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三峽水輪發(fā)電機(jī)組制造是技術(shù)引進(jìn)成功的范例
2014-1-17  來源:  作者:哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司 王國(guó)海

摘要: 以三峽工程項(xiàng)目中發(fā)電設(shè)備的技術(shù)引進(jìn)過程為范例,通過具體的技術(shù)引進(jìn)內(nèi)容、方式、效果,以及通過引進(jìn)技術(shù)后的消化吸收,再創(chuàng)新的技術(shù)發(fā)展過程,闡述了引進(jìn)技術(shù)獲得成功的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì),分析了引進(jìn)技術(shù)給企業(yè)帶來的變化,技術(shù)進(jìn)步對(duì)于促進(jìn)企業(yè)發(fā)展的重大作用,從而使國(guó)內(nèi)發(fā)電設(shè)備制造企業(yè)能夠完全地自主開發(fā)、自主研制、自主制造和生產(chǎn)出具有當(dāng)代世界領(lǐng)先水平的水輪發(fā)電機(jī)組。

 

關(guān)鍵詞: 三峽工程;水輪發(fā)電機(jī);技術(shù)引進(jìn);自主研制;再創(chuàng)新

 

1 引言

 

     舉世曙目的三峽工程不僅僅是我國(guó)水電史上最宏偉的壯舉,而其中三峽工程中的水輪發(fā)電機(jī)組制造也是凝聚了世界的頂尖技術(shù),特別是由國(guó)內(nèi)制造廠生產(chǎn)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的巨型機(jī)組,第一次在國(guó)際巨型水電競(jìng)爭(zhēng)的舞臺(tái)上一展風(fēng)采,由哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱哈電公司)生產(chǎn)的全空冷發(fā)電機(jī)組,更是以其優(yōu)良的品質(zhì)和可靠的性能,獨(dú)占鰲頭。本文就哈電公司在三峽一期和二期工程中,引進(jìn)技術(shù),消化吸收,再創(chuàng)新的過程進(jìn)行綜合和論述。那么是什么原因使國(guó)內(nèi)的水電制造企業(yè)在上個(gè)世紀(jì)末還落后國(guó)際知名廠家之后,而現(xiàn)在卻一越成為行業(yè)上的領(lǐng)先者?這就不得不說是通過引進(jìn)技術(shù),消化吸收,再創(chuàng)術(shù)上的更新?lián)Q代形成的跨越式發(fā)展,正是從三峽工程發(fā)電設(shè)備設(shè)計(jì)與制造引進(jìn)技術(shù)開始的。

 

2 技術(shù)引進(jìn)工作

 

      (1)三峽技術(shù)引進(jìn)之所以能夠獲得巨大的成功,首先一個(gè)最重要的14 臺(tái)機(jī)組,近7 億美元的發(fā)電設(shè)備市場(chǎng)份額來進(jìn)行國(guó)際招標(biāo),同時(shí)還明確了左岸必須是聯(lián)合體投標(biāo),聯(lián)合體中還必須包括中方的制造企業(yè)。為了要求國(guó)外廠商全面轉(zhuǎn)讓技術(shù),作為業(yè)主方的三峽總公司還花費(fèi)了巨額的資金,僅對(duì)哈電機(jī)公司的全部技術(shù)引進(jìn)直接投入了上千萬的美金。

 

      (2)就是三峽的技術(shù)引進(jìn),不單是某一單項(xiàng)技術(shù)的引進(jìn),它是一個(gè)全面的技術(shù)轉(zhuǎn)讓。全面轉(zhuǎn)讓的涵義已不單是合作生產(chǎn)中的僅將圖紙作為成果來轉(zhuǎn)讓,而是將如何進(jìn)行的設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)中涉及的計(jì)算分析軟件和技術(shù)訣竅以及最終的結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)讓。

 

      (3)此項(xiàng)技術(shù)引進(jìn)工作中,赴國(guó)外培訓(xùn)人員數(shù)量多。

 

      (4)引進(jìn)技術(shù)工作的時(shí)間跨度也很長(zhǎng)。

 

