1.3 中国水电设备产业发展的特点特色

1.3.1 中国水电设备产业发展的时代特色

1. 20世纪50年代学习苏联水电设备技术

20世纪50年代，我国水电设备制造业以学习引进苏联电工技术为主，奠定了我国水电设备产业的工业基础和基本技术体系，至今我们的许多技术仍然打着前苏联的烙印。第二次全国电机工业会议后，电工行业全面采用苏联电工标准，学习苏联技术。

从1953年开始，哈尔滨电机厂陆续得到苏联列宁格勒金属工厂和电力工厂技术专家在水轮机、水轮发电机以及调速器设计工艺方面的帮助和指导。哈尔滨电机厂先后派出技术人员和工人到苏联学习。同时，还根据协议引进了一批苏联的水轮发电机组设计图样和技术资料，并在产品设计上借鉴了苏联的初步设计、技术设计和施工设计三段设计方法，以及设计计算方法、制造工艺、管理方法等，极大地提高了我国水电设备的设计制造水平。

哈尔滨电机厂在原有技术基础上，通过借鉴苏联技术并在苏联专家的指导下，于1955年试制成功10MW混流式水电机组，安装于官厅水电站，技术水平上了一个台阶。官厅水电站机组的容量和尺寸已超过新中国成立前我国实习生从美国带回资料的范围，技术人员考察了国内运行的几台国外制造的机组（丰满机组、镜泊湖机组），采用了苏联专家建议的三段设计方法、部分苏联标准和设计计算公式。

随着电力工业发展的需要，哈尔滨电机厂着手研制更大容量的水电机组，1956年派出由专业技术人员组成的访问团，实地考察了苏联水电设备制造企业。在苏联专家的指导下，于1959年5月，研制成功72.5MW大型混流式水轮发电机组，安装在新安江水电站。新安江水电站机组的设计制造吸取了苏联水电设备工业的一些先进技术，采用了一些新结构、新工艺，技术经济指标接近当时国外机组的水平。

湘潭电机厂1951年试制成功仿苏550hp交流电动机，1952年又试制成仿苏1250hp交流电动机。在苏联专家的指导下，佳木斯电机厂于1952年年底试制成第一批仿苏防爆电动机，是我国防爆电机的先驱。1952年12月到1953年7月，遵照第二次全国电机工业会议关于采用苏联标准的决定，一机部在哈尔滨组织了全国第一次中小型电动机统一设计。统一设计的首台J、JO系列异步电动机产品的诞生，标志着我国第一次统一了中小型电动机的技术体系，彻底改变了旧中国遗留的电机产品混乱局面。随后还完成了小型直流电机、中型异步电动机和中型同步电动机的仿苏产品的统一设计。

1953年后，参考苏联的技术资料，我国组织了第一次全国高压开关统一设计工作。在统一设计的基础上，沈阳高压开关厂于1956年试制成功DW3-110型多油断路器，于1957年试制成功KM1-110型空气断路器，1958年试制成功DW3-220型多油断路器；阿城继电器厂于1955年开始仿制苏联继电器和保护屏，到1958年已能生产65种电磁型、感应型继电器产品；西安高压开关厂于1958年试制成功KW1-220型空气断路器。这些仿制产品的相继诞生，标志着新中国的高压开关设计和制造达到了一个新的水平。

此外，在这个时期，我国的一些电站辅机设备也通过派出各类技术人员和工人去苏联学习、请苏联专家来我国指导、参考苏联相关国家标准和成熟产品的图样等技术资料，学习产品设计、制造工艺和产品试验等方面的技术，大大提高了我国的电工技术水平。比如，1952年沈阳变压器厂试制成功我国第一台仿苏TM-5600/66型三相变压器；随后，沈阳变压器厂会同上海、昆明、湘潭等地变压器厂组成联合设计组，依据苏联ГОСТ401—41《电力变压器》国家标准，联合设计了我国第一套变压器系列产品；1957年，沈阳变压器厂试制成功仿苏ОДГ型20—60MVA 220kV级变压器并批量生产，1958年试制成功仿苏产品ZSJK-12800/10型整流变压器；上海电机厂变压器车间于1955年试制成功仿苏500kV·A整流变压器。再如，哈尔滨电机厂仿制苏联产品，制成了大型机械液压式调速器，不久又自行研制了约十种机械液压式调速器；1955年，哈尔滨电机厂仿制苏联样品，制成首台电磁式自动励磁调节器。

