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1、目 录1总论12企业的基本情况和承办条件93需求预测和建设规模214物料供应和主要协作条件315技术方案316能源合理利用447环境保护458职业安全卫生469消防4710企业组织、劳动定员和人员培训4811项目招标方式及招标范围5012实施进度5113投资估算5214经济评价5415结论、存在问题和建议58附件：（1）附表：主要新增工艺设备明细表及概算（2）新购大型设备论证报告（3）附图：中国第一重型机械集团公司厂区总平面布置图1 总论1.1 项目名称项目名称：大型水电铸锻件技术改造项目1.2 项目承办单位及负责人承办单位：中国第一重型机械集团公司 法定代表人：吴生富项目负责人：马 克1.3
2、 报告编制单位及项目负责人报告编制单位： 中国中元兴华工程公司工程咨询资格证书编号：工咨甲2031401001项目负责人：卢 旗 经济负责人：于连会1.4 编制依据（1）中国第一重型机械集团公司2006年3月编制的中国第一重型机械集团公司发展大型水电铸锻件的技术改造和科技攻关计划（2）中国第一重型机械集团公司“十一五”发展规划；（3）中国中元兴华工程公司与中国第一重型机械集团公司签订的该工程项目的技术咨询合同。1.5 项目提出的背景及建设的必要性1.5.1 项目提出的背景“十六大”确立了全面建设小康社会的目标，国内生产总值到2020年比2000年翻两番，综合国力和国际竞争力明显增强，基本实现工
3、业化，建成完善的社会主义市场经济体制和更具活力、更加开放的经济体系。电力工业为满足国民经济发展的需要，发电设备的装机容量就要以5%6%的速度逐年增长，2005年底，我国发电设备装机容量已有5亿千瓦，其中：水电设备装机容量达1.1亿千瓦，占发电总装机容量的22左右，占现有技术可开发量的28.98。到2010年，发电设备装机容量将达到6.8亿千瓦，水电装机容量将达到1.52亿千瓦，占发电装机容量的22.4，占现有技术可开发量的40；到2020年，发电设备装机容量将达到9.6亿千瓦，水电装机容量达到2.60亿千瓦，占发电装机容量的27.1，占现有技术可开发量的68.8。接近经济发达国家水平。我国“十
4、一五”期间电力发展的基本方针是：深化体制改革，加强电网建设，大力开发水电，优化发展煤电，积极发展核电，适当发展天然气发电，加快新能源开发，重视生态环境保护，提高能源效率。水电作为可再生、无污染、运行费用低、可再生的清洁能源，便于进行电力调峰，有利于提高资源利用率和经济社会的综合效益。据全国水力资源复查工作小组发布的水力资源复查结果显示，我国水力资源理论蕴藏量年电量为60829亿千瓦时，平均功率为69440万千瓦；技术可开发装机容量54164万千瓦，年发电量24740亿千瓦时；经济可开发装机容量40180万千瓦，年发电量17534亿千瓦时。无论是水能资源蕴藏量，还是可能开发的水能资源，我国都居世
5、界第一位。但是，与发达国家相比，我国的水力资源开发利用程度并不高。因此，在一个相当长的时期内，我国水力资源开发潜力巨大。依照电力行业十一五计划，水电开发的重点是开发黄河上游、长江中上游及其支流、红水河、澜沧江中下游和乌江等流域。这其中将要开工的一些项目有拉西瓦、金安桥、观音岩、虎跳峡、景洪、长洲、双江口等水电站。新增水电装机容量中将主要以大型混流式、高水头、冲击式水电机组和大容量抽水蓄能机组为主要发展机型。2006年3月闭幕的十届全国人大四次会议通过了我国国民经济和社会发展第十一个五年规划和2020年远景目标。明确了推动中国经济发展的六大政策导向是：立足扩大内需；立足优化产业结构；立足节能环保
