劉光寧

哈電電機(jī)原副總工程師

哈電70年“突出貢獻(xiàn)人物”

劉光寧，1934年出生，中共黨員，原哈爾濱電機(jī)廠副總工程師。1986年，被機(jī)械部任命為駐葛洲壩工地總代表。曾任全國(guó)水輪機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員、秘書(shū)長(zhǎng)，長(zhǎng)江三峽工程機(jī)電設(shè)備專(zhuān)家組專(zhuān)家，國(guó)際水力機(jī)械研究協(xié)調(diào)中心（北京）理事會(huì)理事等。組織葛洲壩、天生橋二級(jí)、清江隔河巖等電站水輪機(jī)的研制；三峽水輪機(jī)的前期工作和技術(shù)合作對(duì)外談判等。組織編制《水輪機(jī)基本技術(shù)條件》《水輪機(jī)通流部件技術(shù)條件》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

“贊成興建此壩！”

白駒過(guò)隙，半個(gè)世紀(jì)過(guò)去了?；叵肫饛母鹬迚?、隔河巖到三峽的那些往事，不禁讓人想起黃鶴樓那半句對(duì)聯(lián)：“大江東去，看滾滾波濤，洗盡千古風(fēng)流人物?！?

1970年12月26日，毛主席批示“贊成興建此壩！”，由此展開(kāi)了葛洲壩水力樞紐工程建設(shè)的序幕。

從大機(jī)的由來(lái)說(shuō)起

葛洲壩電廠分設(shè)二江和大江兩個(gè)電站，二江電站安裝2臺(tái)170兆瓦（簡(jiǎn)稱(chēng)大機(jī)）和5臺(tái)125兆瓦水電機(jī)組（簡(jiǎn)稱(chēng)小機(jī)），大江電站安裝14臺(tái)125兆瓦水電機(jī)組，總裝機(jī)容量為2715兆瓦。另外，還有一臺(tái)韶關(guān)廠制造的2萬(wàn)千瓦廠用電機(jī)組。

為減少機(jī)組臺(tái)數(shù)，長(zhǎng)委設(shè)計(jì)院和東電部分技術(shù)人員主張葛洲壩大機(jī)的水輪機(jī)額定出力要達(dá)到178兆瓦（和當(dāng)時(shí)世界單機(jī)容量第一的羅馬尼亞鐵門(mén)電站水輪機(jī)一樣）。

葛洲壩的水頭比鐵門(mén)低得多，為達(dá)到178兆瓦，水輪機(jī)只能加大直徑，轉(zhuǎn)輪體采取超極超限運(yùn)輸。大機(jī)采用哈電的A30轉(zhuǎn)輪。哈電電機(jī)原副總工程師吳新潤(rùn)采用統(tǒng)計(jì)法，設(shè)計(jì)了四葉片的A30轉(zhuǎn)輪。

大機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑為11.3米也是有原由的。東電建議轉(zhuǎn)輪公稱(chēng)直徑11米，哈電建議轉(zhuǎn)輪公稱(chēng)直徑11.6米，機(jī)械部最終將兩家建議的直徑加起來(lái)除以2，確定為11.3米。

而2.4D1尾水管確定也是有故事的。東電建議的尾水管高度為1.915 D1，能否確保機(jī)組“一個(gè)千瓦不能少？”國(guó)家建委在宜昌開(kāi)了一個(gè)專(zhuān)題討論會(huì)，與會(huì)首長(zhǎng)有國(guó)家建委主任謝北一、機(jī)械部軍代表胡茂棣、水電部副部長(zhǎng)王英先、施工部隊(duì)等首長(zhǎng)。

謝北一主任問(wèn)道：“為了確保大機(jī)達(dá)到17萬(wàn)千瓦，有什么辦法？”

哈電鐘鑒元答：“尾水管往下挖。”

謝北一：“挖多少？”

鐘鑒元：“2.5倍D1”。

接下去又問(wèn)施工部隊(duì)的意見(jiàn)。

施工部隊(duì)的首長(zhǎng)站起來(lái)，一個(gè)立正：“需要就挖！”

后來(lái)，哈電、東電、長(zhǎng)委設(shè)計(jì)院三家協(xié)商，尾水管高度定為2.4D1。

不再勞法福林的駕了

CFD（Computational Fluid Dynamics）是計(jì)算流體力學(xué)的英文簡(jiǎn)稱(chēng)。業(yè)內(nèi)公認(rèn)五葉片水力性能更好、更可靠。聯(lián)系主張五葉片的水科所和金華水輪機(jī)廠，邀請(qǐng)他們來(lái)哈爾濱搞聯(lián)合試驗(yàn)。

