■ 中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng) 周鶴良

到2013年底，我國(guó)水電裝機(jī)容量達(dá)到2.8 億千瓦，占全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量22%，占水電技術(shù)可開(kāi)發(fā)量的40%左右。

據(jù)水力規(guī)劃總院預(yù)測(cè)，我國(guó)水電技術(shù)可開(kāi)發(fā)容量為5.8 億千瓦，到2015年常規(guī)水電裝機(jī)容量將達(dá)到3 億千瓦，開(kāi)發(fā)程度達(dá)50%，到2020年，常規(guī)水電裝機(jī)容量將達(dá)到3.5 億千瓦，開(kāi)發(fā)程度達(dá)60%，其中小水電將可達(dá)到8000 萬(wàn)千瓦。

從2015 至2020年， 抽 水 蓄 能機(jī)組新增裝機(jī)規(guī)模預(yù)測(cè)將達(dá)到3400萬(wàn)千瓦和5000 萬(wàn)千瓦，今后若干年內(nèi)，水電新建裝機(jī)容量將保持年投運(yùn)1000 ～1300 萬(wàn)千瓦的增長(zhǎng)幅度。

蓬勃發(fā)展的中國(guó)水電事業(yè)

2011年開(kāi)始，已陸續(xù)開(kāi)工建設(shè)的還有金沙江、雅礱江、大渡河等大型水電站，西南地區(qū)將建設(shè)成為水電基地并將電力外送到華北、華中、華東的負(fù)荷中心。

長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司最近發(fā)布信息，金沙江上的溪洛渡、向家壩、烏東德、白鶴灘等四座大型水電站的建設(shè)正在加快推進(jìn)，規(guī)劃裝機(jī)超過(guò)4600 萬(wàn)千瓦，相當(dāng)于兩個(gè)三峽工程，建成后年發(fā)電量2000 億千瓦時(shí)。

已建成的溪洛渡水電站18 臺(tái)/單機(jī)容量77 萬(wàn)千瓦，東方電機(jī)中標(biāo)右岸9 臺(tái)、哈爾濱電機(jī)中標(biāo)左岸6 臺(tái)，德國(guó)屋依特公司（VOITH）中標(biāo)左岸3 臺(tái)。到2014年7月，18 臺(tái)機(jī)組全部投運(yùn)發(fā)電，溪洛渡是中國(guó)第二大、世界第三大水電站。

已建成的向家壩水電站，8 臺(tái)/單機(jī)容量80萬(wàn)千瓦，哈爾濱電機(jī)中標(biāo)4臺(tái)，法國(guó)阿爾斯通公司（ALSTOM）中標(biāo)4臺(tái)。是世界上單機(jī)容量最大的混流式水輪發(fā)電機(jī)組，是我國(guó)第三大水電站。

向家壩、溪洛渡這兩個(gè)水電站相當(dāng)于一個(gè)三峽電站，年發(fā)電量可達(dá)880 億千瓦時(shí)，機(jī)組運(yùn)行的最優(yōu)效率達(dá)到94.95%。東方電機(jī)、哈爾濱電機(jī)對(duì)向家壩、溪洛渡水電站的轉(zhuǎn)輪都進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使轉(zhuǎn)輪既具備高水頭的穩(wěn)定性、又具備低水頭的出力，綜合性能大幅度提升。

正在建設(shè)的烏東德水電站12 臺(tái)/單機(jī)容量85 萬(wàn)千瓦，技術(shù)參數(shù)已確定，2014年內(nèi)完成招投標(biāo)，計(jì)劃于2018－2019年首臺(tái)機(jī)組投運(yùn)并網(wǎng)發(fā)電。

正在建設(shè)的白鶴灘水電站16 臺(tái)水電機(jī)組，用戶要求單機(jī)容量為100 萬(wàn)千瓦等級(jí)，技術(shù)參數(shù)用戶和供應(yīng)商已達(dá)成共識(shí)，2014年內(nèi)完成招投標(biāo)，計(jì)劃于2020年前首臺(tái)機(jī)組投運(yùn)并網(wǎng)發(fā)電。

