我們偉大祖國幅原遼闊、西高東低、雨量充沛,天賜神州大地豐富的水能資源，理論蘊藏量6.94億千瓦，技術可開發(fā)量5.42億千瓦，均居世界第一位。在中國共產黨的領導下,特別是近四十年的改革開放、水電事業(yè)發(fā)展逐步加速，截至2017年底，全國水電裝機(含抽水蓄能)達3.41億千瓦，占技術可發(fā)展量的63%，展現(xiàn)出跨越式發(fā)展的氣勢。水電百年史、向世人無聲地敘說著“水電發(fā)展與國運”息息相關的故事;水電百年史、也向世人見證以三峽工程為契機，振興了我國水電設備制造及配套產業(yè)發(fā)展，是歷史的正確選擇，三峽工程作為里程碑載入史冊?！皻v史選擇了三峽﹑三峽抓住了機遇”，她加快了大機組設備國產化進程，使我國從水電資源大國、走向水電強國，作為中國人為之振奮、自豪。
一、百年坎坷路
我國水電發(fā)展至今有百余年歷史，可分為“夢幻歲月”、“創(chuàng)業(yè)起步”、“自主制造”、“開放合作”、“水電騰飛”五個階段，從中可深刻地感悟到“水電發(fā)展與國運息息相關”的道理。
1、夢幻歲月(1908--1949年)
我國第一座水電站是石龍壩水電站，位于昆明市郊，1908年由昆明商人王筱齋為首集資籌建，耗資50萬銀元。1912年5月28日發(fā)電，裝機容量為2×240千瓦,這是中國利用水力發(fā)電的起奌。
1919年，孫中山先生在《建國方略之二--實業(yè)計劃》中提出建設三峽工程的設想。此后三十年，由于國民政府的政治腐敗、抗擊日本入侵、國內戰(zhàn)事不斷。雖1932年、1944年、1945年、1946年國民政府資源委員會為興建三峽工程、分別做了些深度不同的“工程可行性研究”，終因國民政府面臨政權崩潰而中止。此外、1935年國民政府經濟部資源委員會、對四川流溪河梯級開發(fā)作過規(guī)劃，但解放前只完成下硐裝機3000千瓦;1947年對福建省古田溪梯級開發(fā)也作過規(guī)劃，終因財力不支而未動工。解放前40年，除日本為掠奪我國資源、在東北興建的豐滿和水豐兩電站及臺灣小水電外，水力發(fā)電事業(yè)停滯不前。直到1949年全國的水電裝機容量僅為36萬千瓦、年發(fā)電量18億千瓦時。
2、創(chuàng)業(yè)起步(1950--1965年)
全國解放初期、工業(yè)基礎—片空白、百廢待興，困難重重。起步，從續(xù)建遺留下來的小型工程和治理洪水的水庫起步興修電站。1953年下硐電站機組單機容量840千瓦機組投產、1954年佛子嶺1000千瓦機組投產、1955年底官廳1萬千瓦機組投產、1956年古田一級6000千瓦機組投產、獅子灘1.2萬千瓦機組投產、1958年上猶江1.5萬千瓦機組投產等等;為續(xù)建豐滿電站、從蘇聯(lián)進口了4臺7.25萬千瓦的機組。通過這批工程鍛練培奍了眾多技術骨干，為水電建設管理部門、水電設計院、機電建設隊伍輸送了大批人才。
時代進入“二五”計劃，出現(xiàn)了一些大中型水電工程，水電發(fā)展呈興起勢態(tài)。1957年4月新安江工程開工，是我國第一座自行設計、自制設備的大型水力發(fā)電站,首臺7.25萬千瓦機組于1960年投產。這段時間首臺機組投產的還有柘溪、鹽鍋峽、新豐江、云峰水電站等等，機組設備均由哈爾濱電機廠生產。
1957年全國水電裝機總容量101.9萬千瓦;1962年末水電裝機總容量237.87萬千瓦、1965年末水電裝機總容量301.96萬千瓦。
3、自主制造(1966--1985年)
此間三線健身時期，在四川省德陽市建成了產業(yè)、東方電機廠，哈電、東電兩大生產基地形成，為我國提供大型水電設備發(fā)揮了主力軍作用，因地處位置、當時被行業(yè)戲稱“東、西兩大”。哈爾濱大電研究所和東方電機廠都開發(fā)出自己的轉輪模型、并用于大型電站如：劉家峽﹑龍羊峽、葛洲壩等。