五葉片的ZZ500是哈電老工人吳雅言綜合水科所和哈電轉(zhuǎn)輪的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)測(cè)繪和修型搞出來(lái)的，最高效率達(dá)到89.5％。

強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，五葉片轉(zhuǎn)輪體的孔間壁應(yīng)力很高。四葉片用到27米水頭并不存在強(qiáng)度問(wèn)題。

五葉片的空化性能明顯比四葉片好，長(zhǎng)委設(shè)計(jì)院要求抬高小機(jī)的安裝高程，但我堅(jiān)持小機(jī)的安裝高程和大機(jī)一致（36.6米），給泥沙磨蝕和用戶(hù)留足的安全裕量。

1980年，小機(jī)一次投產(chǎn)成功，能滿(mǎn)發(fā)超發(fā)，試運(yùn)行中，最大負(fù)荷曾帶到14.5萬(wàn)千瓦。

1985年，葛洲壩水電機(jī)組榮獲國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。1987年，葛洲壩小機(jī)獲得國(guó)家質(zhì)量獎(jiǎng)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?

美國(guó)阿里斯查摩公司的法福林，曾找長(zhǎng)委設(shè)計(jì)院和葛洲壩電廠說(shuō)他們可以把葛洲壩小機(jī)增容到14.5萬(wàn)千瓦。但因三峽未建，大小機(jī)葉片已陸續(xù)出現(xiàn)泥沙磨蝕，每次小修都要采用環(huán)氧砂漿涂敷。

三峽技術(shù)轉(zhuǎn)讓后，哈電、東電掌握了先進(jìn)的CFD技術(shù)，能夠設(shè)計(jì)高效轉(zhuǎn)輪，便不再勞法福林的駕了。

令人驚魂的葉片銷(xiāo)子

小機(jī)5個(gè)葉片，每個(gè)葉片有兩個(gè)傳遞扭矩的大銷(xiāo)子，機(jī)組裝完后，發(fā)現(xiàn)工地多了兩個(gè)銷(xiāo)子，是漏裝了嗎？這可是大事。工程局王廣杰副局長(zhǎng)開(kāi)會(huì)追責(zé)，首先問(wèn)我：“你認(rèn)為這是什么問(wèn)題？”我說(shuō)：“后果是嚴(yán)重的。哈爾濱電機(jī)廠發(fā)貨到工地，都有驗(yàn)收手續(xù)，雙方代表都簽了字，收到貨漏裝可是大事！”

10個(gè)安裝工人，每?jī)蓚€(gè)工人負(fù)責(zé)裝一個(gè)葉片，王廣杰要求工人認(rèn)真回憶，“如出現(xiàn)漏裝，立即抓人?！惫と藗冋J(rèn)真回憶，當(dāng)場(chǎng)都簽了字。

事關(guān)重大，當(dāng)晚和時(shí)任廠長(zhǎng)張德楠打電話，要求廠里查明原因。結(jié)果讓人哭笑不得，車(chē)間在預(yù)裝葉片時(shí)揅壞了兩個(gè)銷(xiāo)子，為了趕工期，重新加工了兩個(gè)銷(xiāo)子，而揅壞的兩個(gè)銷(xiāo)子也由鉗工修理好一起發(fā)到工地，因此多出兩個(gè)新銷(xiāo)子。一場(chǎng)虛驚。

“保3爭(zhēng)4”“保5爭(zhēng)6”

1986年，葛洲壩原計(jì)劃裝機(jī)“保3爭(zhēng)4”，但由于制造廠和工程局的努力，實(shí)際有望實(shí)現(xiàn)“保5爭(zhēng)6”。

關(guān)鍵是第6臺(tái)機(jī)的轉(zhuǎn)輪體必須在半個(gè)月內(nèi)運(yùn)到工地。情況層層反饋給了當(dāng)時(shí)的鐵道部部長(zhǎng)丁關(guān)根。

丁關(guān)根批示：“本月15日前必須將轉(zhuǎn)輪體運(yùn)到葛洲壩工地！”15天時(shí)間，轉(zhuǎn)輪體如期運(yùn)抵工地，葛洲壩實(shí)現(xiàn)了“保5爭(zhēng)6”。