6、；立足自主创新；立足深化改革开放；立足以人为本。自主创新是提升科技水平和经济竞争力的关键，也是调整产业结构、转变增长方式的中心环节。党中央把增强自主创新能力作为国家战略，致力于建设创新型国家。大力开发具有自主知识产权的关键技术和核心技术，努力提高原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新的能力，提升国家经济竞争力作为可持续发展的基本国策。水电大型铸锻件国产化项目，就是贯彻党中央自主创新国策在装备制造业的体现。装备制造业要坚持以信息化带动工业化，广泛应用高技术和先进适用技术改造提升制造业，形成更多拥有自主知识产权的知名品牌，发挥制造业对经济发展的重要支撑作用。1.5.2 项目建设必要性依照电力工业十
7、一五计划，水电开发的重点是开发黄河上游、长江中上游及其干支流、红水河、澜沧江中下游和乌江等流域。新增水电装机容量中将主要以大型混流式、高水头、冲击式水电机组和大容量抽水蓄能机组为主要发展机型。目前我国在建和拟建的单机700MW级大型水电站有十几座。这些电站的特点是水头高，单机容量大，采用混流式机组。长江三峡水电站共26台700MW大型机组，国家对左岸14台机组作为依托工程，以市场换技术，采取技贸结合，技术转让的方式，合作设计、合作制造。通过这14台机组的研制，国内的设计制造水平有了长足的进步，已开始步入国际先进行列。而作为大型机组重要的配套大型铸锻件，由于种种原因，没有同时引进制造技术。大型铸
8、锻件的制造工艺、专业化生产能力、铸锻件质量及供货周期等方面与国外差距较大。作为国内大型铸锻件主要生产企业的中国一重和二重，在三峡左岸14台机组中，只承担了1个上冠、1个下环和2个叶片的试制任务；右岸12台机组，东电、哈电和阿尔斯通各中标4台，所需的大型铸锻件仍然大部分进口。在向国外订购铸锻件的过程中，遇到了交货期推迟、价格上涨等不利情况。大型铸锻件依靠进口，国产件能力、质量难以满足需求已成为重大装备制造业发展的瓶颈，并受制于人。这与我国装备制造业发展极步相称，大型关键铸锻件国产化已迫在眉睫。中国一重经过“九五”、“十五”期间的科技攻关和技术改造，大型铸锻件的技术水平和装备水平有了很大进步。已经
9、为130/90吨精炼炉配备了简易氧枪；新建了带简易氧枪的40吨精炼炉，具备了采用VOD（真空氧脱碳）工艺冶炼超低碳不锈钢的基本条件，2003年试制成功1个三峡700MW水轮机叶片，经专家鉴定，完全符合三峡机组的技术要求，已经用于左岸机组。但中国一重在不锈钢冶炼、铸造、机械加工、检测等方面还存在一些薄弱环节，如：40吨精炼炉炉前变压器容量偏小；铸钢大型工部仍使用落后的粘土砂、水玻璃砂造型，难以保证质量；缺少对叶片三维空间曲面的检测和五坐标联动数控加工的装备和软件等。综上所述，通过对中国一重现有炼钢、铸造、粗加工等关键生产环节技术改造，增添部分大型关键设备，就能提升大型铸锻件专业化制造水平，满足大
10、型水电设备国产化要求，满足国家重大技术装备产业化的要求。所以，本次技术改造是必要的。1.5.3 企业发展目标通过技术创新、技术改造、管理创新、产品结构调整、战略布局调整、兼并重组，将中国一重建设成为技术先进、结构合理、机制灵活、具有自主知识产权、有较强国际竞争力的大型企业集团。2006年实现产值60亿元，2008年实现产值100亿元。企业在热加工的总体规划目标：技术水平达到日本制钢所的水平，制造能力达到韩国斗山重工的能力。即：年产钢水2530万吨，年产锻件1214万吨，年产铸件34万吨，制造等级一次提供钢水700吨（已具备）、最大铸件500吨（已具备）、最大钢锭600吨（尚需改造）。1.5.4
11、 项目建设目标及内容本项目建设主要针对700MW大型水轮机组所需大型铸锻件国产化技术改造，涉及炼钢分厂、铸钢分厂、粗加工工部。项目改造主要利用原有厂房，新增建筑面积39702，新增主要工艺设备18台套。其中： 炼钢分厂 新增主要工艺设备5台（套）。 铸钢分厂新增主要工艺设备11台（套）。 粗加工工部 新增主要工艺设备2台。1.6 编制（研究）工作的范围本次可行性研究的范围是：根据中国一重“十一五”发展规划，针对炼钢、铸钢、粗加工等方面的现状及存在问题，通过增添部分大型关键设备，调整现有工艺，满足700MW为代表的大型水电铸锻件生产要求，提升大型铸锻件制造水平、专业化生产能力的技术改造方案，进行
