在中國東方電氣集團公司設(shè)在四川德陽的東方電機廠里，有一塊高約1.3米、長約1.6米的褐色三峽石，上面鐫刻著“中國工業(yè)驕子，三峽機組搖籃”12個金色大字。這是2006年10月22日長江電力公司贈送給東方電氣集團的禮物。三峽右岸70萬千瓦特大型混流式機組，便是東方電氣集團制造的。

    水電是我國重要的電能。適用于40至500米的高水頭混流式機組是水電機組的重要品種，歷來被視為水電機組開發(fā)的重頭戲。東方電氣集團經(jīng)過30多年的努力，在水電機組的開發(fā)及其混流式機組的開發(fā)建設(shè)上取得了令人矚目的成就。在三峽電站12臺水電機組中，由東方電氣集團用自主創(chuàng)新的核心技術(shù)制造的4臺70萬千瓦特大型混流式水電機組，開創(chuàng)了中國混流式水電機組的新紀(jì)元。

    東方電氣集團上世紀(jì)70年代初即開始涉足高水頭混流式機組的研制。30多年來，他們建造出一臺臺各種功率的高水頭巨型混流式水電機組，獲得了國內(nèi)水電設(shè)備的多項榮譽。

    三峽左岸水輪機轉(zhuǎn)輪直徑超過10米，是當(dāng)今世界上最大的混流式水輪機。由于防洪要求，機組運行水頭從61米至113米，最高水頭和額定水頭比值大，運行條件復(fù)雜。國外多家知名發(fā)電設(shè)備商經(jīng)過多年研究推出的三峽左岸轉(zhuǎn)輪雖然效率達到了要求，但由于電站運行水頭變化大，壓力脈動始終不理想，有關(guān)方面都希望在三峽右岸有新的突破。

    在消化吸收國外公司流體計算軟件的基礎(chǔ)上，東方電氣進行了二次開發(fā)和創(chuàng)新，自主開發(fā)出比左岸國外機組性能更優(yōu)越的轉(zhuǎn)輪核心技術(shù)，成功解決了左岸機組存在的特殊不穩(wěn)定振動帶問題，在世界范圍內(nèi)率先開發(fā)出適應(yīng)三峽右岸電站的無特殊區(qū)域壓力脈動的混流式水輪機轉(zhuǎn)輪，其優(yōu)良的水力性能達到國際領(lǐng)先水平；在提高三峽電站水輪機水力穩(wěn)定性方面，實現(xiàn)了一直困擾國內(nèi)外水力發(fā)電行業(yè)的重大突破。  

    專家認(rèn)為，三峽右岸70萬千瓦混流式機組是我國重大裝備行業(yè)引進消化吸收再創(chuàng)新的成功典范，告別了中國人不能自行設(shè)計巨型水電機組的歷史。

    一批批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品被東方電氣成功開發(fā)出來了。在混流式機組產(chǎn)品中，龍羊峽32萬千瓦大型混流式水電機組榮獲國家優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品金獎，為瓦屋山和小天都兩電站開發(fā)的高水頭混流式機組等一大批產(chǎn)品，綜合性能都達到目前國內(nèi)的最高水平，接近世界先進水平。繼三峽右岸混流式機組之后，東方電氣又贏得了瀑布溝、金安橋、龍灘、小灣、構(gòu)皮灘、水布椏、錦屏1級等一大批巨型水輪發(fā)電機組訂單，徹底結(jié)束了長期以來國外公司在50萬至70萬千瓦高端水輪發(fā)電機組市場中的壟斷地位，全面推進了巨型水電機組國產(chǎn)化，為國內(nèi)一大批即將開工的巨型機組的國產(chǎn)化奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

    大型混流式機組單機容量大、部件尺寸大，技術(shù)要求高、生產(chǎn)難度大，工藝性能更加優(yōu)化。東方電氣集團能夠在混流式機組的開發(fā)上不斷前進，得益于立足自主開發(fā)，自主創(chuàng)新與引進技術(shù)再創(chuàng)新相結(jié)合；得益于“裝備能力決定競爭實力，競爭實力決定市場地位”的企業(yè)理念；得益于其領(lǐng)導(dǎo)者對裝備建設(shè)和人才隊伍建設(shè)的高度重視。