現(xiàn)在，中國(guó)多個(gè)水電發(fā)展指標(biāo)躍居世界前列。比如，目前世界上已投運(yùn)的六大混流式水電機(jī)組、單機(jī)額定容量最大為700MW 的工程中，中國(guó)擁有四座：美國(guó)大古力水電站（3 臺(tái)×700MW）；巴西依泰普水電站（18臺(tái)×700MW）；中國(guó)三峽水電站（32臺(tái)×700MW）；中國(guó)礱灘水電站（4臺(tái)×700MW）；中國(guó)向家壩水電站（8臺(tái)×800MW）；中國(guó)三峽溪洛渡水電站（18 臺(tái)×770MW）。

又比如轉(zhuǎn)輪直徑最大為三峽工程的10.4m。目前世界上已投運(yùn)的軸流式水電機(jī)組最大單機(jī)容量為我國(guó)福建水口水電站單機(jī)容量200MW。最大轉(zhuǎn)輪直徑為葛州壩水電站，轉(zhuǎn)輪直徑11.3m。

同時(shí)，中國(guó)已投運(yùn)和正在建設(shè)的單機(jī)額定容量550MW 以上的巨型機(jī)組數(shù)量眾多，如表1。

這些數(shù)字說(shuō)明了中國(guó)水電發(fā)展的實(shí)力和規(guī)模。

表1

從上述情況可以證明，中國(guó)水電的發(fā)展前景看好。2009年8月世界銀行發(fā)表了一篇關(guān)于《水電發(fā)展方向》的報(bào)告，稱：中國(guó)水電前途光明。

另外我認(rèn)為，如果沒(méi)有足夠的水電為電網(wǎng)作保障，我們接受風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電的能力將受到極大的局限，如果不大力發(fā)展水電，根本就無(wú)法大力發(fā)展風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電。因此，在規(guī)劃若干“風(fēng)電三峽”的同時(shí)，應(yīng)把水電與風(fēng)電的互補(bǔ)性考慮進(jìn)去。水電的核心是對(duì)國(guó)家能源安全的貢獻(xiàn)，在我國(guó)水電占全國(guó)電力總供容量的20%，是重要的可再生能源。

在我國(guó)發(fā)展大型水電站中，既有多功能水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶來(lái)良好的機(jī)遇，又有一系列關(guān)鍵發(fā)展難題的挑戰(zhàn)，比如在西南地區(qū)發(fā)展的大型水電站中，我們水電戰(zhàn)線上的科技人員攻克了高地震區(qū)、高拱壩、高水頭、大泄流量等世界級(jí)的難題。

水電的發(fā)展，對(duì)能源與水資源管理的貢獻(xiàn)，不僅僅局限于國(guó)內(nèi)電力生產(chǎn)或區(qū)域防洪。從能源角度看，水電還可通過(guò)蓄水、調(diào)節(jié)容量和負(fù)荷等特有的手段穩(wěn)定地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)，并通過(guò)與核電、火電的聯(lián)合運(yùn)營(yíng)方式來(lái)降低成本。

中國(guó)水電設(shè)備制造業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)

講起葛洲壩水電工程，1981年12月27日，二江工程2 臺(tái)17 萬(wàn)千瓦機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，1982年1月8日，哈爾濱承擔(dān)制造的首臺(tái)大江工程12.5 萬(wàn)千瓦機(jī)組并網(wǎng)投運(yùn)成功。到1983年7月，葛洲壩二江電廠2 臺(tái)/17 萬(wàn)千瓦機(jī)組和5臺(tái)/12.5 萬(wàn)千瓦機(jī)組全部并網(wǎng)發(fā)電。到1985年12月，葛洲壩大江電廠14臺(tái)/12.5 萬(wàn)千瓦機(jī)組全部并網(wǎng)發(fā)電。1985年，葛洲壩二江工程及其水電機(jī)組獲國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。1987年，葛洲壩大江工程及其水電機(jī)組獲國(guó)家質(zhì)量獎(jiǎng)——金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?。?988年12月6日，葛洲壩21 臺(tái)機(jī)組271.5 萬(wàn)千瓦達(dá)到全部滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行要求。

