七零年代末中国的工业技术

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七零年代末中国的工业技术:

1. 氧气转炉炼钢

五零年代初,革命性的最新炼钢技术,氧气转炉(LD-converter)炼钢,在奥地利问世,由于其生产效率高、节奏快、成本低,欧美日本,纷纷引进推广,到了1968年,日本原先炼钢的最主要设备,平炉(Open hearth ),就全部被氧气转炉所取代,率先完成了钢铁工业的革新换代,五年后的1973年10月,中国武钢第一炼钢厂8座平炉的最后一座,8号平炉,建成投产,在文化大革命的火红年代,被大事宣扬为毛泽东思想在钢铁工业上的伟大胜利,试问,这种被日本淘汰了5年之久的落后工艺,平炉,建成投产到底是毛泽东思想的伟大胜利呢?还是毛泽东思想的伟大失败呢?随后西欧美国也在七零年代也基本淘汰了平炉,而广泛采用氧气转炉(刚开始是顶吹,后来是顶底复吹,现在则被通称为BOF ,Basic Oxide Furnace )。

改革开放后,中国慢慢开始了钢铁工业的革新换代,到2000年平炉钢产量已不足全国钢产量的0.85%。从1960年至1968年,包钢4座500吨大型平炉相继建成投产,这四4座平炉先后于1985年、1997年、1999年、2001年相继关停,2001年12月28日上午10时30分,包钢1号平炉流出最后一炉钢水,中国最后一座炼钢平炉宣告关停,美国则在1992年,全部淘汰了平炉,在1999年,平炉炼钢占炼钢比率最高的国家,则由前苏联的加盟共和国,乌克兰夺冠(50%),2006年,乌克兰平炉炼钢占炼钢比率降为44.6%,氧气转炉炼钢占炼钢比率则升为51.7%,其余为电炉,3.7%(http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/country/2007/myb3-2007-up.pdf )。

http://en.wikipedia.org/wiki/Open_hearth_furnace

http://en.wikipedia.org/wiki/Basic_oxygen_steelmaking

2. 铁路机车

1952年,四方机车车辆厂制造出了中国第一台“解放”型蒸汽机车 (steam locomotive) 。其后,大连、唐山、大同等机车车辆厂陆续生产了近万台蒸汽机车。而就在我们的“第一台”呱呱坠地的1952年,日本停产蒸汽机车,美国和苏联也分别在1953年和1957年停产蒸汽机车,第三世界的印度也在1974年停产蒸汽机车,而就在印度停产的这一年,中国不但在轰轰烈烈地进行文化大革命,还在轰轰烈烈地生产这种在日美俄印都已停产的蒸汽机车,而且还继续生产了14年,直到1988年中国才正式停产,在机车的革新换代上,中国比日,美,苏,印,分别晚了36,35,31,14年。

日美苏印在停产蒸汽机车之前,就已经开始生产更为节能环保的柴油内燃机车和电力机车,其实中国的四方机车车辆厂在1959年也已经制造出了柴油机车(见下面网站链接),为什么不以此为契机,逐步用柴油机车来淘汰蒸汽机车呢?即使质量或性能有所不足,也可以在以后的生产使用中,逐步改进。然后有计划地安排所有的机车厂,由生产蒸汽机车,改为生产柴油机车或电力机车。这是体制问题,到了改革开放以后,还是又花了十年,才完成生产铁路机车的汰旧换新,比第三世界的印度都整整晚了14年。

http://www.gipsky.com/mediawiki/index.php?title=%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E6%9F%B4%E6%B2%B9%E6%9C%BA%E8%BD%A6%E5%88%97%E8%A1%A8&oldid=12438935

3. 汽油引擎

汽油引擎的压缩比(compression ratio)是汽油引擎热工效率的最主要因素,压缩比越高,热工效率越高,七零年代末,中国生产的解放牌汽车的汽油引擎,追本溯源,是美国福特的的汽车引擎,30年代末福特把将要淘汰的汽车生产线卖给了苏联,苏联在1956年援建一汽时,稍加改进,传给了中国,其压缩比为6.5,这个技术指标在当时国际上就已经是落伍的了,中国一生产又生产了20多年,一直到改革开放,6.5的压缩比一直不变,欧美日本在60年代生产的汽油引擎,其压缩比都已经在8.0以上,个别型号的汽油引擎,压缩比还到了12.0以上,改革开放后,中国才开始了汽油引擎的技术提升,慢慢和国际接轨,然而到了2007年(07年以后我不知道),中国生产的车用汽油牌号,除了90#、93#和97#三个牌号外,仍保留70#老牌号。因为汽油引擎的压缩比为7.0以下的东风、解放等老式汽车还在使用70#车用汽油。汽油引擎的压缩比在7.0以上的新式汽车如:桑塔那、奥迪、解放CA141、跃进NJG131等小轿车则改用90#以上的汽油。