    目前，東方電氣集團已擁有價值3.5億多元的科研和試驗儀器，科技創(chuàng)新投入占產(chǎn)品銷售收入的比例保持在3%至4.5%的水平，最近兩年科技投入的增幅均在40%以上，其科技創(chuàng)新投入總額在全國330多家國家級技術(shù)中心中連續(xù)3年保持在前100名。

    此外，東方電氣集團還擁有當(dāng)今世界發(fā)電設(shè)備制造行業(yè)最先進的巨型水輪機、發(fā)電機加工技術(shù)和人稱“中華第一跨”的裝配廠房；擁有一批當(dāng)今國內(nèi)第一、國際領(lǐng)先的設(shè)備，如加工數(shù)控車床、數(shù)控重載臥式車床、數(shù)控天橋銑、1600噸沖床等；擁有機械行業(yè)最大的起重吊車、亞洲最大的臥式車床以及當(dāng)今世界加工直徑最大、工作臺承重最重、技術(shù)最先進的數(shù)控立式加工中心等等。

    東方電氣集團特別重視優(yōu)秀的科技人才隊伍的培養(yǎng)，多年來堅持在分配政策上不斷加大對各類人才的傾斜力度，實施了科技人員“雙晉升”通道，建立了科技進步獎、重大項目獎等獎勵機制，營造了尊重知識、尊重人才的良好氛圍。以工程院院士和國家級專家為科研核心，由2000余名各類技術(shù)專家、高級專業(yè)技術(shù)人員組成的優(yōu)秀科研團隊，承載著“用中國裝備裝備中國”的理念，使我國大型混流式機組達到國際先進水平。

    自主創(chuàng)新譜寫新篇章

    ———哈電機三峽大型混流式機組實現(xiàn)從左岸制造到右岸創(chuàng)造的歷史跨越

    本報記者  倪偉齡

    舉世矚目的三峽水利樞紐工程，圓了幾代人“高峽出平湖”的世紀(jì)夢想。三峽工程同時更是我國水利發(fā)電設(shè)備研制企業(yè)與世界一流制造業(yè)巨擘同臺競技的大舞臺。哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司搶抓機遇、直面挑戰(zhàn)，迅速掌握大型混流機組整體設(shè)計和制造的主要技術(shù)和關(guān)鍵工藝，并形成了發(fā)電機空冷設(shè)計、水輪機轉(zhuǎn)輪制造、定子繞組絕緣等擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心自主創(chuàng)新技術(shù)，實現(xiàn)了從三峽左岸合作制造到右岸自主創(chuàng)造的歷史性跨越，在世界大型水輪發(fā)電機組設(shè)計、制造史上，書寫了嶄新的篇章。

    三峽電站共需安裝26臺700兆瓦的大型混流式水輪發(fā)電機組，建成后總裝機容量將達18200兆瓦，成為世界上最大的水電站。三峽電站的26臺機組分別安裝在泄洪壩段兩側(cè)的壩后，其中左岸14臺、右岸12臺。工程先左岸機組制造、安裝招標(biāo)，再行右岸招標(biāo)。1997年9月，三峽左岸14臺機組國際招標(biāo)落幕，幾乎世界上所有先進發(fā)電設(shè)備制造商都來競爭。為使國內(nèi)主要發(fā)電設(shè)備制造企業(yè)吸收、消化國外先進技術(shù)，國家有關(guān)部門規(guī)定，中標(biāo)的國外廠商須向國內(nèi)分包企業(yè)轉(zhuǎn)讓其生產(chǎn)大型水電機組的全部最新技術(shù)。經(jīng)過激烈競爭，法國阿爾斯通、瑞士ABB及挪威克瓦納和哈電機聯(lián)合中標(biāo)8臺機組，哈爾濱電機廠承制其中兩臺整機及被稱為機組靈魂部件的6個轉(zhuǎn)輪，所負(fù)技術(shù)難度和任務(wù)量，創(chuàng)三峽所有競標(biāo)企業(yè)之最。

