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　　文/中國電工技術(shù)學(xué)會名譽理事長  周鶴良

　　到2013年底，我國水電裝機容量達到2.8億千瓦，占全國發(fā)電裝機容量22%，占水電技術(shù)可開發(fā)量的40%左右。

　　據(jù)水力規(guī)劃總院預(yù)測，我國水電技術(shù)可開發(fā)容量為5.8億千瓦，到2015年常規(guī)水電裝機容量將達到3億千瓦，開發(fā)程度達50%，到2020年，常規(guī)水電裝機容量將達到3.5億千瓦，開發(fā)程度達60%，其中小水電將可達到8000萬千瓦。

　　從2015至2020年，抽水蓄能機組新增裝機規(guī)模預(yù)測將達到3400萬千瓦和5000萬千瓦，今后若干年內(nèi)，水電新建裝機容量將保持年投運1000-1300萬千瓦的增長幅度。

　　蓬勃發(fā)展的中國水電事業(yè)

　　2011年開始，已陸續(xù)開工建設(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、華東的負荷中心。

　　長江三峽集團公司最近發(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，規(guī)劃裝機超過4600萬千瓦，相當于兩個三峽工程，建成后年發(fā)電量2000億千瓦時。

　　已建成的溪洛渡水電站18臺/單機容量77萬千瓦，東方電機中標右岸9臺、哈爾濱電機中標左岸6臺，德國屋依特公司（VOITH）中標左岸3臺。到2014年7月，18臺機組全部投運發(fā)電，溪洛渡是中國第二大、世界第三大水電站。

　　已建成的向家壩水電站，8臺/單機容量80萬千瓦，哈爾濱電機中標4臺，法國阿爾斯通公司（ALSTOM）中標4臺。是世界上單機容量最大的混流式水輪發(fā)電機組，是我國第三大水電站。

　　向家壩、溪洛渡這兩個水電站相當于一個三峽電站，年發(fā)電量可達880億千瓦時，機組運行的最優(yōu)效率達到94.95%。東方電機、哈爾濱電機對向家壩、溪洛渡水電站的轉(zhuǎn)輪都進行了優(yōu)化設(shè)計，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/單機容量85萬千瓦，技術(shù)參數(shù)已確定，2014年內(nèi)完成招投標，計劃于2018-2019年首臺機組投運并網(wǎng)發(fā)電。

　　正在建設(shè)的白鶴灘水電站16臺水電機組，用戶要求單機容量為100萬千瓦等級，技術(shù)參數(shù)用戶和供應(yīng)商已達成共識，2014年內(nèi)完成招投標，計劃于2020年前首臺機組投運并網(wǎng)發(fā)電。

　　現(xiàn)在，中國多個水電發(fā)展指標躍居世界前列。比如，目前世界上已投運的六大混流式水電機組、單機額定容量最大為700MW的工程中，中國擁有四座：美國大古力水電站（3臺×700MW）；巴西依泰普水電站（18臺×700MW）；中國三峽水電站（32臺×700MW）；中國礱灘水電站（4臺×700MW）；中國向家壩水電站（8臺×800MW）；中國三峽溪洛渡水電站（18臺×770MW）。

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

　　同時，中國已投運和正在建設(shè)的單機額定容量550MW以上的巨型機組數(shù)量眾多，如下表：

　　電站名稱 裝機容量/MW 單機容量/MW 臺數(shù)

　　三峽 22500 700 32

　　溪洛渡 13860 770 18

　　向家壩 6400 800 8

　　龍灘 6300 700 9

　　壖扎渡 5850 650 9

　　錦屏2級 4800 600 8

　　小灣 4200 700 6

　　拉西瓦 4200 700 6

　　錦屏1級 3600 600 6

　　二灘 3300 550 6

　　瀑布溝 3300 550 6

　　構(gòu) 灘 3000 600 5

　　長河壩 2600 650 4

　　大崗山 2600 650 4

　　官地 2400 600 4

　　金安橋 2400 600 4

　　梨園 2400 600 4

　　烏東德 10200 850 12

　　白鶴灘 16000 1000 16

　　這些數(shù)字說明了中國水電發(fā)展的實力和規(guī)模。

　　從上述情況可以證明，中國水電的發(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》的報告，稱：中國水電前途光明。

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

　　在我國發(fā)展大型水電站中，既有多功能水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶來良好的機遇，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、大泄流量等世界級的難題。

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

　　中國水電設(shè)備制造業(yè)的成功經(jīng)驗

　　講起葛洲壩水電工程，1981年12月27日，二江工程2臺17萬千瓦機組并網(wǎng)發(fā)電，1982年1月8日，哈爾濱承擔(dān)制造的首臺大江工程12.5萬千瓦機組并網(wǎng)投運成功。到1983年7月，葛洲壩二江電廠2臺/17萬千瓦機組和5臺/12.5萬千瓦機組全部并網(wǎng)發(fā)電。到1985年12月，葛洲壩大江電廠14臺/12.5萬千瓦機組全部并網(wǎng)發(fā)電。1985年，葛洲壩二江工程及其水電機組獲國家科技進步特等獎。1987年，葛洲壩大江工程及其水電機組獲國家質(zhì)量獎——金質(zhì)獎?wù)隆５?988年12月6日，葛洲壩21臺機組271.5萬千瓦達到全部滿負荷穩(wěn)定運行要求。

