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水电装备与工程的“跨越式赶超”-能源

 
作者:九游会  来源:AG九游会  时间:2020-09-20 15:37  点击:
 

  金沙江是我国待开发的最大水电基地,也是世界上少有的水能资源富集的河流之一。溪洛渡水电站是金沙江水电基地的第一期工程,是一座以发电为主,兼有防洪、拦沙和改善下游航运条件等巨大综合效益的水电工程。今年,金沙江溪洛渡水电站大坝混凝土浇筑进入高峰期,全年计划完成153万立方米混凝土浇筑任务。

  溪洛渡水电站装机容量1260万千瓦,位居世界第三。左右两岸各安装9台单机容量77万千瓦的水轮发电机组,年发电量为571亿�640亿千瓦时。

  相关可行性研究报告指出,溪洛渡水电站主要供电华中、华东地区,并兼顾川、渝、滇的用电需要,将成为“西电东送”战略的骨干电源,从而使“西电东送”有了一个较高的起点。

  溪洛渡水电站最重要的标志性意义在于���溪洛渡水电站水轮发电机组招标采购中,充分利用了三峡机组国产化的成果,进一步推进了大型水电设备的国产化进程。在溪洛渡水电站工程中,国产水电设备的技术水平比三峡工程又上了一个台阶,水电工程的科技含量也进一步攀升。

  国外大公司进入中国水电市场以后,我们拿不到订单,用户也同情我们,但是他们却帮不了我们,那是我最痛苦的一段时间。在谁也帮不了我们的时候,只有自救一条路,我们抓紧技术引进这一契机,自加压力,决心非要做出个模样不可。同台竞技,我们拿了第一,大家都替我们高兴,可我们内心的那种喜悦和激动,外人是很难体会的。

  要说我现在的困惑就是,水力开发人才的成长期一般要10�15年,现在的年轻人都嫌这个成才时间太长。有人说,我们搞设计的很多是靠灵感,可灵感哪里来?灵感其实来自于经验,做时间长了,有一定经验了,自然就会有成长跨越的机会。所以,我希望年轻人能够耐下性子,水电市场这么大,只要你努力,肯定会有你的位置。

  我是1984年清华大学电机系毕业的,大学毕业就来到东方电机,现在我们大学同学聚会,33个人中,还有五六个人在从事本专业。就我个人来讲,不是没有其他的机会,但我还是愿意留在我的专业领域,我所从事的水电机组研发是世界水平的,中国水电市场是世界第一规模的,就为这个,我觉得我这些年的坚持,值了。

  地处四川德阳的东方电气集团东方电机有限公司(以下简称“东方电机”)在溪洛渡水电机组招投标中,中标了溪洛渡右岸9台77万千瓦水轮发电机组。

  说起当初在中国水利水电科学研究院中立试验台举行的、集中了中外四家顶尖级水电企业参加竞标的那场“同台竞技”,东方电机副总经理、总工程师贺建华别提有多神气了:“那场同台竞技后,三峡集团副总工程师程永权见到我,由衷地说,‘老贺,你们这次的表现,两个字���完美!’”

  为了体现公平,针对溪洛渡水电机组的招标,三峡集团委托中国水利水电科学研究院对竞标的四家企业(其中两家外资企业、两家国内企业)水轮机模型进行“同台测试”。所谓同台测试,是把四家企业竞标的水轮机模型按顺序拿到一个试验台进行综合性能对比试验。测试结果显示,东方电机开发的水轮机转轮模型综合性能指标排名领先,特别是关键性能指标水力稳定性方面,最大压力脉动小于3.5%,创造了行业内这个水头新的世界纪录。这个排名领先的另一种解读在于���“这是我国在水力设计上首次超过国外同行。”

  “每一个水电机组所处水文、地质等环境不同,对水电机组自然有不同的要求,然而所有水电机组都有一个共同的追求,那就是在容量不断升级、转速不断提高的情况下,实现最大程度的可靠性和稳定性。”贺建华告诉记者。

  一是水轮机水力稳定性技术。上世纪90年代国内的大型水电机组很多项目出现了水轮机转轮裂纹问题,给用户和电网带来不利影响,因此从三峡右岸机组开始,水力稳定性成为国内大型机组最重要的要求指标。东方电机通过4轮14个转轮的艰苦开发获得了溪洛渡230米水头段水轮机模型最好稳定性,打破了这个水头段跨国公司的长期垄断,为机组安全可靠提供了基础保障。

  二是发电机全空冷技术的应用。电机冷却是大型水轮发电机关键技术之一,国外大容量水电机组通常采用水冷方式将发电机余热导出,但冷却水系统一旦出现故障,将会引起发电机突然短路跳闸。目前,全空气冷却已成为大型水轮发电机冷却的技术方向,但随着发电机容量的增加,全空气冷却难度越来越大。在没有任何外来技术引进的情况下,作为行业领头雁,东方电机一直致力于全空气冷却技术的自主研发,本次9台77万千瓦水轮发电机全部采用全空气冷却技术。由此,东方电机成为在水电行业惟一一家同时拥有水冷、空冷、蒸发冷却三项发电机关键技术的公司。