12、项目可行性研究。1.7 主要结论（1）该项目符合国家重点技术改造项目的要求，符合国家电力工业产业技术发展及对重大技术装备的产业政策，符合国家振兴东北老工业基地发展战略。（2）本项目实施后，可以实现700MW大型水电机组国产化目标，扭转水电大型铸锻件长期依赖进口的被动局面。对降低大型水电站工程投资，提升大型水电站自我设计制造水平，社会效益、经济效益明显。（3）通过本次技术改造，将充分发挥中国一重的综合优势，提高企业重大技术装备的制造能力和产品质量，特别是提升大型铸锻件专业制造能力和产品质量，增强企业的国际竞争力。（4）项目规划年增产大型铸锻件6636t。（5）项目新增固定资产投资13378万元，
13、其中企业自筹1378万元（由设备折旧解决）；申请银行贷款8000万元；申请国家补助4000万元。本项目经测算需流动资金8178.2万元，其中申请银行短期贷款5724.7万元，企业自筹2453.5万元。数据及指标见表11。表11 数据及指标表序号项目名称单位无项目 (达产年)有项目总量(达产年)增 量备 注一主要数据1年产量1.1700MW水电铸锻件t0.0 36363636 1.2其它优质铸件t250002800030002销售收入万元276427.00 297175.00 20748.0 3利润总额万元7433.60 8356.9 923.3 4利税总额万元27076.50 29047.50
14、 1971.0 5固定资产原值万元376996.00 390374.00 13378.00 6流动资金万元103238.00 111416.20 8178.20 二主要经济指标1平均投资利润率%3.14 6.23 2平均投资利税率%9.05 11.093内部收益率(所得税后)%6.49 8.39 Ic=4%4财务净现值(所得税后)万元64825.006843.00 5投资回收期(所得税后)年12.10 11.22 6贷款偿还期年4.10 7资产负债率%84.73 8流动比率%94.30 9速动比率%48.34 经敏感性分析和盈亏平衡分析来看，项目有一定的抗风险能力，该项目是可行的。（6）大型铸
15、锻件具有研发生产周期长、投资大、风险高、经济效益低的特点。水电大型铸锻件能否国产化，对摆脱国外制约，实现大型水电机组国产化，具有特别重要的意义。对降低水电站建设费用、抑止引进设备价格等方面具有举足轻重的作用。本项目是以专业化生产大型铸锻件为目标，技改方案合理，技改措施切实可行，社会效益、经济效益良好。但本项目涉及面广，社会影响大，且700MW大型水电铸锻件国内仅仅处在研发试制阶段，尚无正式生产制造的业绩，建议国家相关部门在资金、政策以及依托工程方面给予必要的扶持。（7）虽然在“九五”“十五”期间，中国一重根据水电大型铸锻件的特殊技术要求，已经开始了低碳不锈钢材料、冶炼技术、铸造工艺、加工工艺等
16、方面进行研究，也取得阶段性成果，掌握了低碳不锈钢VOD冶炼技术，但在低碳不锈钢的化学成分匹配和控制、多包合浇工艺控制；叶片、下环热处理防变形研究；铸造工艺及铸造变形控制研究； 叶片型线检测研究； 叶片多轴数控加工技术等方面仍需组织企业、科研单位进行专题攻关。专题攻关所需经费按国家有关规定和渠道另立项申请，不包括在本项目投资概算中。专题攻关所需经费还需国家相关部门在资金、政策方面给予有力的支持。2 企业的基本情况和承办条件2.1 企业概况中国一重是我国“一五”期间由原苏联援建的156项重点建设项目之一。于1956年破土动工，1960年建成投产的一家重型装备制造企业，是国家首批57家大型试点企业集