      (5)整個(gè)的引進(jìn)技術(shù)工作給國(guó)家和企業(yè)帶來了巨大的效益。

 

      2.1 引進(jìn)技術(shù)的具體內(nèi)容

 

       以往的引進(jìn)技術(shù)注重的是技術(shù)資料方面的內(nèi)容,更多的技術(shù)引進(jìn)都體現(xiàn)在獲得技術(shù)資料方面,而三峽的技術(shù)引進(jìn)則以技術(shù)資料為載體,然后貫穿于整個(gè)合同的執(zhí)行過程。首先是從模型試驗(yàn)開始、然后是初步設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)、材料采購、生產(chǎn)制造、檢查驗(yàn)收、工地安裝等,全過程的參與,使得技術(shù)人員不僅僅是掌握了技術(shù),而且真正地理解和掌握了技術(shù)的來龍去脈。

 

      2.2 引進(jìn)技術(shù)的時(shí)間過程

 

      從1997 8 月合同正式生效開始,哈電機(jī)公司開始了近6 年的技術(shù)引進(jìn)過程,從1998 年至2002年,哈電機(jī)公司先后共派出二十多批次,近160 人次在法國(guó)、挪威、瑞士、巴西、西班牙、意大利等國(guó)參加軟件引進(jìn)、設(shè)計(jì)、工藝、質(zhì)量、測(cè)試和檢驗(yàn)、采購、沖剪和線圈工藝、釬焊及特殊工藝、工藝工裝模具、生產(chǎn)制造等培訓(xùn)工作。

 

      2.3 引進(jìn)的主要技術(shù)

 

      (1)發(fā)電機(jī)①水輪發(fā)電機(jī)電磁參數(shù)設(shè)計(jì);②水輪發(fā)電機(jī)的電磁場(chǎng)分析;③發(fā)電機(jī)剛強(qiáng)度分析計(jì)算;④發(fā)電機(jī)組軸系穩(wěn)定性、臨界轉(zhuǎn)速及動(dòng)態(tài)響應(yīng)計(jì)算;⑤電力系統(tǒng)與電機(jī)仿真計(jì)算;⑥發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻技術(shù);⑦發(fā)電機(jī)推力軸承技術(shù);⑧發(fā)電機(jī)繞組絕緣技術(shù)(2)水輪機(jī)①水力設(shè)計(jì)技術(shù);②模型水輪機(jī)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù);③三峽水輪機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件;④其它設(shè)計(jì)軟件。

 

      2.4 引進(jìn)技術(shù)的成果

 

      (1)人員方面通過6 年多的技術(shù)引進(jìn),哈電機(jī)公司不僅全面地掌握了大型水電機(jī)組的制造技術(shù),為三峽電站提供了優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品,同時(shí)也培養(yǎng)出了一大批優(yōu)秀的技術(shù)人才,這些掌握了先進(jìn)技術(shù)的科技人員,把從三峽項(xiàng)目中所學(xué)到的知識(shí)消化吸收,運(yùn)用到更廣更多的方面,許多人已經(jīng)成為了哈電公司的技術(shù)骨干和中堅(jiān)。

 

     (2)軟件方面引進(jìn)了大量的計(jì)算軟件,其中僅發(fā)電機(jī)就有8 個(gè)部分共20 多種軟件,如SIMSEM,可對(duì)三峽發(fā)電機(jī)在帶有交直流輸電線路的系統(tǒng)上的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行初步分析。此部分引進(jìn)的軟件中還包括了一些商業(yè)軟件,如MADYN ANSYS 等。ABB 公司為三峽設(shè)計(jì)的水電機(jī)組冷卻方式為半水冷系統(tǒng),主要計(jì)算軟件是flowmaster,可對(duì)可壓和不可壓二種流體進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的分析及流體動(dòng)力計(jì)算,比較先進(jìn)。水輪機(jī)方面引進(jìn)的三維粘性流動(dòng)分析軟件Tascflow 商業(yè)軟件在三峽水力設(shè)計(jì)分析中得到了應(yīng)用,一大批先進(jìn)的軟件的應(yīng)用,極大地提高了哈電公司的科研開發(fā)能力和水平,象三維粘性流動(dòng)分析軟件Tascflow,大部件剛強(qiáng)度計(jì)算軟件ANSYS,軸承軸系設(shè)計(jì)分析軟件MADYN 和通風(fēng)冷卻計(jì)算軟件flowmaster等先進(jìn)的商業(yè)軟件的配置和使用再加上ABBKEAlstom 公司自行開發(fā)的各具特色的專用軟件,使科研的綜合能力得到了極大的提高。