  三是发电机绝缘系统。绝缘系统是水电机组的核心系统,所以国外公司十分重视绝缘系统的知识产权保护,不愿意转让。东方电机在绝缘结构、绝缘工艺、绝缘材料等方面,不断精益求精,超越自我,最终实现了承载20千伏的绝缘系统,目前有4项绝缘专利技术应用于溪洛渡机组。

  四是全数字集成式筒形阀的应用。在中标的9台77万千瓦溪洛渡水电机组里,东方电机均安装获得专利授权的“全数字集成式筒形阀电液同步控制系统”,该系统的应用是东方电机利用国内自主技术的一大创新,既简化了系统,降低了成本,同时又结束了对国外技术及产品的依赖。

  水电设备制造业作为传统行业,大多数使用的是公知公用技术,所以可申请专利的技术有限。用贺建华的话讲,水轮发电机组研制比较多的是“专有技术”,致力于将整个系统完善到极致,不断提高稳定性。这些“专有技术”和专利共同构成了东方电机的看家本领,东方电机对这些看家本领实行了全面保护。

  据东方电机技术管理部部长傅之跃介绍,目前东方电机充分认识到知识产权管理工作的重要性,把知识产权的形成、实施、保护、管理提高到事关企业的生存大计,事关企业的可持续发展大计高度,仅2009年一年东方电机就申请了专利28项。

  东方电机的知识产权战略被概括为:通过原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,形成自主知识产权;全面提升企业知识产权运用能力,加快科研步伐,跟踪国际先进水平;积极参与行业、国家、国际标准的制定,努力打造核心竞争力。

  中国拥有全球第一的水电资源总量,中国水电理论储藏量为6.944亿千瓦,技术可开发达5.416亿千瓦。2009年水电装机总量为1.9679亿千瓦。

  目前我国与国外一流发电设备公司在技术上各有千秋。由于我国水力发电设备设计制造技术进步,已经使国内大中型水力发电设备价格明显下降,以三峡工程为例,左岸水力发电设备为外资公司主导设计制造,右岸为国内公司主导设计制造,左、右岸厂房机组价格相差30%左右。

  技术及成本的优势都给中国水电机组走出国门提供了有利条件。目前,东南亚、中东地区是东方电机产品出口的重点市场;同时东方电机对其他国际市场也进行了深入的分析:非洲有很大市场需求,但由于缺少资金及其他因素影响,短期内项目有限;南美地区有一定市场需求,而且地区经济发展与我国相当,应是中国公司关注并着手开拓的重点市场。从2005年开始,东方电机主要瞄准东南亚和南美市场,2009年在与国际其他三家著名的水电制造企业组成的联营体的竞争中,东方电机夺得了巴西杰瑞项目左岸电站18台7.5万千瓦贯流式水轮发电机组及其附属设备的供货合同。这是中国发电设备企业迄今为止所签订的最大的水电设备出口订单。2009年,东方电机国际市场签约合同额占全公司订货总额的56.3%。

  当今水电工程的潮流是水电开发更加注重环保和水库移民的利益,这些都加大了工程技术的难度。以中国水利水电建设集团、葛洲坝集团等为代表的中国水电工程领军企业,依托科技的力量,不断创新,使我国水电工程处于世界领先水平。“中国造”水电机组是在他们的精心安装和调度下,书写着中国水电工程的完整壮丽诗篇。

  中国水利水电集团水电八局中标本次溪洛渡水电站右岸电站机组的机电设备安装和调度工程。即使是在这个再传统不过的行当,水电八局的技术人员也在不断摸索着哪怕一点点的创新空间和创新可能性。

  水电八局的技术人员告诉记者,在水电工程施工中,特别要考虑的是施工现场的地质条件。其中,硬质岩石的超常磨损,料场岩石块度的控制,以及大型系统的工艺优化、设备配置、自动化控制,还有破碎制砂工艺、废水处理、粉尘控制等一系列人工砂石料生产难题都需要妥善解决。近年来,水电八局砂石分局经过不断的科技创新将这些难题一一攻破,逐步形成了砂石系统设计、建设、安装、生产、运行、管理一整套成熟技术,提高了系统的自动化程度及骨料产品质量,降低了骨料生产成本,使系统运行方式多样化,废水处理技术日益完善,达到了国际先进水平。

  在水利水电施工建设过程中,通过科研人员的技术创新,产生了不少自主知识产权。2009年水电八局砂石分局共向国家知识产权局提交了7项专利申请,其中“用于人工砂石的直线震动脱水筛分机”和“棒磨机装棒台车”已于2010年2月获得授权。作为水电八局总公司的中国水利水电建设集团,近年来也十分重视用专利的形式对创新成果加以保护,目前,集团公司共获得90项专利授权,其中发明专利11项,实用新型专利79项。

  水电工程方面,在国际建筑市场上,中国水利水电建设集团相关负责人告诉记者,中国水电所面对的竞争对手多是大型的、跨国建筑企业集团,对手们在全球建筑产业链上具有相当强的控制能力。但近些年来,随着国内市场的日渐饱和,企业的眼光开始投向海外。中国水电建设集团公司整合旗下资源,国际经营快速跨越了工程承包领域的不同阶段,形成了综合型、多元化、产业链上中下游全方位经营的完整格局,在国际水电建设领域有了一定影响力和美誉度。

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