2. 20世纪六、七十年代水电设备的系列化、标准化

20世纪60年代前，我国一些厂家曾根据电站要求研制过一些中小型水电机组，但这些机组型号不统一，规格混乱，技术经济指标也不高。从20世纪60年代初开始，天津电气传动研究所会同国内中小型水电设备研制单位，共同开发新机型、新品种，进行产品的系列化、标准化工作，使中小型水电机组得到了较快的发展。

在自力更生开发中小型水电机组新机型、新品种的同时，天津电气传动研究所组织各有关单位进行了产品系列化设计工作。1963年完成了ZD66l-WM和HL310-WG系列水轮机的设计；1964年完成了HL220-WJ系列水轮机的设计；1979年完成了500kW以下系列水轮机的设计。在中小型发电机方面，1969年前完成了3个系列共80多个规格机组的设计鉴定工作，并于1972年开始进行500～5000kW立式、卧式水轮发电机的统一设计。1982年又对100～800kW水轮发电机重新进行了统一设计，采用国际先进标准，采取了一些新结构，机组性能大大提高。为了满足用户需要，天津电气传动研究所、四川省机械设计研究院等单位还开展了500kW以下异步水轮发电机的研究工作和样机试制工作，东电研制成2500kW异步水轮发电机，以后又完成了500～5000kW两支点水轮发电机系列的设计和样机试制工作。在发展微型整装水轮发电机组方面，天津电气传动研究所开展了大量的工作，从20世纪60年代初期着手进行研制，相继研制成功立式轴流式、明槽贯流式、虹吸贯流式、轴伸贯流式、斜击式等微型整装水电机组，于1983年完成了100kW以下微型整装机组的系列设计。1974年，编制完成了我国第一个《反击式水轮机暂行系列型谱》，并且开发设计和生产了与水电机组配套的水轮机调速器、油压装置与自动化元件、阀门、励磁装置和电气控制设备等系列产品。

在20世纪六、七十年代，我国大部分国产机组不按电厂水头、流量等水力条件进行单独设计，而是硬性套用定型图样，或仅按模型试验的特定角度硬性规定设计，致使原本水力效率不高的水轮机转轮又偏离了高效率区运行，综合性能指标普遍较低，如高效区狭窄、振动区范围大、空化性能差等，对机组的安全稳定运行产生了严重的影响，很大程度上降低了电站设备的运行管理水平和效益。更有些电站或由于当年是套用机组，或由于电站参数发生变化，机组长期低效率运行，能源浪费严重。还有些机组在运行中出现了质量问题，如龚嘴、密云水电站的水轮机转轮叶片断裂、高水头混流式水轮机振动、发电机线棒电腐蚀等。20世纪80年代初，我国进行了水电设备质量的普查工作，发现和总结了许多带有普遍性的问题，提出了“质量第一”的要求，促进了我国水电设备行业的前期研究、设备质量和技术管理的进步。

3. 改革开放年代我国水电设备产业的发展特色

改革开放年代，我国水电设备产业的体制更加多元化，逐渐打破了水电设备产业的国有、计划特色，如20世纪60年代国家水电部十二工程局为建造富春江水库开办的富春江水电设备总厂、富春江水力发电厂等企业。改革开放后，在政府的扶持引导下，一些国营企业陆续改制，诞生了一批民营水电设备生产企业，逐步形成桐庐水电设备产业龙头企业、配套加工企业协作发展的产业集群。

在改革开放的年代，我国水电设备产业拓宽了视野，看到了国内外水电机组的技术差距，认真学习美、日、欧等国家和地区的先进技术，通过合作生产、与国外技术先进的企业建立定期技术交流和人员培训关系等，引进、吸收了一些国外的先进技术。合作生产方式主要有分包方式（鲁布革水电站）、来图来料加工方式（尼泊温水电站、玛卡古瓦水电站）、联合投标方式（水口水电站）和等价换货方式（隔河岩水电站）等四种。其中，国际招标的云南鲁布革水电站项目是改革开放后第一个水电机组进口项目，也是我国在水电机组方面与国外厂家进行的第一次全面合作生产。鲁布革水电站机组招标时即确立了择优竞标、货比三家、技贸结合、合作生产的原则，美国、联邦德国、挪威、瑞典、法国、日本等9个国家的12家公司参加了技术交流和竞标谈判，最终由挪威的KB与联邦德国西门子公司中标，并与哈尔滨电机厂合作生产，开创了国内制造厂与国外厂商进行合作试验、合作设计、合作制造和引进技术的历史。

那个时期，东方电机厂也多次与国外企业进行合作。1987年，与日本东芝公司合作生产了维斯格拉特水电站3×105 MW高水头轴流转桨式水轮机部件；1990年，和法国奈尔皮克公司合作生产了广东从化水电站4×300MW抽水蓄能机组水泵水轮机部件等。