17、团之一，国家520户重点企业之一。1999年，被国务院确定为涉及国家安全和国民经济命脉的39家特别重要国有骨干企业之一，是我国民族工业的支柱企业。在建厂期间就设计制造了我国第一台1150mm初轧机、12500吨水压机。两台“巨人”的诞生，开创了我国制造机械史上的新纪元。中国一重先后装备了以鞍钢、本钢、宝钢、首钢、攀钢为代表的各大钢铁工业基地；以一汽、二汽为代表的各大汽车工业基地；以镇海、齐鲁、吉化、辽化、抚顺石化为代表的石油化工生产基地；以东北轻合金、渤海铝为代表的各大有色金属工业基地；以平朔、准葛尔、安家岭为代表的各大型煤炭设备生产基地；并为哈电、上电、东电配套铸锻件。自二十世纪八十年代，中
18、国一重通过联合设计、合作生产、引进技术等途径，先后成功制造出2050mm热连轧机、1900mm板坯连铸机、1780mm热冷连轧机、23立方米大型矿用挖掘机、汽车覆盖生产线中主要设备系列小松机械压力机、3000t立式弯板机、大型热壁加氢反应器和300MW核电压力容器等先进产品，填补国内工业技术空白300多项，开发研制新产品270项，使我国重型机械产品的制造达到国际八十年代末期、九十年代初期的先进水平。近五十年来，中国一重为国民经济建设提供了150多万吨机械产品，企业形成了以重型冶金机械、轧制机械、锻压机械、矿山机械、石油化工设备、大型铸锻件、核电等8大类数百种规格的产品。已形成从炼钢、铸造、锻造
19、、焊接、热处理到机械加工、装配、检测等配套齐全的技术手段和生产能力。中国一重拥有行业内实力最强的国家级企业技术中心和行业唯一的重型技术装备国家工程研究中心，分别座落在大连经济技术开发区和天津经济技术开发区。中国一重民品已经获得ISO9001的质量体系认证，军品已经获得GJB/ISO9001的质量体系认证。同时，还通过了英国劳埃德船级社(LR)、美国船级社(ABS)、挪威船级社(DNV)、中国船级社(CCS)四家船级社的认可；取得民用核承压设备制造资格许可证和200MW核低温供热堆制造资格许可证；通过了ASME(美国机械工程师学会)总部的联检，取得了关于容器制造的U和U2的钢印和证书。企业现有生
20、产设备5000余台，其中主要生产设备2165台。在主要生产设备中，大型设备611台，关键设备148台，数控设备37台。在热加工方面，拥有90/130钢包精炼炉，40t钢包精炼炉，15t中频感应炉，80t、40t、20t、5t电弧炉，300t真空铸锭设备，125MN自由锻造水压机、150MN自由锻造水压机（在建），配有200t-m锻造操作机的60MN自由锻造水压机，大型喷雾淬火装置，微机控制的22米井式热处理炉，差温热处理炉等。在金属结构方面，拥有数控切割机、数控等离子水下切割机、热丝TIG焊机、窄间隙焊接成套设备、堆焊成套设备等焊接设备。在冷加工方面，拥有225mm数控落地镗床、2000x14
21、000mm数控轧辊磨床、130mm数控卧式加工中心、6000x18000mm五轴联动数控龙门铣镗床、2x6000x20000+6000数控龙门铣镗床、13000mm双柱可移动立车、16000mm数控立车等设备。中国一重（富拉尔基）厂区占地面积307.9万m2，现有全民职工11306人，其中各类专业技术人员2305人。2005年拥有总资产746,900万元，固定资产原值307,845万元，固定资产净值156,226万元，2005年实现商品产值330,365万元，机器产品产量96907吨，销售收入276427万元。公司近三年主要技术经济数据及指标见表21。表21 近三年主要技术经济数据及指标表序号