 

      (3)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)方面在設(shè)計(jì)方面,除了引進(jìn)了先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),如發(fā)電機(jī)定子機(jī)座采用的斜支墩技術(shù),這是針對(duì)大型機(jī)組部件因受熱所引起的變形,設(shè)計(jì)出的有延周長(zhǎng)膨脹適應(yīng)特點(diǎn)的部件。在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的設(shè)計(jì)方面,還采用了新型的葉片設(shè)計(jì)理念,可將水輪機(jī)效率提高~94%以上。這些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用,提高了產(chǎn)品的技術(shù)水平,也促進(jìn)了技術(shù)的進(jìn)步。同時(shí)在設(shè)計(jì)上引進(jìn)了新的設(shè)計(jì)方式,廣泛應(yīng)用了新的繪圖軟件,大大提高了設(shè)計(jì)的能力。

 

      在制造技術(shù)方面,掌握了大型部件的制造工藝,象水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪重達(dá)450t,直徑在10m 左右,如何保證組裝的質(zhì)量和焊接質(zhì)量,直接影響轉(zhuǎn)輪的整體性,對(duì)機(jī)組性能的保證是至關(guān)重要的。通過引進(jìn)技術(shù)后,在這些大型部件的制造中,不僅滿足了圖紙的要求,有的部件質(zhì)量甚至超過了國(guó)外的產(chǎn)品。

  

      (4)管理方面通過引進(jìn)技術(shù),哈電機(jī)公司不單單是在技術(shù)上得到了發(fā)展,而在生產(chǎn)管理組織結(jié)構(gòu)上也發(fā)生了一些質(zhì)的變化。傳統(tǒng)的管理方式是依照原有的工藝和技術(shù)而形成的,組織的結(jié)構(gòu)也是如此設(shè)置的。企業(yè)按照工藝的流程,和產(chǎn)品的特點(diǎn),形成的生產(chǎn)組織管理流程和結(jié)構(gòu)是多層次的,技術(shù)的信息是通過層層的傳遞,才能最終完成一項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)。這種多層次的組織形式,使得信息傳遞和部門間的相互溝通十分不順暢,如圖1 所示。

 

 

      在三峽項(xiàng)目的執(zhí)行過程中,則完全打破了原有的組織結(jié)構(gòu)形式,參照國(guó)外的生產(chǎn)管理方式,突出了以項(xiàng)目管理為主線,把項(xiàng)目經(jīng)理作為紐帶,對(duì)外代表工廠,對(duì)內(nèi)則代表用戶,及時(shí)準(zhǔn)確地把用戶和工廠的相關(guān)產(chǎn)品制造過程中的信息傳遞給各個(gè)環(huán)節(jié),大大地提高了工作的效率,如圖2 所示。

 

      (5)機(jī)組安裝技術(shù)通過與國(guó)外的合作,在安裝方面獲得了完整安裝技術(shù)資料,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在安裝方面的一些空白,特別是一些大型機(jī)組的安裝規(guī)范,過去國(guó)內(nèi)的安裝單位都沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),完全是靠經(jīng)驗(yàn),通過三峽的引進(jìn),掌握了大型發(fā)電設(shè)備安裝的技術(shù),也建立了適應(yīng)國(guó)內(nèi)電站安裝需要的技術(shù)條件和規(guī)范,如圖3 所示。

 

 

3 引進(jìn)技術(shù)的消化吸收、再創(chuàng)新

 