劉家峽電站總裝機122.5萬千瓦，是我國第一座百萬級電站，電站1958年動工、1969年首臺機組發(fā)電、1975年建成。葛洲壩電站總裝機271.5萬千瓦，是"萬里長江第一壩",毛主席親自批示"贊成興建此壩"。水輪機為軸流轉槳式、轉輪直徑達11.3/10.5米當屬世界之最。工程1971年動工、1981年首臺機組投產、1988年建成。
期間，首臺投產的大型機組還有:丹江口、龔咀、烏江渡、白山、三門峽、西津、富春江水電站等等。
由于我國大型水電設備制造能力提高,電力增長明顯加速:1970年末全國水電總裝機達623.50萬千瓦、1975年末為1342.8萬千瓦、1980年末為2031.8萬千瓦、1985年末為2641.5萬千瓦。
4、開放合作(1985--2000年)
這階段是我國改革開放初期，并逐步向縱深發(fā)展。其階段特點是：水電建設管理體制改革，對外開放、引進資金接受國際貸款，引進設備貫徹“技貿結合、合作生產”的采購原則，國內設備制造廠在對外合作中不斷壯大。
代表工程：魯布格(4臺單機15萬千瓦)，是我國第一個對外開放，引進外資(世行貸款)、設備、技術和單項工程對外招標承包的水電工程。機組以國際招標方式采購，并貫徹“技貿結合、合作生產”原則。通過評標選擇了擅長高水頭混流式轉輪設計的挪威KB公司、4臺水輪機KB公司中標，4臺發(fā)電機徳國西門子公司中標。哈電作為分包商參與、接受技術轉讓并聯(lián)合生產。工程1982年動工、首臺機組于1988年發(fā)電、1990年電站建成。
這階段首臺機組投產的有∶被水電行業(yè)譽為“五朵金花”百萬級電站:五強溪、隔河巖、巖灘、水口、漫灣;還有龍羊峽、二灘、天生橋—級、天生橋二級、李家峽;還有抽水蓄能機組：廣蓄、天荒坪、十三陵;以及貫流式機組：王甫洲、淩津灘等。
建設體制上的改革帶來了水電發(fā)展的快速增長。1990年末全國水電總裝機達3604.55萬千瓦、1995年末為5218.36萬千瓦、1998年末為6506.5萬千瓦。
5、水電騰飛(2001至今)
跨入新世紀的2000年底、全國水電總裝機達7700萬千瓦，超過了加拿大成為世界第二水電大國，水電發(fā)展呈騰飛勢態(tài)。
大型工程、大機組大量出現(xiàn)，建成并投產了四座600萬千瓦級以上的電站，投產了單機容量60萬千瓦及以上機組118臺;在建的白鶴灘、烏東德未列其中，水電事業(yè)呈現(xiàn)空前盛世。
群星閃爍、數(shù)三峽最為璀璨。舉世囑目的三峽工程，單機容量70萬千瓦、電站總裝機規(guī)模2250萬千瓦(左岸電站14臺、右岸電站12臺、右岸地下電站6臺、電源電站2臺5萬千瓦)。2003年7月左岸電站首臺70萬千瓦機組投產發(fā)電，2012年5月地下電站最后一臺投產。
這期間建成投產的大型電站有﹕小浪底、公伯峽、小灣、拉西瓦、糯扎渡、龍灘、溪洛渡、向家壩、錦屏一級、錦屏二級、瀑布溝、構皮灘、觀音巖等等。
由于一批大型、巨型電站建成，全國裝機容量出現(xiàn)飛躍式增長：2004年水電裝機突破1億千瓦(以公伯峽1號機組30萬千瓦投入為標志)、超越美國成世界第一水電大國;2010年突破2億千瓦(以小灣電站4號機70萬千瓦機組投入為標志);2017年底，全國水電裝機(含抽水蓄能)達3.41億千瓦，發(fā)電量11945億千瓦時、穩(wěn)居世界第—。
二、歷史選擇了三峽
1994年三峽工程正式開工后，我國還有一大批、擁有單機容量60萬千瓦及以上機組的大型電站、正在建設或蘊釀中。而當時我國的水電機組制造能力為30萬千瓦、轉輪直徑6米,與三峽機組容量70萬千瓦、轉輪直徑近10米的研制能力要求、差距甚遠。特別在轉輪水力開發(fā)技術、發(fā)電機的冷卻及絕緣技術、超大型機組結構設計、制造及安裝工藝、經驗等等方面,與國外先進技術水平仍有較大差距。