我從1982年至1994年，先后擔(dān)任機(jī)械工業(yè)部電工局局長(zhǎng)及重大技術(shù)裝備辦公室主任，重大技術(shù)裝備司司長(zhǎng)職務(wù)，在這期間，按照部領(lǐng)導(dǎo)要求，我每年率工作組出差到宜昌葛洲壩工程局，為葛洲壩大江、二江電廠如何保證水電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行用戶訪問(wèn)，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量上的問(wèn)題，督促東方電機(jī)、哈爾濱電機(jī)廠不斷完善改進(jìn)，使之機(jī)組的質(zhì)量不斷提高，后來(lái)到1986年參與了三峽工程機(jī)組的機(jī)電設(shè)備論證報(bào)告的起草與討論，在初步設(shè)計(jì)階段，經(jīng)過(guò)充分討論，機(jī)械部、水電部、水科規(guī)劃院、長(zhǎng)江設(shè)計(jì)院和東方、哈爾濱電機(jī)廠的技術(shù)人員經(jīng)過(guò)全面補(bǔ)充論證后，推薦單機(jī)容量為70 萬(wàn)千瓦裝機(jī)26 臺(tái)，電站裝機(jī)容量1820 萬(wàn)千瓦，最后于1993年5月，報(bào)國(guó)務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會(huì)批準(zhǔn)，單機(jī)容量采用70萬(wàn)千瓦，左岸電站廠房14 臺(tái)，右岸電站廠房12 臺(tái)，后來(lái)又增加右岸地下廠房電站6 臺(tái)，合計(jì)三峽工程全部機(jī)組為32 臺(tái)/2240 千瓦，到2008年10月29日，左岸、右岸電站26 臺(tái)機(jī)組全部并網(wǎng)發(fā)電，地下廠房6 臺(tái)到2012年底已全部運(yùn)行，并網(wǎng)發(fā)電。

到目前為止，三峽工程左岸、右岸及地下廠房的水電機(jī)組的性能達(dá)到國(guó)外同等水平，運(yùn)行穩(wěn)定，質(zhì)量等各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于左岸進(jìn)口機(jī)組。三峽地下廠房6 臺(tái)機(jī)組，經(jīng)過(guò)議標(biāo)，分別由東方電機(jī)、哈爾濱電機(jī)及法國(guó)阿爾斯通（ALSTOM）中標(biāo)（每家承擔(dān)2 臺(tái)），東方電機(jī)采用中科院電工所顧國(guó)彪院士自主創(chuàng)新的技術(shù)、合作制造的蒸發(fā)冷卻技術(shù)。三峽工程在2012年8月份右岸地下廠房最后一臺(tái)70 萬(wàn)千瓦機(jī)組正式并網(wǎng)發(fā)電，這標(biāo)志著世界裝機(jī)容量最大水電站全面建成，投入商業(yè)運(yùn)行。

三峽工程地下廠房電站6 臺(tái)機(jī)組建設(shè)，機(jī)械工業(yè)部原副部長(zhǎng)陸燕蓀身兼三峽三期工程重大設(shè)備制造質(zhì)量檢查組組長(zhǎng)，付出了辛勤勞動(dòng)，快到80 歲的他，不辭疲勞，每年親自到現(xiàn)場(chǎng)兩三次，傾聽(tīng)用戶意見(jiàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，受到好評(píng)。國(guó)家對(duì)三峽工程水電機(jī)組的制造高度重視，從“七五”“八五”“九五”“十五”均設(shè)立重大技術(shù)裝備研制攻關(guān)項(xiàng)目。