    哈爾濱電機廠經(jīng)過6年攻堅，在水輪發(fā)電機設(shè)計、制造核心技術(shù)上取得了突破。2003年6月，三峽右岸以12臺水輪發(fā)電機組和水輪機模型進行國際招標(biāo)，明確要求將穩(wěn)定性放在首位，并特別注重高部分負(fù)荷的“壓力脈動”問題的解決。2003年10月，4家有資格的著名中外制造企業(yè)參加投標(biāo)，各自拿出為三峽右岸開發(fā)精心制作的模型及轉(zhuǎn)輪，運到北京水科院進行同臺對比試驗。哈爾濱電機廠的模型試驗裝置和轉(zhuǎn)輪在同臺競技中，性能完全符合三峽總公司技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，并解決了高部分負(fù)荷壓力脈動帶部分負(fù)荷壓力脈動顯著減小的問題，能量、空化指標(biāo)全部優(yōu)于左岸模型，最高模型效率達到94.8%，創(chuàng)造了當(dāng)時轉(zhuǎn)輪研制的最好成果。哈爾濱電機廠因此獲得三峽右岸4臺70萬千瓦水輪發(fā)電機組整機制造合同，這是我國發(fā)電設(shè)備制造企業(yè)首次獨立承制世界最大的水輪發(fā)電機組的設(shè)計和制造任務(wù)。

    哈爾濱電機廠歷時多年堅持自主創(chuàng)新，2005年將貴州構(gòu)皮灘水電站轉(zhuǎn)輪拿到國際上指定的瑞士洛桑獨立試驗臺上驗收，其轉(zhuǎn)輪平均最高效率95.17%，為國內(nèi)外該水頭段混流式水輪機模型轉(zhuǎn)輪歷史最高紀(jì)錄。這標(biāo)志著哈爾濱電機廠的200米水頭段混流式水輪機模型轉(zhuǎn)輪的設(shè)計水平已躋身世界先進行列。

    于是，長江大三峽見證了哈爾濱電機廠這一不尋常的歷史時刻：三峽左岸，哈爾濱電機廠是分包，為阿爾斯通等國際電力設(shè)備制造巨頭當(dāng)“學(xué)徒”；而三峽右岸，哈爾濱電機廠是主承制者，國外大公司開始為哈電機做配套。哈爾濱電機廠怎樣在短短幾年時間實現(xiàn)從左岸的“中國制造”到右岸的“中國創(chuàng)造”的歷史跨越呢？他們是如何自主創(chuàng)新，掌握擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和關(guān)鍵工藝，創(chuàng)造世界最大水輪發(fā)電機組設(shè)計、制造奇跡的？

    哈爾濱電機廠在三峽左岸8臺大型混流式機組的合作制造中為國外制造商打工，承擔(dān)的是60%任務(wù)量，卻只能獲得不到30%的利潤，而國外技術(shù)壟斷企業(yè)開始招標(biāo)報價常常是我們的1倍多。這深深刺痛有強烈責(zé)任感和創(chuàng)新精神的哈電機人，道理簡單且深刻———只有擁有自己的核心設(shè)計、制造技術(shù)，才不會受制于人，真正掌控市場主動權(quán)，并贏得對手的尊重。

