来之不易的“三峡模式”，带动大型水电机组的国产化。

　　1983年国务院成立重大技术装备领导小组，设办公室负责组织日常工作，将三峡工程机电设备列为十二个重大技术装备项目之一。回顾1958年论证三峡工程蓄水位200m高程时，由机械工业部哈尔滨大电机研究所等单位研究提出《三峡枢纽水力机组容量论证初步意见》，有单机容量300～1000MW五个方案，因此由一所两厂（哈尔滨大电机研究所、哈尔滨电机厂、东方电机厂）负责三峡机组的科技攻关，符合科技创新以企业为主体、产学研相结合的原则。“六五”计划建设符合IEC标准的水力试验台，大所、东电、天津电气传动所先后建成，开展水轮机水力设计与模型试验，实现科研与模型转轮验收；“七五”计划期间建成1000t和3000t推力轴承试验台，做到计算与实验相结合，保证推力轴承以及机组的可靠性；1986年，国内进行蓄水高程175m三峡工程14个专题论证，机电设备形成可行性专题报告；并到国外大型水电站考察了解机组的技术及运行情况；还得到了国家自然科学基金的赞助，先后开展机组轴系稳定性、结构件的强度与刚度、发电机电磁方案、通风冷却系统等基础性课题研究，1994年两厂分别提出三峡机组的方案设计，并得到有关专家的评审，做为技术论证和电站设计的参考或依据，这是开展自主研发工作的基础。

　　1992年4月3日全国人大七届五次会议通过《关于兴建三峡工程决议》后，国务院成立三峡工程建设委员会并设办公室和成立中国长江三峡工程总公司，1993年7月批准三峡水利枢纽初步设计，装机26台700 MW世界最大的水电机组。年末开始邀请国外有设计制造大型水电机组经验的企业来华技术交流，随后国内又组团出国考察。三峡建委多次会议讨论，最后确定左岸14台机组国际招标，技术与经济全部由中标外商负责，与中方有资格制造企业联合设计、分包制造，并向中方转让技术，最后两台以中方制造为主。技术转让内容由国内制造部门提出清单，反复与外商谈判，直到同意转让包括外商自己开发软件的全部设计制造技术，签订技术转让协议，做为供货合同的内容。三峡总公司委托长江水利委员会设计院为电站设计总成单位，编制招标文件，1996年6月公开招标，形成国际竞争局面，有五个联合体投标，经过议标，Alstom采用挪威Kvaerner水力设计和ABB中标8台，与哈电合作；VGS(Voith、GE、Siemens)中标6台，与东电合作，1997年9月三峡总公司与外商签订合同。按技术转让协议，哈电、东电分别选派工程师到国外培训，将计算机软件连同源程序带回在厂内计算机运算得到相同结果，并运行一年以上，制造厂签字后，三峡总公司向外商支付技术转让费用，由于两厂有前期技术工作的基础，比较顺利地接受技术转让内容，掌握三峡机组的设计制造技术。上个世纪末，我国开工建设一批大型水电站，三峡右岸和地下电站、广西龙滩、云南小湾、贵州构皮滩、青海拉西瓦等。在三峡机组引进技术后，国内自主设计制造，不断创新。水轮机水力设计和模型试验新成果应用于三峡右岸700MW机组，压力脉动值小于左岸进口机组，消除了高部分负荷区的压力脉动带，提高了机组稳定性；开发了200m水头段的构皮滩水电站转轮，模型最高效率经瑞士洛桑中立试验台认定达到95.17%。
　　水轮机转轮上冠、下环、叶片在国内重机厂分别用精炼超低碳的铬镍钢铸造，完全达到国外供货的技术条件，用数控机床加工、特别是叶片两面按模型程序和焊接坡口在五坐标联动数控机床上铣削，型线准确，在制造厂内或工地焊接、热处理、加工、静平衡，完全达到国际一流水平。大部件广泛采用先进焊接技术和严格的无损探伤，保证结构可靠，用大型数控机床加工，提高互换性。哈电经过通风冷却计算和模型试验，自主开发700 MW全空冷水轮发电机，没有定子绕组内冷系统，结构简单，利于安装维护，做到定子线棒和铁心温差小，提高了可靠性，已在龙滩和三峡右岸电站投入运行，是当今世界最大的全空冷水电机组。发电机定子线棒主绝缘国内多年来包括三峡、龙滩等机组，采用环氧玻璃多胶粉云母带（GE流派），模压工艺是成熟的。有用户要求采用少胶真空压力浸渍VPI工艺（西屋、西门子、ABB流派），东电已经生产，哈电正在准备生产，改变了工艺习惯，都能达到F级高压绝缘技术要求。