三峽機組尺寸大、重量重，受運輸條件限制、凡能在工地條件下進行組裝焊接、簡易機加工的大型部件、都將移到工地完成，對這些工藝當時我們還缺乏經驗。我國豐富的水力資源不能依靠外國人幫我們去開發(fā)、迅速改變我國水電設備研發(fā)、制造現(xiàn)狀的重任，歷史地落在三峽工程肩上。
三峽工程是項振興中華的標志性工程，受到黨和國家高度重視。黨和國家領導人高瞻遠囑、運籌帷握，對三峽機電工程要求、不僅要引進國際先進的機電設備和技術，并且要以三峽為契機、使我國水電設備研發(fā)制造達到國際先進水平。
1994年9月三峽工程啟動了“三峽左岸水輪發(fā)電機組招標文件”編制工作。1995年11月國務院三峽建委就對左岸水輪發(fā)電機組招標原則、作了明確指示：“機組招標、實行公開招標、議標決策，第一是要保證質量，第二是要利用這個機會引進技術，把我國的水輪發(fā)電機組提高到國際水平，帶動我國民族工業(yè)發(fā)展，第三是價格與貸款條件要合理。三峽工程全部的26臺機組，12臺以外方為主，我方參與，14臺以我方為主。但先行投產的左岸14臺機組要一次招標，中外雙方實行聯(lián)合設計、合作制造，其中12臺以外方制造為主，2臺以我方制造為主，由外方監(jiān)制。以外方為主的機組對國內的分交份額可按不低于20--25﹪的比例,并由小到大通過前12臺合作達到掌握核心技術”。
拿出左岸電站14臺70萬千瓦機組一次投放國際市場，大手筆、體現(xiàn)黨和國家支持三峽工程的決心和重托。批量大、激發(fā)市場競爭的動力也大，對完成技術轉讓十分有利。評標結果：“ALSTOM(挪威克瓦納公司分包轉輪水力開發(fā))+ABB”集團主包、哈電分包，合作生產提供八臺套;VGS(VOITH、加拿大GE、SIMENS)集團主包、東電分包,合作生產六臺套。這些供應商都有依泰普70萬千瓦機組業(yè)績，都按投標文件的“技術轉讓協(xié)議”項目轉讓技術，接受方哈電、東電都滿意，達到了預期目的。
隨著工程進展、左岸電站的一些其它項目的設備(系統(tǒng))陸續(xù)采購，包括：550kV變壓器及附屬設備、550kVGIS及配套設備、水輪機調速系統(tǒng)設備、發(fā)電機勵磁系統(tǒng)設備、左岸電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)和長江三峽工程梯級調度計算機監(jiān)控系統(tǒng)、三峽工程梯級調度計算機監(jiān)控系統(tǒng)。對這些機電設備、均采用左岸機組的方式國際招標，遵循“技術轉讓、消化吸收、合作生產、實現(xiàn)國產化”原則。國內實力雄厚的專業(yè)廠、研究院，作為合作伙伴參與競標，接受技術轉讓，均達到了預期目的。
在工程進展的關鍵節(jié)點上，三峽建委均采取有力措施，確保三峽工程質量。1994年三峽工程動工，1995年11月三峽建委就決定成立“國務院三峽樞紐工程質量檢查專家組(簡稱“質檢組”)”;2004年三峽右岸機組完成招標，標志“三峽機組國產化”正式起步，2005年3月又成立了“國務院三建委三峽三期工程重大設備制造檢查組(簡稱“檢查組”)”?！百|檢組”、“檢查組”成員均由資深專家組成，代表國家關心工程質量，對工程質量起到督促、鞭策作用。每年或工地(制造廠)有重大事情，他們都去工地(制造廠)履行職責并報告“三峽建委”。他們認真負責的工作態(tài)度感染了三峽建設者，增強了建設者追求高質量的意識。“檢查組”的工作在設備制造廠，促進了“國產化的進程”，特別是推動并實現(xiàn)了“關鍵材料國產化”，填補了我國的空白。
三、三峽抓住了機遇
三峽工程的建設者,包括從事設計、制造、安裝、監(jiān)造、監(jiān)理、工程管理的所有人員、都以參加三峽建設深感榮幸、自豪，同時也感到一份沉甸甸的責任。他們在不同的崗位上、以創(chuàng)造性勞動為三峽工程增添光彩。
1、高質高速的機電安裝