通过水电设备的合作生产，国内企业主要引进了国外先进的水电设备试验研究成果及设计制造技术、先进的管理机制和先进的加工设备，从而快速提升其产品质量、生产效率和生产能力，提高在国内市场的占有率和国际市场的竞争力。国外企业愿意合作生产主要是基于对我国丰富的水电资源和宏伟的电力发展规划的认可，目的是通过与我国有实力的水电设备制造厂合作生产，长期占有我国水电设备市场，获得更大的市场份额和经济效益。

随着我国体制改革的深入发展，为了加强行业管理，在有关部门和中国发电设备行业协会的支持下，于1989年8月成立了中国发电设备行业协会水电设备专业协会，协会对贯彻国家的有关方针政策，促进行业的发展起到了积极作用。

我国水电设备产业在大力开拓国内市场的同时，也努力开拓国际市场，提高产品创汇能力，出口呈上升趋势。哈尔滨电机厂、东方电机厂在引进产品和技术的同时消化国外先进技术，努力开发自己的励磁产品打入国际市场，出口土耳其、菲律宾等国家。1989年，水电设备行业国外销售收入为1764.57万元。

4. 加入WTO后我国水电设备产业的发展特色

我国水电设备产品真正大规模地走出国门、走向国际市场，是在21世纪我国加入世界贸易组织（WTO）之后。加入WTO之后，国内外水电设备市场实现一体化，使我国水电设备制造业可更广泛地参与国际竞争，带来良好的发展机遇，从加快改革步伐、产品及技术上台阶、市场多元化等方面推动了我国水电设备制造业的发展。

（1）加快了我国水电设备制造产业深化改革的步伐，促进了企业经营机制的转换 国内企业面临全球竞争的压力进一步加大，这促使企业经营机制由被动型向主动型转变，促使我国水电设备企业按照国际标准体系、市场需求来组织生产经营活动，推动技术进步，加强企业管理，促使多数企业在较短的时间内建立起了自主经营、自负盈亏、自我发展、自我约束的市场经营机制，使中国的水电设备市场出现了产销两旺的局面。

（2）有利于技术引进和利用外资，促进了水电设备制造业产品升级换代 大量外资或合资企业的涌入，加大了国内企业和研究单位的竞争压力。但是，国外企业的加入在促进竞争的同时也促进了国内企业的新技术研发，再加上外企也带来大量新技术、新设备、新工艺，从而也推动了我国水电设备产业的技术进步。例如，三峡水电站水电设备的设计制造难度很大，仅依靠国内企业难以满足要求，引进国外先进技术是必然的选择。由于国家采用的引进和招投标原则正确，引进使我国两大水电设备骨干企业（哈电和东电）的技术水平有了巨大提升，他们不仅得到了全部的设计和工艺资料，而且获得了研发所必需的计算、设计、分析和优化软件，科研开发能力上了一个新台阶。

（3）进口关税水平的下降，降低了制造企业的进口成本，促进企业更新和改造加工设备，增强了企业的科研及生产能力 水电设备制造业属于资本、技术密集型行业，也是高耗材型机械加工产业。设备制造过程中，需要大量的原材料及零部件中间品，还需投入大量资金配备现代化精加工装备、检测设施等生产手段。比如，仅为东电生产三峡水电站700MW大型水轮发电机组，国家计划委员会（现改为国家发展和改革委员会）批准的技术改造投资规模就高达近11亿元。随着进口关税总水平的降低，原材料、中间品和各种生产装备进口成本大幅度降低，企业可以获得更多质优价廉的生产用材料及装备设施，降低制造成本和技术改造成本。

（4）改善了水电成套设备出口贸易环境，扩大出口份额 我国以东南亚、中南美洲以及非洲等发展中国家为主要市场，已逐渐发展成为世界水电设备市场的生力军。

1.3.2 中国水电设备产业发展的中国特色

1. 中国特色的水电设备国产化模式

坚持自力更生、独立自主是我国的基本国策，是发展我国装备制造业的主要途径；同时，借鉴国际成功经验也是必不可少的。1996年，在我国专家的建议下，国务院针对我国水力发电设备制造业的发展现状作出“技贸结合、技术转让、联合设计、合作生产”的决定，明确了我国大型水电设备的“国产化”发展之路，并创造了被业界广泛赞誉的“三峡模式”。

