摘要: 以三峽工程項目中發電設備的技術引進過程為范例,通過具體的技術引進內容、方式、效果,以及通過引進技術后的消化吸收,再創新的技術發展過程,闡述了引進技術獲得成功的經驗和體會,分析了引進技術給企業帶來的變化,技術進步對于促進企業發展的重大作用,從而使國內發電設備制造企業能夠完全地自主開發、自主研制、自主制造和生產出具有當代世界領先水平的水輪發電機組。
關鍵詞: 三峽工程;水輪發電機;技術引進;自主研制;再創新
1 引言
舉世曙目的三峽工程不僅僅是我國水電史上最宏偉的壯舉,而其中三峽工程中的水輪發電機組制造也是凝聚了世界的頂尖技術,特別是由國內制造廠生產的具有自主知識產權的巨型機組,第一次在國際巨型水電競爭的舞臺上一展風采,由哈爾濱電機廠有限責任公司(以下簡稱哈電公司)生產的全空冷發電機組,更是以其優良的品質和可靠的性能,獨占鰲頭。本文就哈電公司在三峽一期和二期工程中,引進技術,消化吸收,再創新的過程進行綜合和論述。那么是什么原因使國內的水電制造企業在上個世紀末還落后國際知名廠家之后,而現在卻一越成為行業上的領先者?這就不得不說是通過引進技術,消化吸收,再創術上的更新換代形成的跨越式發展,正是從三峽工程發電設備設計與制造引進技術開始的。
2 技術引進工作
(1)三峽技術引進之所以能夠獲得巨大的成功,首先一個最重要的14 臺機組,近7 億美元的發電設備市場份額來進行國際招標,同時還明確了左岸必須是聯合體投標,聯合體中還必須包括中方的制造企業。為了要求國外廠商全面轉讓技術,作為業主方的三峽總公司還花費了巨額的資金,僅對哈電機公司的全部技術引進直接投入了上千萬的美金。
(2)就是三峽的技術引進,不單是某一單項技術的引進,它是一個全面的技術轉讓。全面轉讓的涵義已不單是合作生產中的僅將圖紙作為成果來轉讓,而是將如何進行的設計、設計中涉及的計算分析軟件和技術訣竅以及最終的結果進行轉讓。
(3)此項技術引進工作中,赴國外培訓人員數量多。
(4)引進技術工作的時間跨度也很長。
(5)整個的引進技術工作給國家和企業帶來了巨大的效益。
2.1 引進技術的具體內容
以往的引進技術注重的是技術資料方面的內容,更多的技術引進都體現在獲得技術資料方面,而三峽的技術引進則以技術資料為載體,然后貫穿于整個合同的執行過程。首先是從模型試驗開始、然后是初步設計、施工設計、材料采購、生產制造、檢查驗收、工地安裝等,全過程的參與,使得技術人員不僅僅是掌握了技術,而且真正地理解和掌握了技術的來龍去脈。
2.2 引進技術的時間過程
從1997 年8 月合同正式生效開始,哈電機公司開始了近6 年的技術引進過程,從1998 年至2002年,哈電機公司先后共派出二十多批次,近160 人次在法國、挪威、瑞士、巴西、西班牙、意大利等國參加軟件引進、設計、工藝、質量、測試和檢驗、采購、沖剪和線圈工藝、釬焊及特殊工藝、工藝工裝模具、生產制造等培訓工作。
2.3 引進的主要技術
(1)發電機①水輪發電機電磁參數設計;②水輪發電機的電磁場分析;③發電機剛強度分析計算;④發電機組軸系穩定性、臨界轉速及動態響應計算;⑤電力系統與電機仿真計算;⑥發電機通風冷卻技術;⑦發電機推力軸承技術;⑧發電機繞組絕緣技術(2)水輪機①水力設計技術;②模型水輪機試驗測試技術;③三峽水輪機結構計算軟件;④其它設計軟件。
2.4 引進技術的成果
(1)人員方面通過6 年多的技術引進,哈電機公司不僅全面地掌握了大型水電機組的制造技術,為三峽電站提供了優質的產品,同時也培養出了一大批優秀的技術人才,這些掌握了先進技術的科技人員,把從三峽項目中所學到的知識消化吸收,運用到更廣更多的方面,許多人已經成為了哈電公司的技術骨干和中堅。