　　我從1982年至1994年，先后擔(dān)任機械工業(yè)部電工局局長及重大技術(shù)裝備辦公室主任，重大技術(shù)裝備司司長職務(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組穩(wěn)定運行進行用戶訪問，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量上的問題，督促東方電機、哈爾濱電機廠不斷完善改進，使之機組的質(zhì)量不斷提高，后來到1986年參與了三峽工程機組的機電設(shè)備論證報告的起草與討論，在初步設(shè)計階段，經(jīng)過充分討論，機械部、水電部、水科規(guī)劃院、長江設(shè)計院和東方、哈爾濱電機廠的技術(shù)人員經(jīng)過全面補充論證后，推薦單機容量為70萬千瓦裝機26臺，電站裝機容量1820萬千瓦，最后于1993年5月，報國務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會批準，單機容量采用70萬千瓦，左岸電站廠房14臺，右岸電站廠房12臺，后來又增加右岸地下廠房電站6臺，合計三峽工程全部機組為32臺/2240千瓦，到2008年10月29日，左岸、右岸電站26臺機組全部并網(wǎng)發(fā)電，地下廠房6臺到2012年底已全部運行，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組的性能達到國外同等水平，運行穩(wěn)定，質(zhì)量等各項指標優(yōu)于左岸進口機組。三峽地下廠房6臺機組，經(jīng)過議標，分別由東方電機、哈爾濱電機及法國阿爾斯通（ALSTOM）中標（每家承擔(dān)2臺），東方電機采用中科院電工所顧國彪院士自主創(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70萬千瓦機組正式并網(wǎng)發(fā)電，這標志著世界裝機容量最大水電站全面建成，投入商業(yè)運行。

　　三峽工程地下廠房電站6臺機組建設(shè)，機械工業(yè)部原副部長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，付出了辛勤勞動，快到80歲的他，不辭疲勞，每年親自到現(xiàn)場兩三次，傾聽用戶意見，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，受到好評。國家對三峽工程水電機組的制造高度重視，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)項目。

　　通過向葛洲壩工程、三峽工程和向家壩等水電站提供設(shè)備的實踐，東方電機、哈爾濱電機已經(jīng)掌握了水輪機水力設(shè)計、試驗和模型制造技術(shù)；掌握了巨型水輪機轉(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)電機的主絕緣技術(shù)；掌握了大容量水輪發(fā)電機的推力輪承技術(shù)；掌握了大容量水輪發(fā)電機組大部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化和剛強度分析技術(shù)。正在運行的大容量水電機組的發(fā)電效率、利用小時、運行穩(wěn)定性等性能優(yōu)于國外同類機組，受到用戶肯定和好評。

　　對三峽工程的建設(shè)，黨中央和國務(wù)院采用市場換技術(shù)的正確決策。三峽工程所運行的大容量水輪發(fā)電機組關(guān)系到整個樞紐的安全可靠運行和綜合效益的發(fā)揮。在三峽工程論證階段，東方電機、哈爾濱電機開始無法獨立承擔(dān)設(shè)計和制造工作，但單靠采購國外先進設(shè)備，不僅增加工程費用，也會產(chǎn)生對國外技術(shù)的依賴。

　　為此，時任國務(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組實行國際采購，走市場換技術(shù)——“以聯(lián)合設(shè)計、合作制造”為原則，要求中標國外企業(yè)與中國制造企業(yè)合作，并轉(zhuǎn)讓技術(shù)，分包制造，二期右岸工程12臺機組，則在引進消化吸收左岸技術(shù)的基礎(chǔ)上，立足國內(nèi)制造。

　　同時，國內(nèi)對東方電機、哈爾濱電機投入巨資進行技術(shù)改造，進口特大型重型設(shè)備，以適應(yīng)三峽、向家壩、溪洛渡等電站大機組，高強度和高性能技術(shù)要求。專家們討論，三峽工程經(jīng)過20年的建設(shè)，設(shè)備穩(wěn)定運行，在發(fā)電、航運、防洪以及輸電送出工程試驗性蓄水等方面具備了整體竣工驗收條件。據(jù)了解，三峽辦正在向國務(wù)院作申報工作。

　　我國大容量水輪發(fā)電機組制造技術(shù)已經(jīng)跨入世界先進行列，我國水電設(shè)備制造業(yè)從無到有，從小到大，從只能制造12.5千瓦、20萬千瓦、30萬千瓦到能制造55萬千瓦、70萬千瓦、80萬千瓦特大型水電機組，全部實現(xiàn)國產(chǎn)化。

　　在整個工程進行中，得到國家和用戶支持，制造廠與用戶的緊密合作，這是一條成功的經(jīng)驗。現(xiàn)在應(yīng)該有信心爭取在2020年前制造出百萬千瓦級水輪發(fā)電機組，成為世界領(lǐng)先。