22、项目名称单 位数据及指标备 注2005年2004年2003年1企业占地hm2307.9307.9307.92职工人数人113061158912176其中：技术管理人员人2305226027493总资产万元746,900541,278462,6044固定资产原值万元307,845273,221265,9915固定资产净值万元156,226122,922118,6726资产负债率87.3483.7374.817产品总产量t96,90781,39455,641产品总产值万元330,365221,140167,058其中：冶炼设备万元13,3999,52210,865 轧制设备万元175,27598,
23、28451,199 炼油设备万元39,49130,71112,6558销售收入万元276,427169,091141,4979利润总额万元8,6401,3504392.2 建设区域自然条件齐齐哈尔（富拉尔基）气候情况：极端最高温度 39.9 极端最低温度 -44.2相对湿度 冬季 66 %夏季 61 %室外平均风速 冬季 2.8 m/s夏季 3.2m/s最大风速风向 冬季 N夏季 N年降雨量 386.3 mm日最大降雨量 128.7 mm最大积雪深度 180 mm最大冻土深度 225cm地震设防烈度 6度厂区地面绝对标高 151.50 152.50m厂区地下水位 - 9.0 -10 m厂区属嫩
24、江右岸冲积地，地势平坦，地层分布较为规律，上部为粘性土，层厚68m，其下即为以细中砂为主间夹不同粒径的砂层。2.3 企业承办本工程的优势和问题2.3.1 生产业绩中国一重是从事重大技术装备研制、生产的国家特大型骨干企业，在装备制造业中占有重要地位，被周恩来总理称为“国宝”。从二十世纪七十年代，中国一重就开始大型水电机组配套的大型铸锻件的研制，先后为小浪底电站、龙滩水电站、葛洲坝水电站、伊朗水电站等提供配套大型铸锻件，水电产品生产业绩见下表22，表23。经过“十五“技术攻关，中国一重在超低碳不锈钢VOD冶炼工艺研究取得成功，基本掌握了低碳不锈钢的冶炼技术，能够冶炼出高质量、纯净、低成本的钢水，满
25、足700MW大型水轮机铸锻件材料的要求。制造方面，已基本掌握不锈钢材料的铸造技术，成功制造了100多件不锈钢产品。并应用计算机三维温度场数值模拟和充型过程数值模拟软件，开展预测铸件内部缩孔及疏松的倾向的研究，对铸造工艺进行优化，并成功运用到三峡叶片的试制中，取得良好的效果。中国一重已掌握真空冶炼、多包钢水真空合浇技术，2006年2月，中国一重历时19个小时钢水冶炼，通过三包钢水真空合浇，一次成功浇铸国内最大的冶炼钢锭，钢水总量312吨。它是中国一重承制的国家重点工程秦山核电二期65万千瓦核反应堆压力容器核心锻件之一接管段所用钢锭。中国一重拥有的125MN自由锻造水压机，配有200t-m锻造操作
26、机的60MN自由锻造水压机等大型水压机，能生产1000t加氢反应器、2000t煤液化反应器压力容器所需大型锻件。对水电主轴锻件，现有技术和装备已能够生产制造，不需要进行技术改造。2.3.2 研发能力 中国一重拥有行业内实力最强的国家级企业技术中心和行业唯一的重型技术装备国家工程研究中心，自主创新的体系基本形成。中国第一重型机械集团技术中心是1993年经国家批准组建的国家级企业技术中心。技术中心下设技术管理部、一重集团大连设计研究院、冶金研究所、工艺研究所、焊接研究所。现有各类工程技术和研发人员580人，其中高级以上职称340人，博士6人，享受政府津贴专家24人。技术中心已形成“生产一代、试制一
27、代、预研一代、构思一代”的技术创新体系，形成以市场为导向，科研、开发、设计、生产一体化的技术进步机制。近年来在消化吸收国外先进技术的基础上，中国一重自主设计制造了拥有自主知识产权的多项产品，产品多次获得国家、省部级奖励和表彰。如具有国际先进水平的鞍钢1780mm冷连轧机、1700mm热连轧机及平整机组的设计制造成功，填补了国内在大型冷连轧机制造领域的空白；成功研制国内首台千吨级热壁加氢反应器、世界上最大的煤液化加氢反应器（重达2060吨），使我国热壁加氢反应器的制造技术达到国际领先水平。依靠自己的技术力量研制成功我国的第一套出口巴基斯坦的核电压力容器（300MW核压力容器），项目于1996年9