你如果现在居住在美国,叫你去买70#的汽油,你还不知道到哪里去买呢,40年前的加油站也无此牌号,30年前的加油站,还有卖加铅汽油,其普通级的辛烷值是89,高级的是93,无铅汽油则正在被大力推广,其普通级的辛烷值是87,高级的是91。

Note:汽油引擎的压缩比有个上限,汽油引擎的压缩比受气缸排气量大小的约束,排气量越大,其汽油引擎可承受的的压缩比越小。汽油引擎的压缩比越大,爆震(knocking)的可能性就越高(i.e.对汽油辛烷值的要求也越高),废气中氮的氧化物也越多,空气污染越严重。

4. 水泥工业技术

粗略地分,当今世界的水泥工业技术可分下列4种:

生产工艺 技术 生产效率 水泥品质 工业污染

立窑

半干法 旧 低 低 高

回转窑

半干法 新 高 高 低

湿法 新 高 高 低

新型干法 最新 最高 最高 最低

从上表可以看出,4种水泥工业技术中,立窑是最落后的,但也是建厂成本最低的,新型干法(NSP, New Suspension Preheater),各项指标则是最先进的。

http://www.guococap.com/marketSensor/IPO_Prospectuses/00691/E114.pdf

改革开放初的1978年,中国水泥产量只有6524万吨,其中立窑水泥占65%,其余的也是回转窑里面两种较落后的生产工艺,从1985年起,中国水泥产量开始跃居世界第一,到了2001年,水泥产量增加到六亿六千万吨,其中立窑水泥所占的比率却不减反增,增加到了80%,下表为2001年中国水泥工业与亚洲邻国的比较:

国别 年产量

(百万吨) 新法干窑

(%) 其他回转窑

(%) 立窑

(%) 高质量水泥

所占比率(%) 工厂平均规模(万吨/年)

中国 660 11 9 80 15 15

日本 83.3 96 4 100 400

韩国 59.9 100 100 500

泰国 47.8 90 10 100 800

从上表可以看出,进入21世纪,我们的邻国,日,韩,泰都已经采用最先进的工艺大规模生产高质量的水泥,而世界水泥的第一生产大国,中国,仍然以大量小厂采用最落后的工艺生产低质量的水泥,这是因为新中国自1949年成立以来,由于经济建设对水泥的强烈需求和资金的极度短缺,迫使中国发展了一大批小型立窑水泥企业,并长期成为中国水泥工业的主体。

下表为近年来水泥产量及生产工艺的演进:

年份 产量(百万吨) 新型干法(NSP)

占总产量的比率(%) 其他(Non-NSP)

占总产量的比率(%)

2001 664 11 89

2002 725 15 85

2003 862 22 78

2004 967 32 68

2005 1069 45 55

2006 1237 50 50

2007 1360 55 45

2010(计划) 70 30

2020(计划) 100 0

中国水泥工业中落后工艺的产量占总产量的比率,从2002年才开始止升回降,按计划,到2020年才能完成水泥工业的革新换代,比日本韩国都晚了超过30年。

5. 火力发电

火力发电大致分三种,○1柴油内燃机(Diesel engine)驱动发电机发电;○2燃气轮机(gas turbine)驱动发电机发电;○3汽轮机(steam turbine)驱动发电机发电。

前两种发电功率都比较小,优点是机动性好,启动方便,缺点是热工效率不如汽轮机,而且只能使用油或天然气,不能使用煤或核能,一般只作为应急备用机,在停电时紧急发电,或在停电时赶运至停电区内紧急发电,或因用电量激增,电网不堪负荷时发电调峰。

汽轮机发电的基本流程是:○1热源加热锅炉里的水成高压水蒸汽,○2高压水蒸气驱动汽轮机,○3汽轮机驱动发电机,○4发电机发电再经过变压器,高压输电线,把电送至用户。

其中○1之热源又可分成:○a燃煤;○b燃油;○c天然气;○d核能,前三者又统称为化石燃料(fossil fuel),化石燃料中的石油,天然气,和核能所用的铀在全世界上的储藏量都不算多,只有煤的储藏量最为丰富,是火电燃料的最可靠来源。

影响汽轮机热工效率的最主要因素就是水蒸汽的温度和压力,温度和压力越高,热工效率就越高(当然,由于种种原因,温度和压力还是有个高限),超超临界机组的热工效率,优于超临界机组,超临界机组的热工效率,优于亚临界机组。

1957年以前全世界的火电厂只有亚临界火电机组,1957年美国投产了全世界第一台125MW超临界 (SC, supercritical) 机组,1958年美国又投产了全世界第一台325MW超超临界 (USC, ultra-supercritical) 机组,这就引领了一场全世界轰轰烈烈的火电技术大革命风潮,50年代末,60年代,及70年代,全世界的新建的火电机组,纷纷从亚临界机组,进步到超临界机组,或超超临界机组。

(http://www.netl.doe.gov/technologies/coalpower/advresearch/Ultrasupercritical.html )

这时候前苏联也没有置身事外,投入了大量人力物力,积极进行这场火电技术大革命,紧追西方发达国家,然而同样是社会主义的中国在干什么?中国的火电专家们在干什么?他们对全世界正在进行的火电技术大革命知不知道?他们有没有从事这方面的努力?

