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我国电力装备研制自主化情况及经验启示
www.chinaequip.gov.cn 2006-08-22 来源:国家发改委重大技术装备协调办公室  

    电力装备的生产能力和技术水平决定着电力工业的运行效率和质量。近年来,伴随我国国民经济的快速发展,电力需求量猛增,我国电力建设脚步加快,截至2005年年底,全国发电装机总量达到50841万千瓦,同比上年增长14.9%。与此同时,电力装备制造业迎来了前所未有的高速发展,不仅产量上实现了大幅度增加,技术创新和自主化也不断取得突破,有力地保障了电力工业发展需要。

    为了支持国内电力装备制造业加快发展,近年来,国家有关部门结合重点电力建设项目,鼓励并组织国内企业同国际著名跨国公司联合投标、合作设计、合作制造,引进关键技术,消化吸收再创新,取得了明显成效。目前,我国电力装备制造业已形成具有相当规模、门类齐全的产业体系。2004年发电设备产量达到7130万千瓦,2005年达到9000万千瓦。目前全国发电总装机容量中,80%以上为国产机组。"水、火、气、核、风"五大发电设备联动,主机、辅机、输变电设备同步跨越,电力装备制造业发展和结构调整进入了新的历史时期。

    在火电设备方面,经过多年努力,我国30万千瓦、60万千瓦亚临界火电机组已经实现国产化,成为我国电力工业的主力产品。国际上,发达国家已普遍采用了超临界和超超临界技术,超临界一次再热机组热效率达到40%,供电煤耗300克/千瓦时,比同等容量的亚临界机组热效率提高2~3个百分点,超超临界参数机组热效率更可高达43~45%。在国家发改委的组织协调下,依托河南沁北、江苏常熟60万千瓦超临界机组,浙江玉环、山东邹县、江苏泰州100万千瓦超超临界机组,四川白马30万千瓦循环流化床锅炉等国家重点项目,国内制造企业与国外合作制造,引进技术和自主开发相结合,全面掌握新型发电设备制造技术,目前60万千瓦超临界火电机组已经实现批量生产和投运,100万千瓦超超临界机组自主化工作正在顺利实施。

    在水电设备方面,哈电、东电坚持自主开发与技术引进相结合,在三峡左岸14台70万千瓦混流式水电机组国际招标中,中外企业组成联合体,主投标人为外方,中方分包,联合设计、合作制造、技术引进,前12台以外方为主,中方制造比例逐步提高,后2台国内制造、外方监制。哈电、东电在合作制造、消化吸收国外技术和自主创新中获得了长足进步,在右岸机组招标中,哈电、东方不仅在报价上优于外国竞争对手,而且在模型转轮的主要性能指标上明显优于左岸机组,具备了同国际跨国公司同台竞争的实力。在独立进行三峡右岸机组设计制造过程中,哈电又把自主研发的空冷技术应用到大型水轮发电机上,获得了成功。在抽水蓄能机组方面,我国制造企业基本不掌握大型抽水蓄能机组的核心技术,已建成的7个抽水蓄能电站27台机组全部进口,国内虽然参与了一些分包制造,但在关键技术的开发和重要部件的设计、制造方面没有主动权,在高水头、25万千瓦及以上大型机组研制方面能力更弱。为实现技术跨越,国家组织惠州、宝泉、白莲河等16套大型抽水蓄能水电站的捆绑招标、技贸结合、引进技术、合作制造,相关企业正在努力掌握大型抽水蓄能机组设计制造技术,促进本土化生产。

    在气电设备方面,长期以来我国在重型燃气轮机设计制造技术方面落后于国外同行。国际著名的GE、西门子、阿尔斯通、三菱重工等公司立足长期的研究开发,都形成了自己的系列产品,单机容量已达到25~26万千瓦级,燃烧初温为1300℃的联合循环机组已经非常成熟,效率高达60%的H型燃机联合循环机组已经研制成功。由于燃机涉及航空发动机和舰载动力设备的大量设计、工艺、材料和测试技术,属高端战略性产品,国际上一直对我国技术封锁。随着"西气东输"工程的建设,东部沿海和其他发达地区积极发展燃气电站,对重型燃气轮机需求迫切。为提高我国大型燃气电站设备的自主制造能力,降低燃气电站建设、运营成本,有关部门协调生产企业和用户部门,统一对外谈判引进技术,采取组织多个项目打捆招标的方式,促使国外投标企业与中方设备制造企业组成投标联合体。目前,第一批捆绑招标的哈电集团与GE合作制造的11套9F级机组已交付用户,东方电气集团与三菱公司、上电集团与西门子公司分别合作制造的重型燃气轮机组及南京汽轮机发电机厂与GE合作的9E型产品也已出厂,第二批和第三批捆绑招标项目也在正常实施中。