28、月获得国家“八五”科技攻关重大科技成果奖。以中国一重为主，联合其它五家股东单位，共同组建的重型技术装备国家工程研究中心，是重型机械行业唯一的国家工程研究中心。以国家重大装备自主创新能力的提升和技术进步为宗旨，围绕国家重点工程建设和行业需求，通过引进、合作和自主研发，在大型板带轧制工艺及设备、重型容器（加氢、核电、煤液化）、电站铸锻件等专业领域持续提供工程化研究成果和具有市场前景的国内首台首套技术装备所需的相关技术，向行业提供关键共性技术，形成大型成套设备的系统集成能力和工程项目总承包能力。2.3.3 工艺装备水平经过近五十年的建设，中国一重已形成从炼钢、铸造、锻造、焊接、热处理到机械加工、装配
29、、检测等配套齐全的生产体系。现有生产设备5000余台，其中主要生产设备2165台。在主要生产设备中，大型设备611台，关键设备148台，数控设备37台。在炼钢方面，拥有90/130t钢包精炼炉，40t钢包精炼VOD炉，10t电渣重熔炉、15t中频感应炉，80t、40t、20t、5t电弧炉；300t、250t真空铸锭室各1台、150t真空铸锭室2台、60t真空铸锭室2台。可生产优质钢水16.5万吨(2005年)，可一次冶炼钢水700吨；能够生产最大铸件500吨、经过两次真空处理的最大钢锭300吨，是我国最大的铸锻件生产基地。在铸造方面，产品涉及铸钢、铸铁、有色金属铸造。铸钢材料主要有碳素钢、合金
30、钢、不锈钢、高锰钢等，已生产的最大铸钢件重量468t。铸造生产能力2.5万吨/年(2005年)。在锻造方面，125MN自由锻造水压机，配有200t-m锻造操作机的60MN自由锻造水压机，12.5MN水压机。目前正在建设150MN宽跨距自由锻造水压机，配备500t-m锻造操作机（待建）。锻造生产能力7.8万吨/年(2005年)。在热处理方面，主要设备有台车式燃气炉、井式燃气炉、微机控制的22米井式热处理电炉，差温热处理炉、渗碳炉、齿轮淬火机床、大型喷雾淬火装置等。能对单件重160t，外形尺寸5200mm筒形容器、600MW汽轮机低压转子、发电机转子、120t支承辊等产品进行热处理。在金属结构方面
31、，拥有数控切割机、数控等离子水下切割机、窄间隙焊接成套设备、堆焊成套设备、焊接变位机及1200t焊接托辊等焊接设备。在冷加工方面，拥有225mm数控落地镗床、2000x14000mm数控轧辊磨床、130mm数控卧式加工中心、6000x18000mm五坐标联动数控龙门铣镗床、2x6000x20000+6000mm数控双龙门铣镗床、13000mm双柱可移动立车、16000mm数控立车等设备。在理化分析和检测手段方面，配置了直读光谱仪、9兆伏电子直线加速器、数控三坐标测量机、齿轮检查仪等检测设备。中国一重的生产规模、产品等级在国内排首位，产品制造设备配套齐全，但自动化水平和设备的数控化程度较低。而国
32、外同类企业基本上实现了炼钢的自动化、智能化、锻造的精确化、热处理的正确控制和机械加工的数控化，装备水平差距较大。2.3.3.1 大件运输条件富拉尔基地处黑龙江西部，产品外运全靠陆路运输。厂区有铁路专用线与滨洲线连接；公路可经碾北公路、301国道和京哈高速通向关内，可将产品运到全国各地。随着经济、技术的发展，重型机械产品的外形尺寸和重量越来越大，超过铁路、公路运输极限的大件越来越多。铁路运输因双轨铁路两轨道中心线4m，电气化铁路的轨面以上高度限于5.25m，因此铁路运输限于4m以下；公路由于立交桥、收费站和公路设计标准的限制，大件尺寸宽度限于6m以下，高度限于从路面起5m以内，超过上述尺寸，无法