(2)軟件方面引進了大量的計算軟件,其中僅發電機就有8 個部分共20 多種軟件,如SIMSEM,可對三峽發電機在帶有交直流輸電線路的系統上的運行狀態進行初步分析。此部分引進的軟件中還包括了一些商業軟件,如MADYN 和ANSYS 等。ABB 公司為三峽設計的水電機組冷卻方式為半水冷系統,主要計算軟件是flowmaster,可對可壓和不可壓二種流體進行穩態和瞬態的分析及流體動力計算,比較先進。水輪機方面引進的三維粘性流動分析軟件Tascflow 商業軟件在三峽水力設計分析中得到了應用,一大批先進的軟件的應用,極大地提高了哈電公司的科研開發能力和水平,象三維粘性流動分析軟件Tascflow,大部件剛強度計算軟件ANSYS,軸承軸系設計分析軟件MADYN 和通風冷卻計算軟件flowmaster等先進的商業軟件的配置和使用再加上ABB、KE、Alstom 公司自行開發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)設計與制造技術方面在設計方面,除了引進了先進的結構設計,如發電機定子機座采用的斜支墩技術,這是針對大型機組部件因受熱所引起的變形,設計出的有延周長膨脹適應特點的部件。在水輪機轉輪的設計方面,還采用了新型的葉片設計理念,可將水輪機效率提高~94%以上。這些先進技術的應用,提高了產品的技術水平,也促進了技術的進步。同時在設計上引進了新的設計方式,廣泛應用了新的繪圖軟件,大大提高了設計的能力。
在制造技術方面,掌握了大型部件的制造工藝,象水輪機轉輪重達450t,直徑在10m 左右,如何保證組裝的質量和焊接質量,直接影響轉輪的整體性,對機組性能的保證是至關重要的。通過引進技術后,在這些大型部件的制造中,不僅滿足了圖紙的要求,有的部件質量甚至超過了國外的產品。
(4)管理方面通過引進技術,哈電機公司不單單是在技術上得到了發展,而在生產管理組織結構上也發生了一些質的變化。傳統的管理方式是依照原有的工藝和技術而形成的,組織的結構也是如此設置的。企業按照工藝的流程,和產品的特點,形成的生產組織管理流程和結構是多層次的,技術的信息是通過層層的傳遞,才能最終完成一項生產任務。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。
在三峽項目的執行過程中,則完全打破了原有的組織結構形式,參照國外的生產管理方式,突出了以項目管理為主線,把項目經理作為紐帶,對外代表工廠,對內則代表用戶,及時準確地把用戶和工廠的相關產品制造過程中的信息傳遞給各個環節,大大地提高了工作的效率,如圖2 所示。
(5)機組安裝技術通過與國外的合作,在安裝方面獲得了完整安裝技術資料,填補了國內在安裝方面的一些空白,特別是一些大型機組的安裝規范,過去國內的安裝單位都沒有統一的標準,完全是靠經驗,通過三峽的引進,掌握了大型發電設備安裝的技術,也建立了適應國內電站安裝需要的技術條件和規范,如圖3 所示。
3 引進技術的消化吸收、再創新
在消化吸收左岸引進技術的基礎上,哈電公司在技術上又有了創新的發展,其中在水輪機轉輪設計中,開發出具有哈電公司特色的模型轉輪,該轉輪不僅各項性能指標遠遠好于原來引進的左岸外國公司的轉輪,而且該“混流式L 型葉片轉輪”還獲得了國家發明專利,此專利同時也獲得2008 年中國專利獎優秀獎。
另一重大的創新就是哈電公司在右岸所采用700MW 巨型機組空冷的新時代,三峽左岸由于采用的是半水冷發電機,這種冷卻方式的發電機盡管冷卻的效果比較理想,但由于需要專用的循環水系統,在廠房內要有一定的占地面積,同時還要設置凈化水設備,在機組運行過程中,維護工作量大,還存在著水泄漏造成事故停機等諸多面的問題。哈電公司正是基于左岸機組存在的問題,在開展了大量研究工作的基礎上,設計出了與左岸機組完全不同的冷卻方式的機組。哈電公司在右岸機組的創新,從三峽右岸機組投運后的數據表明,哈電公司自主研發、自主設計、自主制造的全空冷機組,運行穩定,各項指標完全符合合同的要求,而且在全部三峽投運的26 臺機組中,哈電公司生產制造的機組臺臺都創下最優的記錄,被用戶贊譽為創金牌的機組。