      在消化吸收左岸引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,哈電公司在技術(shù)上又有了創(chuàng)新的發(fā)展,其中在水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)中,開發(fā)出具有哈電公司特色的模型轉(zhuǎn)輪,該轉(zhuǎn)輪不僅各項(xiàng)性能指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于原來引進(jìn)的左岸外國(guó)公司的轉(zhuǎn)輪,而且該“混流式L 型葉片轉(zhuǎn)輪”還獲得了國(guó)家發(fā)明專利,此專利同時(shí)也獲得2008 年中國(guó)專利獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)。

 

      另一重大的創(chuàng)新就是哈電公司在右岸所采用700MW 巨型機(jī)組空冷的新時(shí)代,三峽左岸由于采用的是半水冷發(fā)電機(jī),這種冷卻方式的發(fā)電機(jī)盡管冷卻的效果比較理想,但由于需要專用的循環(huán)水系統(tǒng),在廠房?jī)?nèi)要有一定的占地面積,同時(shí)還要設(shè)置凈化水設(shè)備,在機(jī)組運(yùn)行過程中,維護(hù)工作量大,還存在著水泄漏造成事故停機(jī)等諸多面的問題。哈電公司正是基于左岸機(jī)組存在的問題,在開展了大量研究工作的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出了與左岸機(jī)組完全不同的冷卻方式的機(jī)組。哈電公司在右岸機(jī)組的創(chuàng)新,從三峽右岸機(jī)組投運(yùn)后的數(shù)據(jù)表明,哈電公司自主研發(fā)、自主設(shè)計(jì)、自主制造的全空冷機(jī)組,運(yùn)行穩(wěn)定,各項(xiàng)指標(biāo)完全符合合同的要求,而且在全部三峽投運(yùn)的26 臺(tái)機(jī)組中,哈電公司生產(chǎn)制造的機(jī)組臺(tái)臺(tái)都創(chuàng)下最優(yōu)的記錄,被用戶贊譽(yù)為創(chuàng)金牌的機(jī)組。

 

4 引進(jìn)技術(shù)工作成功的關(guān)鍵因素

 

     哈電公司在三峽項(xiàng)目上通過引進(jìn)技術(shù),使企業(yè)在世界水電技術(shù)的舞臺(tái)上獨(dú)占鰲頭,只所以能有這樣的成果,主要取決于以下幾方面的因素:

 

     第一,國(guó)家和政府給企業(yè)創(chuàng)造的良好市場(chǎng)環(huán)境,正是通過以市場(chǎng)換技術(shù)的方式,吸引了國(guó)外知名廠家,集世界之先進(jìn)的技術(shù)用于三峽工程上,使國(guó)內(nèi)的企業(yè)有機(jī)會(huì)接觸到最前沿的水輪發(fā)電機(jī)技術(shù)。特別是在投標(biāo)方式上,國(guó)家規(guī)定的任何一家國(guó)外公司中標(biāo),其聯(lián)合體內(nèi)必須有國(guó)內(nèi)的企業(yè)參加,這就給國(guó)內(nèi)企業(yè)創(chuàng)造了學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)的機(jī)會(huì),這是尤為關(guān)鍵的一點(diǎn)。

 

       第二,三峽開發(fā)總公司是國(guó)內(nèi)最開明的業(yè)主,正是由于他們?cè)谝M(jìn)技術(shù)上為國(guó)內(nèi)企業(yè)提供了寶貴的資金,如果沒有三峽總公司無償為國(guó)內(nèi)企業(yè)提供的幾千萬美金的技術(shù)引進(jìn)費(fèi)作為學(xué)費(fèi),在當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)條件下,國(guó)內(nèi)企業(yè)盡管急需國(guó)外的技術(shù),也會(huì)因囊中羞澀而無能為力。業(yè)主為企業(yè)提供引進(jìn)技術(shù)的資金,企業(yè)可以免費(fèi)獲得國(guó)外先進(jìn)技術(shù),掌握了先進(jìn)技術(shù)的企業(yè),又可以為用戶提供更優(yōu)良先進(jìn)的裝備,因此這是對(duì)雙方來說絕對(duì)雙贏的策略。

 