    哈電機首先在右岸4臺70萬千瓦水輪發(fā)電機組上采用自主創(chuàng)新、世界首創(chuàng)的空冷設(shè)計和制造技術(shù)，保證了三峽電站實現(xiàn)經(jīng)濟、安全運行。三峽左、右兩岸26臺水輪發(fā)電機組中，僅有哈電機制造的4臺是采用空冷技術(shù)的機組。采用空冷技術(shù)的水輪發(fā)電機組具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護簡便、運行成本低等明顯特點，而世界上采用這一技術(shù)的最大機組在古里電站和丘吉爾瀑布電站，才不到60萬千瓦，國內(nèi)已運行電站機組則不過55萬千瓦，三峽電站卻達70萬千瓦。采用空冷技術(shù)行嗎？以往只要超過60萬千瓦的機組，都是采用水冷設(shè)計和制造技術(shù)，如何向這一技術(shù)極限發(fā)起挑戰(zhàn)？為三峽建設(shè)嘔心瀝血幾十年、今年71歲的原哈電機廠副總工程師劉公直，是三峽70萬千瓦空冷機組采用空冷技術(shù)的設(shè)計者，他大膽打破過去空冷按“每極容量”設(shè)計的技術(shù)界限，提出自己的全新設(shè)計思想：無論是水冷、空冷，最根本的是要控制機組溫度，要更注重發(fā)電機電壓、定子繞組支路數(shù)、槽電流的匹配及熱負(fù)荷的控制和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，以及良好的通風(fēng)系統(tǒng)。應(yīng)用他的這一設(shè)計理念，三峽右岸、龍灘、拉瓦西等近30臺機組采用空冷技術(shù)設(shè)計成功。這項世界獨有技術(shù)的運用，打破了世界制造業(yè)巨頭的價格壟斷，大大降低了三峽電站機組制造成本。

    今年73歲的原哈電機廠副總工程師吳新潤，是大型水輪機轉(zhuǎn)輪關(guān)鍵技術(shù)的把關(guān)者。他和技術(shù)攻關(guān)小組成員，面對多家國際制造業(yè)巨頭都沒有解決的高部分負(fù)荷壓力脈動帶問題，采用新的理念和設(shè)計方法，在穩(wěn)定性方面取得重大突破，從而攻克了這一困擾世界大型水電設(shè)備制造業(yè)多年的技術(shù)難關(guān)。70萬千瓦大型水輪機光轉(zhuǎn)輪就重達445噸，一個轉(zhuǎn)輪有15個葉片，每個重達16.7噸，外徑達10.44米，高5.2米，哈電機工程技術(shù)人員研發(fā)的新型葉片，采用三維空間曲面精度加工和不銹鋼無縫焊接等技術(shù)，制造的轉(zhuǎn)輪達到世界先進水平。

    現(xiàn)任哈電機副總工程師、年輕的水輪發(fā)電機專家劉平安，和工程技術(shù)人員一起研制成功高性能的絕緣線棒，經(jīng)試驗其耐電壓性超過世界標(biāo)準(zhǔn)擊穿電壓的一倍還多。近10年來，哈電機共完成開發(fā)各項科研成果400余項，有50多項獲省級以上科技進步獎。他們先后與12個國家的28家公司建立合作生產(chǎn)關(guān)系，合作生產(chǎn)大型水電機組品種達12個，共56臺。近期，哈電機簽訂像三峽這樣的大型水輪發(fā)電機合同已超過30臺，相當(dāng)再造一個大三峽。

    面對今年6月底即將發(fā)電的兩臺三峽70萬千瓦水電機組，公司董事長兼總經(jīng)理吳偉章說，“從三峽左岸制造到右岸創(chuàng)造的歷史性跨越，是幾代哈電機人的追求。56年來，哈爾濱電機廠生產(chǎn)的水電產(chǎn)品約占全國總裝機容量的1/2，火電約占國產(chǎn)總裝機容量的1/3，成為行業(yè)龍頭。20世紀(jì)90年代后，哈電機每年都出資幾百萬元，進行自主創(chuàng)新課題的研發(fā)，完成國家重點攻關(guān)項目。三峽大型混流式機組的研制成功，從根本上改變了我國大型水輪發(fā)電機研發(fā)技術(shù)依靠進口的狀況，標(biāo)志著哈電機已掌握包括從水輪機模型轉(zhuǎn)輪水力開發(fā)、水輪機真機結(jié)構(gòu)設(shè)計到真機加工制造的全部核心技術(shù)，進入世界大型水力發(fā)電設(shè)備研制先進行列。”