機電安裝現(xiàn)場，是產生智慧、出現(xiàn)奇跡的“有源場”，不斷發(fā)出高質高速裝機喜訊，令人興奮、鼓舞。
在現(xiàn)行的機組安裝質量標準中、沒包含像三峽這樣大的機組。安裝開始，參照國際標準、國標、行業(yè)標準、工廠標準逐項、從難提取要求。當裝完前六臺后，提高了質量要求、制定了“三峽標準”，隨后又提出了“首穩(wěn)百日”、“精品機組”要求?！笆追€(wěn)百日”指投運后無事故、安全運行100天;“精品機組”是對“三峽標準”主要技術指標提出更嚴格要求?？己私Y果，全部32臺機都滿足“三峽標準”，并達到“首穩(wěn)百日”要求。從右岸電站開始評定“精品機組”，右岸、地下電站共18臺、有11臺被評為“精品機組”。
為三峽機組安裝，設計的施工場地、按每年投產4臺的強度布局，實施結果:左岸電廠逐年達到《6/5/3》、右岸電站為《7/5》、地下電站為《4/2》，無疑、這是世界最高水平的裝機速度。左、右岸26臺機組、比計劃投產時間累計提前2644臺日發(fā)電，經濟效益顯著。三峽人高質高效地完成機電安裝任務，向黨和國家交了一份完美的答卷。
2、制定科學的機組運行方式
三峽電站以防洪為首要任務,每年主汛期到來前、庫水位將下降30米、預留出222.1億立方米防洪庫容接納洪水，因而造成電站水輪機工作水頭變幅太大，對水輪機運行十分不利，當運行在不利的工況時，往往轉輪內會出現(xiàn)不穩(wěn)定水流、對轉輪會造成嚴重破壞。機組必須遵循“轉輪固有特性”運行，編制科學的運行方式尤為重要。于是、對配有不同轉輪水力設計的八種機組，分別作了現(xiàn)場機組測試，繪制定出機組運行區(qū)域圖并標示：穩(wěn)定運行區(qū)(能長期運行)、限制運行區(qū)(只能短期運行)、禁止運行區(qū)(只能開、停機過程通過、不能停留運行)，并報網局參考調度。這一舉措國內尚屬首次，為機組長期安全穩(wěn)定運行提供了基本保證。十多年來32臺機組的運行狀態(tài)優(yōu)良。這—經驗為之后投產的向家壩、溪洛渡所借鑒，取得同樣效果。
3、水電設備研制達到國際先進水平
1997年三峽左岸機組國際招標結果，國內哈電、東電作為分包商，接受技術轉讓，聯(lián)合設計、合作生產。
按合同中的“技術轉讓協(xié)議”，轉讓范圍指三峽水輪機(發(fā)電機)的開發(fā)、設計和制造的關鍵技術、主要是基于設計、制造、安裝和調試所需的，以及聯(lián)合設計和聯(lián)合制造中，必須提交的計祘機軟件、圖紙和文件”。
技術轉讓細目：
水輪機：轉輪水力設計開發(fā)軟件，水輪機動態(tài)水流分析(CFD)和性能預估軟件，水輪機主要部件剛度、強度、力學計算軟件，轉輪制造軟件……等等。
發(fā)電機﹕電磁計算程序，主要部件的機械強度和剛度計算及優(yōu)化程序，發(fā)電機通風系統(tǒng)和發(fā)熱計算程序，機組穩(wěn)定性、軸系臨界轉速和動態(tài)響應計算程序，水冷發(fā)電機設計的計算程序，……等等。
轉讓技術內容涵蓋了機組設計的關鍵技術。
由于哈電、東電之前巳長期研究過三峽機組，打下了一定的基礎，對轉讓的技術、消化能力強，很快就轉化為生產力。三峽右岸機組招標時，哈電、東電均以獨立投標人資格競標，各獲得4臺機組份額。從三峽電站十多年來機組運行狀況表現(xiàn)、國產機組毫不遜色。200米水頭段轉輪水力開發(fā)在三峽之前、我國是空白，然而、200米水頭段的溪洛渡電站、18×70萬千瓦機組競標中，東電獲9臺、哈電6臺;繼而、200米水頭段的白鶴灘電站16×100萬千瓦機組項目競標中，東電、哈電各獲8臺。
調速系統(tǒng)、勵磁系統(tǒng)、550kV主變、550kV高壓開關、電站監(jiān)控系統(tǒng)，在三峽左岸國際招標之后的右岸、地下電站這些設備(系統(tǒng))均為國內采購，由國內工廠、包括合資企業(yè)生產。后繼的向家壩、溪洛渡、烏東德、白鶴灘電站，這些設備(系統(tǒng))全部國產化、并掌握了核心技術、具有開發(fā)功能。