通過(guò)向葛洲壩工程、三峽工程和向家壩等水電站提供設(shè)備的實(shí)踐，東方電機(jī)、哈爾濱電機(jī)已經(jīng)掌握了水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和模型制造技術(shù)；掌握了巨型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的制造技術(shù)（采用數(shù)控加工）；掌握了水輪發(fā)電機(jī)風(fēng)冷卻技術(shù)（全空冷和蒸發(fā)冷卻全部技術(shù)）；掌握了水輪發(fā)電機(jī)的主絕緣技術(shù)；掌握了大容量水輪發(fā)電機(jī)的推力輪承技術(shù)；掌握了大容量水輪發(fā)電機(jī)組大部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化和剛強(qiáng)度分析技術(shù)。正在運(yùn)行的大容量水電機(jī)組的發(fā)電效率、利用小時(shí)、運(yùn)行穩(wěn)定性等性能優(yōu)于國(guó)外同類機(jī)組，受到用戶肯定和好評(píng)。

對(duì)三峽工程的建設(shè)，黨中央和國(guó)務(wù)院采用市場(chǎng)換技術(shù)的正確決策。三峽工程所運(yùn)行的大容量水輪發(fā)電機(jī)組關(guān)系到整個(gè)樞紐的安全可靠運(yùn)行和綜合效益的發(fā)揮。在三峽工程論證階段，東方電機(jī)、哈爾濱電機(jī)開(kāi)始無(wú)法獨(dú)立承擔(dān)設(shè)計(jì)和制造工作，但單靠采購(gòu)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備，不僅增加工程費(fèi)用，也會(huì)產(chǎn)生對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴。

為此，時(shí)任國(guó)務(wù)院副總理鄒家華按照李鵬總理的指示精神采用左岸電站的機(jī)組實(shí)行國(guó)際采購(gòu)，走市場(chǎng)換技術(shù)——“以聯(lián)合設(shè)計(jì)、合作制造”為原則，要求中標(biāo)國(guó)外企業(yè)與中國(guó)制造企業(yè)合作，并轉(zhuǎn)讓技術(shù)，分包制造，二期右岸工程12 臺(tái)機(jī)組，則在引進(jìn)消化吸收左岸技術(shù)的基礎(chǔ)上，立足國(guó)內(nèi)制造。

同時(shí)，國(guó)內(nèi)對(duì)東方電機(jī)、哈爾濱電機(jī)投入巨資進(jìn)行技術(shù)改造，進(jìn)口特大型重型設(shè)備，以適應(yīng)三峽、向家壩、溪洛渡等電站大機(jī)組，高強(qiáng)度和高性能技術(shù)要求。專家們討論，三峽工程經(jīng)過(guò)20年的建設(shè)，設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，在發(fā)電、航運(yùn)、防洪以及輸電送出工程試驗(yàn)性蓄水等方面具備了整體竣工驗(yàn)收條件。據(jù)了解，三峽辦正在向國(guó)務(wù)院作申報(bào)工作。

我國(guó)大容量水輪發(fā)電機(jī)組制造技術(shù)已經(jīng)跨入世界先進(jìn)行列，我國(guó)水電設(shè)備制造業(yè)從無(wú)到有，從小到大，從只能制造12.5 千瓦、20 萬(wàn)千瓦、30萬(wàn)千瓦到能制造55 萬(wàn)千瓦、70 萬(wàn)千瓦、80 萬(wàn)千瓦特大型水電機(jī)組，全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

在整個(gè)工程進(jìn)行中，得到國(guó)家和用戶支持，制造廠與用戶的緊密合作，這是一條成功的經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)在應(yīng)該有信心爭(zhēng)取在2020年前制造出百萬(wàn)千瓦級(jí)水輪發(fā)電機(jī)組，成為世界領(lǐng)先?！?/p>