他们也许在田里接受贫下中农的再教育,也许在工厂车间了认真学习毛泽东思想。

58,59,60年,中国在大跃进,放卫星,结果在1959年投产的323万千瓦机组中,有200万千瓦都不具备投产条件。

66年到76年,中国在文化大革命,结果在1976年末,中国火电装机容量虽然已经达到3984万千瓦,但是其中却有400万千瓦因为设备失修、缺少配套、基建结尾工程未完等原因不能发电。

http://www.china5e.com/show.php?contentid=50428

这不能怪当时的火电专家,1949年,新中国成立后,开始大规模经济建设,需电孔殷,资金严重不足,还受到当时西方国家的全面封锁,就只能从苏联东欧引进火电技术,1952年,中国从原捷克斯洛伐克引进6MW和12MW火电机组制造技术,1953年,从原苏联引进6MW和50MW火电机组制造技术。

后来中苏关系恶化,苏联专家在1960年全部撤离,中国的火电建设就只好自力更生了,在薄弱的工业基础上,一无图纸,而无外援,还要经受各式各样的政治运动干扰,甚至迫害,到文革结束前,居然还先后开发了12.5万、20万和30万千瓦等大容量火电机组,不能不令人敬佩,但是由于技术工艺不过关,投运后事故频发,用户反应很强烈,虽然这些技术问题,经过火电专家们的努力,最终都一一解决了,但还是因而导致了后来大量进口300MW火电机组的局面。

到了改革开放前夕,就发生了一个有趣现象,中国火电厂的主力机组竟然还是12.5万千瓦以下的中小型机组,供电质量和煤耗等技术指标,与发达国家的差距越来越大,当时中国的火力发电设备,从锅炉,汽轮机,发电机,变压器,到输电线,火力发电厂本身,则从建造,到经营管理,都处于全世界最落后之列,不但比不上西方发达国家,也比不上苏联东欧,甚至还比不上南韩台湾,因为南韩台湾根本就没有计划要发展自己的大型火电设备工业,因此就干脆直接购买欧美日本的最先进发电机组,其平均机龄,比欧美的还要低,技术还要先进。

1980年代,中国从美国引进了30万、60万千瓦大型亚临界火电机组的设计制造技术,值得注意的是,这种亚临界发电机组,在西方发达国家正在加速退出历史舞台,虽然技术已不算先进,但还是比中国原有的先进得多,而且比较容易被中国消化吸收,所以耐心的补课,中国的火电专家还是比较稳重的。

1990年代初,中国已完全掌握了300 MW、600 MW亚临界火电机组的设计、制造技术,并进行了优化。在其后的几年中发展迅速,中国已不再依靠进口300 MW、600 MW亚临界火电机组,并向国外出口。

1992年,中国引进的首台600 MW超临界火电机组安装在上海石洞口二厂,比美国晚了35年。

2004年,国产第一台60万千瓦超临界机组———河南沁北电厂1号机组投产。

2006年,国产第一台超超临界百万千瓦机组在浙江玉环电厂投产,该机组供电煤耗仅为291.39克/千瓦时。

2007年底,国内火电设备制造企业共持有600MW超临界火电机组订单203台,完成生产交货104台,在电网中投入运行的有70多台。

温家宝总理在十届人大五次会议上提出“十一五”期间关停5000万千瓦小火电机组的目标。

截至2009年6月30日,中国已累计淘汰小火电7467台,总容量超过5407万千瓦(平均容量是7241千瓦!)。

2008年单机60万千瓦及以上火电机组占同口径总容量的比重为31.27%,30万千瓦及以上火电机组达到65.18%,单机10万以下的火电机组下降到13.38%。

2009年,上海外高桥第三发电公司,经过持续的技术创新和优化,将供电煤耗降至282 Gm/Kwh,刷新了2008年由该公司创造的287Gm/Kwh的世界最低纪录(请和下面 年份-供电煤耗 表列数字相对照)。

2010年,淘汰30万千瓦级别中的老旧机组,已经摆上了政府规划的日程表,全国火电厂的平均煤耗,虽然还赶不上日本,但已经追上了美国,因为日本经过了二战的大破,而后才有战后的大立,所以其火电机组比较新,美国则因本土未经战乱,没有大破,也没有大立,所以其火电机组的平均机龄比较老旧,煤耗水平不及日本,以美国作标准,则大致可以说,2010年,中国“基本上”已完成了火电工业的革新换代。