    在核电设备方面,我国已自行研制了秦山一期30万千瓦和二期60万千瓦压水堆核电设备,但百万千瓦级产品均为进口。目前,国际上一些后发展核电的国家(如日本、韩国、西班牙等)已基本完成本土化,并开始输出技术。而国内设计、制造企业在设计技术、计算机软件、工程管理、设备成套等方面差距很大。我国将以广东岭澳核电站正在运行的较为成熟的先进机型为样板(业内称为2代+),依托大连红沿河及山东海阳等项目,兼顾第三代核电技术,选择国外技术合作伙伴,组织国内条件较好的企业和研究单位,以我为主,中外合作,引进消化技术,形成自主设计和建设核电站的能力。目前核岛系统、常规岛系统设计和核岛、常规岛的大多数设备自主化已基本实现,蒸发器、压力壳、堆内构件、控制棒驱动机构、百万千瓦级汽轮发电机组及大部分泵、阀产品和关键部件已经实现在国内制造。

    在风电设备方面,国际风电技术发展迅速,GE等外国先进企业已生产出单机容量3500千瓦的风力发电机组。国家组织几个10万千瓦以上大型风力发电项目的特许权招标,带动如新疆金风、大起o大重、东方、哈电等企业加快风电设备自主化进程,国产兆瓦级风机已投入运行。通过集中招标和设备自主化,降低了风电场和运营成本,上网电价有望下降到每千瓦小时0.5元左右,实现了风电由"花瓶"向实用产业的转化,为风电的推广和一次能源结构的优化调整闯出了一条新路子。

    在电站辅机方面,辅机和控制系统长期落后于主机的局面初步得到改善,电力设备成套能力明显增强。上世纪九十年代中期,国内开始研制具有自主知识产权的火电站DCS(分散式控制系统),目前,国产DCS国内市场占有率超过30%,其中30万千瓦煤电机组用DCS市场占有率接近50%,总体反应良好,特别是在产品价格上有明显优势。秦山核电站国产核电设备配用的DCS也由国内提供。在大型电站空冷设备方面,哈尔滨空调设备公司通过消化吸收再创新和进一步技术攻关,在设计院和用户的配合支持下,30~60万千瓦级电站直接空冷系统已实现国产化。此外,磨煤机、引风机、给水泵、电除尘、阀门等产品质量和可靠性明显提高,基本可满足百万千瓦级机组配套要求。

    在超高压交流输变电设备方面,国内已经形成以西安、沈阳、保定、平顶山、许继、南瑞继保等为代表的一批重点骨干企业。其中交流500千伏超高压输变电设备设计制造水平已与国际水平接近。500千伏变压器可靠性指标优于国外同类进口产品;高压开关设备可靠性明显提高,500千伏GIS(气体绝缘开关设备)已实现国产化并开始批量生产;500千伏电力系统自动化保护设备完全立足国内供应。在直流输电设备方面,国家有关部门组织国内企业引进消化国外技术,在直流系统仿真模拟设计、电力电子器件制造、大型换流阀和换流变压器制造、直流控制保护技术和交、直流滤波技术方面已取得突破性进展,我国已成为直流输电发展最快、工程最多的国家。目前,通过西北电网750千伏交流输变电示范工程和三峡±500千伏、贵广Ⅱ回±500千伏直流输电工程,与国外合作制造并引进技术,我国已掌握了750千伏交流和±500千伏直流输变电关键设备制造技术,其中贵广Ⅱ回自主化率达到70%以上。此外,国家已经于近期决定着手研发1000千伏高压交流和±800千伏直流输电设备。

    总结近年来电力装备技术进步历程,可以得出以下几点启示:

    一是政府组织引导是实现重大技术装备国产化的重要保证。重大技术装备关系到国家安全,是国家综合国力的重要体现,因此,重大技术装备自主化应该是一种国家行为。政府主管部门要在充分发挥市场机制作用的同时,做好发展规划,加强协调组织和支持,突出重点,并督促检查实施过程。

    二是在引进消化吸收国外技术过程中,招投标方式对掌握国外核心技术至关重要。对于国外跨国公司技术垄断,而国内市场前景又很好的领域,"打捆招标"可以集中市场资源优势,激发外方企业积极性,如重型燃机的国际招标采购。这种模式的特点是国内企业消化引进技术的依托工程落实,可望在较短的时间内结合工程提供合作制造的产品。对于国内企业技术基础较好但无生产业绩的领域,组织国内招标,由国内企业独立投标,国外企业分包,通过联合设计和合作制造掌握国外技术,由外方对工程设备的性能提供保证,如在国内60万千瓦亚临界机组已有较好基础的条件下,组织对沁北超临界机组和玉环超超临界煤电机组的招标。对于国内企业有一定技术基础,但与国际先进水平差距较大且无生产业绩的领域,组织国际招标,国外企业独立投标,向国内企业转让技术,参与联合设计,分包制造,逐步提高自主制造比例,由外方企业向业主提供性能、质量保证,如白马电厂30万千瓦级循环流化床锅炉的招标。但在实施这种模式时,要警惕核心技术转让的深度和进度受制于外方。如三峡左岸直流输电设备也是采取这种模式,但由于系统集成技术国内不掌握,导致后续几个直流工程一直由外国公司技术总负责,国产化进程缓慢。

    三是组织重大技术装备自主化要从市场需求出发,以提高整体效益为目标。自主化战略不能单纯追求本地制造比率,要始终坚持掌握关键核心技术,引进技术的消化吸收与自主创新相结合,不以牺牲产品质量和技术水平为代价,保证为用户提供优质高效的产品和服务。

责任编辑:卢俊宇  

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