所谓“三峡模式”，是以三峡工程为载体，以业主为主导，以三峡机电设备招标为平台，要求国外竞标者向中国合作者转让技术，也就是“以市场换技术”，通过技术转让、消化吸收和再创新，全面提高我国参与合作企业的设计生产能力，逐步实现我国大型水电设备国产化。借此机会，我国水电设备制造业引进了核心技术，实现了消化吸收再创新，整体提升了自主创新能力，站上了更高的起点。实践证明，这是一次成功的尝试，开创了我国水电设备走技术引进和国产化相结合道路的新模式。

2. 中国特色的大型水电站模型水轮机同台对比招标试验

同台对比试验是在同一试验台、同等条件下对不同投标方提出的模型水轮机的特性进行的复核性试验，通过试验结果的对比来决出高低。同台对比试验的目的是为了验证投标文件提出的模型试验报告成果的真实性，为评标做准备，优选出综合性能最优的水轮机模型。早在“七五”期间，为了给三峡水电站水轮机的招投标提供平台，“水轮机同台对比实验及模型验收技术”就作为“三峡水电站机电设备选型及参数优化技术”的子课题，列入了国家攻关项目。

三峡右岸通过同台对比复核试验开展水轮机模型的招标工作，是我国针对重大工程机电设备首次实行的招标模式，具有深远影响。水轮机模型的同台对比复核试验是对水力开发综合技术以及模型水轮机性能的一次验证。2003年10月，三峡右岸4家参与投标的制造商（分别是哈电、东电、阿尔斯通、福伊特）将各自为三峡右岸开发的模型试验装置及转轮运到中国水科院中立试验台，在此进行对比试验，获得水轮机的能量、空化、稳定性等试验结果，通过对试验结果的分析比较来评价各家技术的先进性。通过同台对比复核试验开展水轮机模型的招标工作，对优选出三峡右岸水轮机水力模型具有十分重要的意义。

之后，通过国际同台对比复核试验进行水轮机模型招标的水电站还有我国的溪洛渡、向家坝、锦屏Ⅱ级、葛洲坝和马来西亚的沐若等水电站。图1-10为正在进行溪洛渡水电站水轮机招标第三方试验台同台对比复核试验的各方水轮机模型。

对于重大水电工程，通过同台对比复核试验进行招标，可以在招标期间根据招标技术要求和模型试验结果，做到优中选优，并可以发现选中方案的不足，要求投标方对水轮机模型进行改进，必要时要求投标方进行新的模型研究开发和试验，保证了模型水轮机的性能。国际同台对比试验对投标方是严峻的考验，是真正意义上的国际水轮机开发水平的较量，获得的结果也实实在在可用来评价是否属于国际水平。同台对比复核试验可以促进研发水平的提高，扩大技术交流。因此，对于参与同台对比试验的中国企业来说，同台对比是压力，也是技术进步的推动力；是挑战，更是展示科研水平与实力的机会和平台，务必要抓住。

但是，同台对比招标方式需要投标方有较强的综合实力，需要投标方投入一定的资金进行前期科研。如果不中标，投入的资金是无法从本项目中收回的。因此，一般只有重大水电工程，才会采取同台对比复核试验的方式进行招标；也只有综合实力较强的厂商，才会参加同台对比招标。

3. 中国特色的小型水电设备产业

通过国家实施的以小水电为基础的农村电气化县建设、农网改造、送电到乡光明工程、以电代燃料生态小水电站建设等一系列项目，经过小水电工作者坚持不懈的努力，小水电已成为我国最大的优质可再生能源。我国小水电建设连续十余年每年投产超过数千兆瓦的大规模建设，创造了世界水电发展史上的一项奇迹，引起了联合国有关部门的高度关注，称这一奇迹是发展中国家自力更生解决能源问题、加速当地社会发展的典范。小水电在成为我国在世界上最有影响的少数几个行业之一的同时，也为世界电力工业树立了一个可持续发展的榜样。

小水电建设对水电设备的大量需求，推动了我国小型水电设备制造能力、技术水平和产品质量的不断提高，设计制造了高性价比的特色产品，不仅能满足国内市场的需求，还可大量出口，成为具有国际竞争力、有中国特色的小型水电设备产业。

我国小型水电设备产业是水电设备产业的一部分，尽管其存在创新能力不足、企业规模较小等问题，但和国际同行相比还有一定优势。经过我国水电大开发的锻炼，各企业设计、生产能力提升，产品质量提高，我国小型水电设备的性价比目前仍然是全世界最高的。特别是我国有比较完善的产业体系，设备配套容易，可以为业主提供“交钥匙工程”服务，这大概也是国际小水电选择中国设备的原因之一。