33、从富拉尔基运出，大件运输受限已经开始制约重大装备的发展，并有越来越严重的趋势。三峡机组的上冠直径9.25m，下环直径10.56m；今后溪洛渡、向家坝700MW机组的上冠和下环的直径也在8m以上，按目前状况，都超过陆路运输极限。对三峡大件来讲，公路运输受限主要是上冠和下环超宽，造成超宽的主要原因是收费站口通过宽度不够。对此，我们建议将收费站的收费亭做成可移动式，在大件通过时移开，通过后再移回。或者在收费站旁，修一便道，绕过收费口，平时关闭，大件通过时开放，通过后再关闭，以此解决大件运输的难点。目前国务院三峡办协商国务院东北办，由东北办协调辽、吉、黑三省交通部门，解决东北三省大件运输存在的问题，使
34、中国一重、哈动力集团等企业的大件能顺利运达出海口。由此，中国一重生产的大型铸锻件在不远的将来可通过陆路运输到达出海口。3 需求预测和建设规模3.1 市场需求预测3.1.1 技术发展状况及趋势水轮发电机组按其运行水头及运行放式分为：混流式、轴流式、贯流式、冲击式及抽水蓄能机型。高水头混流式水轮机是当前较为先进的水轮机，其以机组尺寸小、重量轻、转速高、水力效率高、适合多泥沙河流电站开发使用等优点，在转速、容量和水头相匹配的情况下，得到广泛使用。由于水轮机水力效率的提高，使得水电站机电设备和厂房土建的成本降低，给投资者带来更大的回报，故其应用前景广阔。国内通过三峡机组（700MW、转轮直径9.8m）
35、的开发研制，通过引进技术及消化吸收并创新，国内700MW水轮机设计制造水平已达国际先进水平。抽水蓄能发电是一种绿色环保、资源可再生的水力发电技术。大型抽水蓄能机组以其独有的调峰填谷特性，有效的改进电力系统地能源结构和保证电网供电质量，给新能源的开发利用注入了新活力，具有广阔地发展前景。国内大型抽水蓄能机组的开发研制起步较晚，与国际先进技术差距较大。依据电力工业“十一五”规划，我国水电设备制造业今后一段时间发展的重点是在大型抽水蓄能机组和大型混流式机组。而作为大型水电机组的重要配套件大型铸锻件，其技术发展路线是向大尺寸、高参数方向发展。随着混流式机组容量增大，设备尺寸加大，对参数的要求越来越高，
36、其运行范围越来越大，所配套的大型铸锻件的制造难度加大，技术要求提高，对产品质量、交货状态、交货周期等提出更高要求，由此给大型铸锻件制造企业在冶炼、铸造、锻造、热处理、机加工等方面生产制造工艺提出新的更高的要求。例如：机组的心脏转轮要求全部采用抗空蚀、抗磨损并有良好焊接性能，含镍量不小于4、含铬量不小于13、含钼量不小于0.5%、含碳量低于0.06（最好低于0.03%）的低碳不锈钢材料制造；在炼钢工艺方面提出更高的要求，必须采取先进的VOD或AOD技术，冶炼出高质量、纯净的低碳不锈钢钢水，才能满足大型高水头混流式机组对铸件的质量要求。铸钢件制造技术发展方向 计算机铸造过程模拟技术研究与应用。 造
37、型材料实验研究。 铸造工艺研究。 铸件热处理变形规律及变形量研究。 叶片线形检测数据处理软件研究。 计算机辅助工艺设计研究。 大型不锈钢转轮打磨工具与打磨技术研究。 大型抽水蓄能机组水轮机组转轮整铸工艺研究。锻钢件制造技术发展方向 材料最佳化学成分匹配研究。 高纯净度大型钢锭的研制。 内发兰锻件工艺研究。 筒体成形工艺研究。 热处理工艺研究。 主轴焊接工艺研究。 阶梯大孔径轴机械加工工艺研究。3.1.2 国内水电发展的现状和前景我国是能源生产和消费大国，在一次能源消费中以煤炭为主，其比重高达2/3以上，这种过度依赖煤炭的能源消费结构，已造成了严重的环境问题，是不可持续的能源消费方式。但我国以煤
38、、油为燃料发电为主的电能格局在今后相当长的时期内不会发生根本性的变化，但是利用多种资源发电，改变火力发电结构的单一局面，形成火、水、核、风四电并举、多种资源齐发的电源结构的新格局，已经成为我国电力工业发展的必然趋势。水电作为一种可再生、无污染、运行费用低，便于进行电力调峰的清洁能源，已成为我国优先开发的能源。我国是水力资源极其丰富的国家，水力资源占国内常规能源资源剩余可采储量的40%左右，是中国重要的能源资源。但是，与发达国家相比，我国的水力资源开发利用程度并不高。大大低于发达国家5070的开发利用水平。因此，在一个相当长的时期内，我国水力资源开发潜力巨大。为优化电源结构，积极开发可再生能源，