      第三,三峽項(xiàng)目引進(jìn)的技術(shù)在當(dāng)時(shí)是最先進(jìn)的技術(shù),避免了以往某些項(xiàng)目引進(jìn)的技術(shù),都是國(guó)外即將淘汰的技術(shù)。同時(shí),為了有效地控制技術(shù)引進(jìn)的效果,三峽總公司還規(guī)定了一條特殊的支付費(fèi)用的條件,那就是每一項(xiàng)技術(shù)引進(jìn)和技術(shù)培訓(xùn),必須有國(guó)內(nèi)企業(yè)的參與人員簽字,證明已經(jīng)掌握了技術(shù),或已經(jīng)獲得了核心的技術(shù)和軟件,三峽總公司才能支付這筆費(fèi)用,這也極大地保證了技術(shù)引進(jìn)的成效。

 

      第四,一項(xiàng)技術(shù)的引進(jìn)能否有成效,還有一個(gè)重要的因素,就是國(guó)內(nèi)的企業(yè)具不具備掌握先進(jìn)技術(shù)的客觀條件,這一方面既有人員是否能夠?qū)W習(xí)掌握先進(jìn)的技術(shù),而另一方面還有硬件方面能否適應(yīng)引進(jìn)技術(shù)的需要。哈電公司應(yīng)該說在這兩方面都完全符合要求,通過引進(jìn)技術(shù)的過程培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀的技術(shù)人員,他們?cè)诤笃诘目蒲小⒃O(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造中,發(fā)揮出巨大的作用。通過引進(jìn)技術(shù)過程共投資近七億元對(duì)公司的科研、工藝、生產(chǎn)等裝備進(jìn)行相適應(yīng)的改造,形成了完備的裝備體系。

 

      第五,再創(chuàng)新的能力,這是衡量技術(shù)引進(jìn)成功與否的又一個(gè)要素之一,如果企業(yè)的技術(shù)水平僅僅停留在引進(jìn)技術(shù)時(shí)的水平而沒有任何進(jìn)步,那么這樣的技術(shù)引進(jìn)只能算是成功一半,因?yàn)楦匾囊话胧窃谝M(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,能夠再創(chuàng)新,開發(fā)出更新的技術(shù)。這一點(diǎn)哈電公司在三峽項(xiàng)目上做到了,不僅掌握了國(guó)外的先進(jìn)技術(shù),而且創(chuàng)造性地發(fā)揮,設(shè)計(jì)制造出新的領(lǐng)先于世界的全空冷巨型發(fā)電機(jī)組。

 

      第六,引進(jìn)的技術(shù)能否有生命力,還取決于市場(chǎng)的需求程度。而隨著中國(guó)改革開放的進(jìn)程,國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),對(duì)電力需求也是與日俱增。廣闊的水電設(shè)備市場(chǎng),為國(guó)內(nèi)發(fā)電設(shè)備制造企業(yè)的提供了再發(fā)展的機(jī)遇,一大批大型電站的建設(shè),使得國(guó)內(nèi)發(fā)電設(shè)備制造企業(yè)有了應(yīng)用新技術(shù)的舞臺(tái)。

 

      這些因素綜合地構(gòu)成了哈電公司在三峽技術(shù)引進(jìn)工作上相輔相承的條件,正是有了這樣一些有利的條件,使得哈電公司在三峽項(xiàng)目的技術(shù)引進(jìn)上獲得了空前的成功。

 

5 結(jié)語

 

      三峽大型水輪機(jī)發(fā)電設(shè)備技術(shù)引進(jìn)的成功,為今后國(guó)內(nèi)技術(shù)引進(jìn)提供了一個(gè)重要的參考例證,在總結(jié)其工作經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),也對(duì)未來相關(guān)技術(shù)的引進(jìn)工作,提出了新的課題,那就是如何結(jié)合國(guó)情,結(jié)合企業(yè)的實(shí)際,更好地把引進(jìn)技術(shù)作為一種手段來提高企業(yè)的再創(chuàng)新的動(dòng)力,推動(dòng)企業(yè)的自主創(chuàng)新工作。

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