4 引進技術工作成功的關鍵因素
哈電公司在三峽項目上通過引進技術,使企業在世界水電技術的舞臺上獨占鰲頭,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,國家和政府給企業創造的良好市場環境,正是通過以市場換技術的方式,吸引了國外知名廠家,集世界之先進的技術用于三峽工程上,使國內的企業有機會接觸到最前沿的水輪發電機技術。特別是在投標方式上,國家規定的任何一家國外公司中標,其聯合體內必須有國內的企業參加,這就給國內企業創造了學習先進技術的機會,這是尤為關鍵的一點。
第二,三峽開發總公司是國內最開明的業主,正是由于他們在引進技術上為國內企業提供了寶貴的資金,如果沒有三峽總公司無償為國內企業提供的幾千萬美金的技術引進費作為學費,在當時的經濟條件下,國內企業盡管急需國外的技術,也會因囊中羞澀而無能為力。業主為企業提供引進技術的資金,企業可以免費獲得國外先進技術,掌握了先進技術的企業,又可以為用戶提供更優良先進的裝備,因此這是對雙方來說絕對雙贏的策略。
第三,三峽項目引進的技術在當時是最先進的技術,避免了以往某些項目引進的技術,都是國外即將淘汰的技術。同時,為了有效地控制技術引進的效果,三峽總公司還規定了一條特殊的支付費用的條件,那就是每一項技術引進和技術培訓,必須有國內企業的參與人員簽字,證明已經掌握了技術,或已經獲得了核心的技術和軟件,三峽總公司才能支付這筆費用,這也極大地保證了技術引進的成效。
第四,一項技術的引進能否有成效,還有一個重要的因素,就是國內的企業具不具備掌握先進技術的客觀條件,這一方面既有人員是否能夠學習掌握先進的技術,而另一方面還有硬件方面能否適應引進技術的需要。哈電公司應該說在這兩方面都完全符合要求,通過引進技術的過程培養了一大批優秀的技術人員,他們在后期的科研、設計、生產和制造中,發揮出巨大的作用。通過引進技術過程共投資近七億元對公司的科研、工藝、生產等裝備進行相適應的改造,形成了完備的裝備體系。
第五,再創新的能力,這是衡量技術引進成功與否的又一個要素之一,如果企業的技術水平僅僅停留在引進技術時的水平而沒有任何進步,那么這樣的技術引進只能算是成功一半,因為更重要的一半是在引進技術的基礎上,能夠再創新,開發出更新的技術。這一點哈電公司在三峽項目上做到了,不僅掌握了國外的先進技術,而且創造性地發揮,設計制造出新的領先于世界的全空冷巨型發電機組。
第六,引進的技術能否有生命力,還取決于市場的需求程度。而隨著中國改革開放的進程,國民經濟的快速增長,對電力需求也是與日俱增。廣闊的水電設備市場,為國內發電設備制造企業的提供了再發展的機遇,一大批大型電站的建設,使得國內發電設備制造企業有了應用新技術的舞臺。
這些因素綜合地構成了哈電公司在三峽技術引進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目的技術引進上獲得了空前的成功。
5 結語
三峽大型水輪機發電設備技術引進的成功,為今后國內技術引進提供了一個重要的參考例證,在總結其工作經驗的同時,也對未來相關技術的引進工作,提出了新的課題,那就是如何結合國情,結合企業的實際,更好地把引進技術作為一種手段來提高企業的再創新的動力,推動企業的自主創新工作。
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