39、我国对现有电力能源结构调整十分明显，依照十一五计划，首先是大力开发水电，重点开发黄河上游、长江中上游及其支流、红水河、澜沧江中下游和乌江等流域梯级电站开发。据不完全统计，我国在今后十年至十五年内陆续建设700MW以上大型水电站十几座，这些电站的特点是水头高，容量大，采用混流式机组。据国务院批准的长江流域综合利用规划简要报告表明，以溪洛渡建设为开端，金沙江中下游将规划兴建梯级电站12座，装机总容量为5858万千瓦，年发电量为2632亿千瓦时。表31 近几年将开发的大型混流式电站电站名称装机容量（MW）电站地点小湾电站4200 （700x6）云南风庆拉西瓦电站4200 （700x6）青海贵德锦屏1
40、级电站3600 （600x6）四川锦屏2级电站3300 （550x6）四川向家坝电站4200 （700x6）四川构皮滩电站3000 （600x5）贵州余庆溪洛渡电站12600 （700x18）四川、云南瀑布沟电站3300 （550x6）四川龙滩电站4900 （700x7）广西天峨随着国内电网的发展和系统电能机构的变化，为充分利用能源及保障供电系统的稳定性和可靠性，大型抽水蓄能机组以其独有的调峰填谷特性、有效地改进电力系统地能源结构和提供供电质量，日益受到重视。自潘家口、广蓄、十三陵、天荒坪等大型抽水蓄能电站投入运行，抽水蓄能机组地优越性和合理性已显露出来，抽水蓄能电站地建设和发展已形成较强地势
41、头。并以200300 MW、水头300500m的大型抽水蓄能机组为主。表32 我国已立项和规划中地大型抽水蓄能电站序号水头段电站名称水 头（米）装机容量（MW）电站地点备 注1100琅琊山1464*150安徽机组奥地利提供2200白连山2002*300湖北已批项目建议书3响水涧2184*250安徽4龙涓230650华东5桐柏2364*300浙江机组奥地利提供6社上2502000华东7乌龙山2742/3*200浙江8三间房2973*300黑龙江9300蒲石河3304*300辽宁10马跳345400华东11张河弯3464*250河北已批项目建议书12海阳3481000山东13400板桥峪4014*
42、250北京14朝天洋410500华东15铜官山4131000江苏16青石岭4272500辽宁17罗源4391100华东18荒沟4514*300黑龙江19丰宁455120/2400河北20宜兴4844*250江苏已批项目建议书21象山485600浙江22 500天池500600新疆23文登5031400山东24呼和浩特5134*300内蒙25西苑5202150华东2627洪屏543120/2400江西宝泉5524*300河南已批项目建议书28宁德5601450华东29惠州5668*300广东已批项目建议书30遥桥峪5784/8*300北京31600潭头6101200华东32青岛6301400山东
43、33梧桐6551070华东34西龙池6984*300山西已批项目建议书35700五常7082000黑龙江36福寿山7393000湖南按照中国机械工业联合会和中国动力工程学会提出的中国发电设备20052020年发展规划目标及中国机械工业联合会提出的“十一五”重大技术装备规划建议。在“十一五”期间，水电将新增装机42000 MW，平均每年新增装机约8000 MW，大型抽水蓄能机组（200300MW）按年增78台，大型混流式机组（600700 MW）按年增67台计算，这两种机型就占水电新增总容量的80以上。而作为水电设备重要的配套件大型铸锻件,其市场容量很大，经济效益明显。以三峡700MW水轮机为例，一个五年计划，大型混流式机组35台，每台需配套的铸件500t，锻件250t；200300MW大型抽水蓄能机组40台，每台需配套的铸件200t，锻件100t，