4、關鍵材料國產化
三峽機組用到的大型鑄鍛件技術條件高、抗層狀撕裂鋼板厚達220毫米、高強度(6000kg/cm2級)鋼板等，三峽左岸機組招標時國內不能生產，只能國外采購。隨著工程進展、一個國外壟斷的市場、逐漸顯露在三峽工程面前、并且產能不足，為確保大型鑄鍛件可靠供應,必須立足自主、實現(xiàn)國產化。
國家發(fā)改委和經貿委將“關鍵材料國產化”課題列入“九五”、“十五”攻關項目中，并列專項經費支持企業(yè)技術改造?！笆晃濉?、“十二五”期間，國家科技部、工信部等又繼續(xù)給予了支持。一場“關鍵材料國產化”的攻關戰(zhàn)序幕拉開。2004年三峽右岸機組完成招標，三峽機組制造進入國產化時代，對“關鍵材料國產化”的要求更加迫切。2005年“三峽建委”的“檢查組”進入了這支攻關團隊，領導了這場攻關戰(zhàn)，重點抓“組織、調研、協(xié)調、推動”工作。2001年二重率先為三峽左岸機組生產了合格的上冠、葉片各一件，2005--2008年完成48件導葉鑄造，2008年實現(xiàn)主軸鍛造批量穩(wěn)定生產，2009年完成地下電站13件葉片、2件轉輪上冠、1件下環(huán)，發(fā)電機鏡板鍛造，至此率先實現(xiàn)了三峽機組大型鑄鍛件國產化。2009年4月鞍鋼重機研制的抗層狀撕裂厚160mm、270mm鋼板通過鑒定。
一邊攻關、一邊為三峽及向家壩、溪落渡及其它大型機組提供鑄鍛件，為三峽機組提供的國產份額逐年增多。到2017年白鶴灘16臺100萬千瓦機組招標，關鍵材料全部國產，體現(xiàn)了對國產關鍵材料的信心。這場攻關戰(zhàn)、不僅為三峽及國內工程提供了優(yōu)質產品，還制定了六套、具有國際水平的專項“質量標準”，填補了我國的空白。
四、走向水電強國
至今，我國水電裝機容量及發(fā)電量均穩(wěn)居世界第一、遙遙領先，取得了令世人囑目的成就，支持了我國經濟發(fā)展;水電是清潔能源、也為世界減少污染氣體排放作出了重大貢獻。
當今世界上巳建成的、總裝機600萬千瓦以上大型水電站有十座：三峽(中國、2250萬千瓦)、伊泰普(巴西/巴拉圭、1400萬千瓦)、溪洛渡(中國、1260萬千瓦)、古里(委內瑞垃、819萬千瓦)、圖庫魯伊(巴西、792萬千瓦)、向家壩(中國、775萬千瓦)、大古力(美國、648萬千瓦)、薩場-舒申斯克水電站(俄羅斯、640萬千瓦)、龍灘(中國、630萬千瓦)、克拉斯諾雅爾斯克(俄羅斯、600萬千瓦)，我國占了4座，我國在建的白鶴灘(中國、1600萬千瓦)、烏東德(中國、1020萬千瓦)兩座千萬級的電站還未列入其中。
當今世界上巳投運、單機容量在70萬千瓦及以上機組有99臺，我國擁有76臺，未包括在建的白鶴灘(16×100萬千瓦)、烏東德(12×85萬千瓦)。
我國正在制造白鶴灘100萬千瓦級機組，發(fā)電機冷卻方式為空冷，當數(shù)世界領先。大型鑄件轉輪上冠、葉片、下環(huán)、導葉，大型鍛件發(fā)電機鏡板、主軸，抗層狀撕裂厚鋼板，發(fā)電機用無取向硅鋼片，這些“關鍵材料”均使用國內產品。我國是“水電設備制造大國”，是有“關鍵材料國產化”支撐的、真正的“水電設備制造大國”。白鶴灘的高壓設備、保護及電站監(jiān)控系統(tǒng)，也在國內招標釆購。這表明我國的電站機電設備成套能力同步達到國際水平。
今天，我們可以自信、驕傲地說：我國是世界“水電強國”!
張德楠：湖北人，教授級高級工程師，國務院三峽建設委員會辦公室原副主任?！度龒{工程史料選編》專家評審委員會主任。
宋立人：湖北人，教授級高級工程師，《三峽工程史料選編》機電工程卷副主編。
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