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100多项世界之最是如何创造的

——三峡总公司探索水电工程科技管理的创新之路

http://www.gkong.com 2009-09-25 17:16 来源:中国自动化学会专家咨询工作委员会

   7月12日,横亘于长江之上的三峡大坝,在经历一场细雨后,显得格外巍峨宁静。

  站在坝顶,俯瞰三期工程施工的右岸大坝,共计500余万立方米大体积混凝土,却没有一条裂缝。无怪乎潘家铮院士称其“创造了世界水利建设史上的奇迹”。

  奇迹不止于此,70万千瓦级大型水轮发电机组、五级船闸超大规模人字门制安、世界先进水平的水下防渗施工技术……“三峡工程是目前世界上最大的水利枢纽工程,也是代表当今世界最高技术水平的创新工程。我们以国家重点工程为依托,着力推进自主创新,创造100多项世界之最。”三峡总公司总经理李永安说。

  国有企业在水电工程建设过程中,如何将创新的科技势能转化成产业动能?

  通过引进消化吸收再创新和集成创新,攻克世界性技术难题,形成一系列具有自主知识产权的核心关键技术和产品,从而提升我国水电科技的整体水平——这就是三峡总公司的答案。

  “无坝不裂缝”的历史是如何终结的?

  多领域集成创新:掀起大坝混凝土浇筑革命

  三峡工程可谓是世界先进水电科技的“集大成者”,涉及水文、气象、地质、水工、泥沙、航运、生态环境、金属结构与机电设备、电力系统及综合国民经济评价等专业领域。

  集成创新贯穿于三峡工程论证、设计、施工、运行的全过程。大坝混凝土浇筑技术,就是集成创新的典范。

  三峡主体工程混凝土总量达2800万立方米,工程量大,工期紧,施工强度高,高峰期持续时间长,质量要求严。经反复咨询论证和研究,确定了以塔带机为主,辅以少量门塔机、缆机的综合混凝土浇筑方案。此方案的特点是集混凝土水平运输和垂直运输为一体,具有连续作业、均匀高效、相互之间干扰小的优点。1999年至2001年,三峡工程创造了连续三年混凝土年浇筑量超过400万立方米的世界纪录。

  快速施工还要保证质量,特别是避免大体积混凝土产生裂缝这一大坝建设的“常见病”、“多发病”。据统计,一座大坝表面有几百条浅层裂缝,即每万方产生一条裂缝是难以杜绝的。在三期大坝施工过程中通过采用混凝土综合温控技术,首次使用了性能优良的I级粉煤灰和高效减水剂,并优化了混凝土配合比,使优选出的大体积混凝土配合比单位用水量达到世界领先水平;首创混凝土骨料二次风冷技术,创立了一整套大容量、全方位、全过程的综合混凝土温控生产体系;浇筑中开展技术创新,不断改进工艺,多管齐下,结束了国内外坝工界“无坝不裂”的历史。

  就这样,集成创新成就了三峡工程的一个个世界之最:双线五级船闸建设取得了控制爆破、岩体锚固、船闸输水、超大规模人字门制安等几十项技术突破;两次大江截流中,破解了堤头坍塌严重的难题,创造性地采用了深水平抛垫底措施;在围堰防渗施工中,通过引进和自行开发新设备新工艺,探索出了世界领先水平的围堰水下防渗施工技术。

  几十年的差距是如何跨越的?

  引进消化吸收再创新:实现大型水电装备国产化

  三峡工程水轮发电机组的制造,是引进消化吸收再创新的重大成果。电站单机容量70万千瓦,机组尺寸和容量大,水头变幅宽,设计和制造难度居世界之最。此前,我国只有自主设计制造单机32万千瓦水轮发电机组的能力。从30万千瓦跃升到70万千瓦,至少需要20—30年时间。

  根据国务院做出的“技贸结合、技术转让、联合设计、合作生产”的重大决策,三峡总公司坚定地走引进消化吸收再创新的道路,全面提升我国水电装备制造业自主发展能力和水平。

  1996年6月,三峡左岸电站14台70万千瓦机组一次性国际招标采购时,三峡总公司在机组招标文件中明确提出了“三个必须”:投标者必须与中国制造企业联合设计、合作制造;必须向中国制造企业全面转让核心技术,培训中方技术人员;中国制造企业分包份额不低于合同总价的25%,14台机组中的最后2台必须以中国企业为主制造。

  经过谈判桌上的博弈,哈尔滨电机厂有限责任公司和东方电机股份有限公司作为技术受让方,与三峡总公司紧密配合,参与左岸电站机组的设计与生产,掌握了特大型机组整体设计与制造的核心技术和关键工艺,拥有了水轮机水力设计、定子绕组绝缘、发电机空冷等具有自主知识产权的核心技术。后来由哈电和东电自主设计、制造的右岸电站4台机组,目前已全部投产,运行安全稳定,性能优良,综合指标达到国际先进水平。

  “实践证明,以三峡工程为依托,通过引进消化吸收再创新,实现大型水轮发电机组国产化的战略是成功的,走出了一条以市场换技术、再以技术占领市场的新路子。”李永安介绍说,继三峡工程之后,哈电、东电在我国龙滩、小湾、拉西瓦、瀑布沟、溪洛渡和向家坝等大型水电站的机组投标中陆续战胜国际竞争对手。

  技术创新体系是怎样建立的?

  产学研结合:“后三峡”时代,创新之路在拓展

  1993年成立伊始,三峡总公司就作为市场经济条件下项目开发的责任主体,充分发挥在工程组织协调中的主导作用,坚持管理创新,形成了以市场化为基础的项目管理模式,特别是科技创新管理,发挥了巨大的技术支撑作用。

  建造运行管理一座前无古人、后无来者的“巨无霸”工程,本身就是科技创新的过程。为了增强持续创新能力,三峡总公司建立健全了以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系。坚持信息化建设与工程建设同步推进;公司参股了3个科技研发机构;与4个国家重点实验室建立了长期稳定的战略合作关系;公司自身拥有五大技术中心。公司还与中科院签订了全面战略合作协议,加强院企合作,以大型水电工程为依托,充分发挥中科院的技术和人才优势,解决大型水电开发中的重大技术、生态与环境等方面的问题。

  在工程质量管理中,三峡总公司坚持“以零缺陷实现零质量事故,以零安全违章保障零安全事故”的“双零”目标管理;建立健全了施工单位自检,监理工程师监督,项目部及公司的材料试验中心、测量中心、安全监测中心、金属结构检测中心按规程进行抽检,质量总监专项负责和国务院三峡建委质量检查专家组权威检查的“4+1”全面质量管理体系;颁布实施了符合三峡工程特点并高于国内行业标准、涵盖各施工专业的111个质量标准。

  随着2003年三峡工程蓄水、发电、通航目标的实现,三峡总公司积极探索企业战略转型,初步确立了公司的竞争优势,实现了规模与效益的同步增长。为从技术上支撑企业的持续发展和推动我国能源领域的技术进步,公司提出了努力实现百万千瓦级水轮机组新突破、水资源高效利用新突破和风电开发核心技术新突破的战略目标,并组织了一系列科技攻关,承担了相关的国家级科研课题。

  2008年,三峡总公司被科技部、国资委和中华全国总工会确定为首批创新型企业。

  数百项创新成果成就了“三峡工程”这个世界名片,而在“后三峡”时代,科技创新之路仍将继续延伸!

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