下表为新中国成立后,23个代表性年份的中国火电厂平均供电煤耗(如果拿2009年的数字和上海外高桥第三发电公司的超超临界百万千瓦机组相比,则还有17% 的进步空间):

年份 平均供电煤耗(gm/kwh)

1949 833

1952 700

1978 470

1980 448

1984 432

1988 431

1990 427

1993 417

1995 412

1996 410

1997 408

1998 404

1999 399

2000 392

2001 385

2002 383

2003 380

2004 376

2005 370

2006 367

2007 347

2008 349

2009 341

如果和日本相比较的话,截止1989年3月,日本各大电力公司的48个主要火电厂的总装机容量75870 MW中,超临界压力的为49350MW,占总装机量的65%,比重很大,致使火电机组全国供电煤耗由1963年的366gm/kWh(相当于中国的2006年)降低到1987年335gm/kWh (相当于中国的2010年)。

日本在1960年代初,已经是一个工业高度发达的国家,但汽轮机技术还不如欧美,于是日本从欧美引进技术,努力追赶,如今则已经走到了世界最前列,和西欧美国并驾齐驱了。

回溯到十八世纪末,英国瓦特发明蒸汽机,从而引发了工业革命,在以后的一百多年里,英国都走在全世界科技及工业的最前列,欧陆美国都纷纷引进英国技术,仿造英国产品,十九世纪初,一个英国技工,一渡大洋或海峡,就像鲤鱼跳龙门一样,马上身价百倍,被看成一个善念佛经的外来高僧,各地争相延揽。英国新产品一出,欧陆美国也像今天的中国一样,很快就有山寨版跟进,有时连品牌商标也一起山寨,今天闻名世界的德国西门子(Siemens)公司当年就曾经仿冒英国品牌,当时英国是世界超级霸权,也像今天的美国一样,按自己的意志,定下国际贸易的游戏规则,强迫世界各国都必须把生产国名印在产品上,今天产品之所以印有“Made in XXX”,即肇始于此,又有谁知道,当年“Made in Germany”要冒充 “Made in England”才好卖, 今天“Made in Germany”却可能比 “Made in England”还要值钱,真是十年河东,十年河西,一百年风水轮流转,什么时候,“Made in China”才会被人尊重呢?

现在总有些“愤青”把“自立更生”和“引进国外先进技术”相对立起来,“自力更生”当然是既光荣又伟大,“引进国外先进技术”则是汉奸,洋奴,加卖国贼,殊不知“引进国外先进技术”是达到“自力更生”的最基本手段,同时也是“后进国家”追赶“先进国家”的最佳捷径,近一个多世纪的日本是如此,十九世纪的欧美也是如此,二十一世纪的中国也应该是如此。

再说当年中国的“自力更生”,是迫不得已的,50年代初,中国不也从前苏联,东欧,引进先进的工业技术吗?难道当时的领导人也是汉奸,洋奴,加卖国贼?

即使在今天,工业技术的买卖,还是国际贸易的重要组成部分,不但后进国家向先进国家购买工业技术,先进国家也向其他先进国家购买工业技术,如果后进国家有所创造发明,先进国家也常常向这些后进国家购买这些技术,从国际工业技术的贸易资料来看,先进国家的工业技术贸易,有的出超,有的入超,但是先进国家每年平均从国外购买工业技术的金额,远超过一般后进国家,试问,先进国家已经“先进”了,不仅“不耻上问”,还不耻下问,后进国家已经“后进”了,如果还继续抱残守缺,将如何追赶先进国家呢?

所有跟帖: 

很好的材料,谢谢。七零年中期上海钢铁三厂采用氧气转炉(顶吹) -Glider- 给 Glider 发送悄悄话 Glider 的博客首页 (244 bytes) () 07/04/2010 postreply 23:47:21

小心点,WB正到处找ZT准备拍砖。 -大栓- 给 大栓 发送悄悄话 大栓 的博客首页 (0 bytes) () 07/05/2010 postreply 06:57:23

计划经济下,技术进步极其难,无人有那个动力。 -Airmechanic- 给 Airmechanic 发送悄悄话 (0 bytes) () 07/05/2010 postreply 08:10:04

回复:七零年代末中国的工业技术只用了20年而外国同样技术要150 年才达到 -青山无愁- 给 青山无愁 发送悄悄话 青山无愁 的博客首页 (0 bytes) () 07/05/2010 postreply 14:17:50

割断历史的方法不足取。 -Grower- 给 Grower 发送悄悄话 Grower 的博客首页 (230 bytes) () 07/06/2010 postreply 01:19:32

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