　　综上所述，在中央领导的亲切关怀下，有三峡总公司大力支持，有哈电、东电等厂院校共同努力，在自主研发的基础上，经过三峡左岸机组的技术引进、消化、吸收再创新，以及两厂的技术改造，完成分包制造机组的合同，到自主设计制造三峡右岸机组达到国际先进水平，被称为“三峡模式”，可以为我国重大装备的发展做为借鉴。“三峡模式”还有一个涵义就是竞争，三峡左岸机组招标时，促使技术开发，模型转轮最高效率从当时93%提高了1.5个百分点，竞争促进了技术进步，起到了很好的作用。

　　五、水电建设的机电设备实现立足于国内

　　经过各方二十多年的齐心努力，我国水电设备制造工业取得长足的进步，技术上达到国际先进水平，提高市场竞争能力，适应水电建设的需要。

　　国内现在只有隶属于哈尔滨电站设备集团公司控股的哈尔滨动力设备股份有限公司的哈尔滨电机厂有限责任公司和隶属于东方电气集团公司控股的东方电气股份有限公司的东方电机有限公司两家具有研究开发能力，开展水轮机水力设计与模型试验和发电机试验研究，正在设计制造单机容量800MW级的大型水电机组，2007年分别生产总容量6030 MW和5190 MW水电机组，是国内自主开发设计，制造大型发电设备的国有骨干企业。另有中外合资企业：上海福依特西门子水电设备有限公司、天津阿尔斯通水电设备有限公司、杭州通用电气亚洲水电设备有限公司和东芝水电设备（杭州）有限公司四家，具有较强的焊接加工能力，依托其母公司的技术开发与管理的支持，能够制造大型水电机组；还有国内50余家中小型水电设备制造企业，可以满足国内水电建设的需要，并可以承担出口水电设备的任务，我国水电设备制造工业继续研究开发创新，加强企业管理，提供更多的优质产品，有着广阔的美好前景。
　　六、加强交流，共创双赢

　　中国政府实行对外开放的政策，加强中外科技交流和经贸发展是实现和谐社会及共赢互利的途径。中国水电资源丰富，大型水电站建设项目很多，需要量体裁衣，采用优秀机组。特别是水轮机水力设计试验研究，国内有哈电、东电的努力开发，国际上著名的水电设备制造公司已在中国建立了合资企业也要大力开发，共同把水电站建设的更好。中国水电建设制造企业要不断学习国外的先进技术和管理经验，实现大型水电机组的技术创新，相互交流合作，使大型水电机组制造技术取得更大的进步。

　　梁维燕简介


　　梁维燕（1929.10.2－）发电工程与设备专家，中国工程院院士。原籍山西省襄陵县，出生于北京市。1951年毕业于天津北洋大学。在哈尔滨电机厂工作37年，调任哈尔滨电站设备集团公司总工程师。现任哈电集团控股的哈尔滨动力设备股份有限公司高级工程师。主持研制达到国际水平的长江葛洲坝125MW水电机组，获国家优质金奖，葛洲坝工程获国家科技进步特等奖，主持全国第一台引进技术制造的600MW汽轮发电机获国家重大技术装备一等奖。主持突破高压定子线棒主绝缘防晕层电腐蚀的技术关键，实现大型发电机定子线棒主绝缘与防晕层半导体带包扎后一次模压成型的新工艺，无电压击穿，延长机组寿命。参与三峡机组论证，肯定国内制造的可行性，提出了有益的建议。1999年由国务院三峡工程建设委员会任三峡枢纽工程质量检查专家组成员。
　　1995年当选为中国工程院院士。
　　基本经历
　　◆1929年10月生于北京；
　　◆1951年毕业于天津北洋大学电机系，后到哈尔滨电机厂工作；
　　◆1951年参加我国自行设计制造第一台800kw立式水轮发电机组；
　　◆1970年组织突破刘家峡225MW水轮发电机定干线棒防晕层电腐蚀技术关；
　　◆1981年1月试制成功的云峰型100MW水电机组，获"国家质量奖银奖”；
　　◆1985年荣获国家科技进步特等奖和质量金奖；
　　◆1988年调任哈尔滨电站设备集团公司总工程师、常务董事、咨询委员会主任。
　　◆1991年2月研制的600MW汽轮发电机获“国家重大技术装备一等奖”。
　　◆现任哈尔滨动力设备股份有限公司董事。
　　研究方向
　　◆参加了我国自行设计制造的第一台立式800kW水轮发电机组和3—72.5MW系列水轮发电机和水轮机的工作
　　◆主持云峰型100MW水电机组、长江葛洲坝125MW水电机组的研制工作
　　◆主持的葛洲坝125MW水电机组的研制获国家科技进步特等奖
　　◆主持的600MW汽轮发电机引进技术制造获国家重大技术装备一等奖
　　◆参加长江三峡机组论证并组织科技攻关
　　论著成果
　　主编了《中国电器工业发展史（水力发电设备制造业）》和《英汉电站工程辞典》。目前在哈工大从事的科研工作是同步电机特殊问题的研究 。