當(dāng)王廣杰看到我那張有國(guó)務(wù)院重大辦主任林中堂和鐵道部部長(zhǎng)丁關(guān)根批示的電報(bào)，才知道國(guó)部級(jí)的領(lǐng)導(dǎo)都在關(guān)心葛洲壩的建設(shè)。

19臺(tái)小機(jī)已完成改造，機(jī)組可增容至15萬(wàn)千瓦。

“中國(guó)人比我們還膽大”

1988年，湖北省獲加拿大政府混合貸款，采購(gòu)隔河巖機(jī)組，2臺(tái)加元、2臺(tái)人民幣，要求4臺(tái)機(jī)搞聯(lián)合設(shè)計(jì)、合作生產(chǎn)。這就出現(xiàn)了技術(shù)轉(zhuǎn)讓和等比換貨。

“等比換貨”即中方為加方制造1、2號(hào)機(jī)組一些部件（部套），與加方為中方制造3、4號(hào)機(jī)組中的一些部件（部套），進(jìn)行等比例換貨，以解決資金不能流通，并發(fā)揮國(guó)外高科技和國(guó)內(nèi)勞務(wù)成本低的各自?xún)?yōu)勢(shì)。

這種國(guó)際合作方式國(guó)內(nèi)尚無(wú)先例，據(jù)外商說(shuō)國(guó)外也是第一次嘗試。

隔河巖機(jī)組水輪機(jī)換貨比例為36.1%；發(fā)電機(jī)換貨比例為26.5%。

結(jié)果用戶(hù)、加方、哈電三方都滿(mǎn)意。用戶(hù)用2臺(tái)機(jī)組加元貸款和兩臺(tái)機(jī)組人民幣獲得4臺(tái)國(guó)內(nèi)外“聯(lián)合設(shè)計(jì)、聯(lián)合生產(chǎn)”的“洋設(shè)備”非常滿(mǎn)意。

加方說(shuō)他們是高價(jià)中標(biāo)，充分發(fā)揮了先進(jìn)設(shè)備的加工能力，非常滿(mǎn)意。中方多干了些“粗活”，價(jià)格不比國(guó)產(chǎn)機(jī)組低，又得到了先進(jìn)技術(shù)，也非常滿(mǎn)意。

加方聯(lián)合體的牽頭人馬里約?麥諾感慨地說(shuō)：“我們剛來(lái)的時(shí)候，都認(rèn)為中國(guó)人不行，沒(méi)想到中國(guó)人比我們還膽大?！?

“穩(wěn)定壓倒一切”

三峽機(jī)組的主要問(wèn)題是什么？尺寸和容量大，這是其一；其二是水頭變化幅度大（最大水頭/最小水頭的比值為2.018）；其三是最大水頭和額定水頭的比值為1.4倍，超出國(guó)內(nèi)外常規(guī)。所以三峽水輪機(jī)的選型問(wèn)題主要應(yīng)解決水輪機(jī)的水力穩(wěn)定性。

1986年，成立三峽機(jī)電專(zhuān)家組。重點(diǎn)集中在選什么機(jī)型，怎么解決這個(gè)水頭變幅大，解決水力穩(wěn)定性問(wèn)題。1986年，確定了175米水位方案，單機(jī)容量68萬(wàn)千瓦，后改為70萬(wàn)千瓦。

三峽公司時(shí)任總經(jīng)理陸佑楣曾經(jīng)找我們開(kāi)過(guò)小會(huì)，問(wèn)制造廠有沒(méi)有把握做到轉(zhuǎn)輪不裂？當(dāng)時(shí)，我的答復(fù)是：“可以?！彼f(shuō)：“什么措施？”我說(shuō)：“限制負(fù)荷運(yùn)行范圍?！币?yàn)槲覀兏氵^(guò)電站調(diào)查，還隨機(jī)械部組織的考察團(tuán)考察過(guò)各國(guó)的大型水輪機(jī)制造廠和大電站。

巴西伊泰普的轉(zhuǎn)輪是碳鋼的，單機(jī)也是70萬(wàn)千瓦，只是水頭比三峽高一點(diǎn)。在伊泰普水電站，我找到一位運(yùn)行工程師，問(wèn)：“你們的轉(zhuǎn)輪裂了沒(méi)？”他說(shuō)實(shí)話：“裂了?！?

第二次我去又找到同一個(gè)人，問(wèn)：“你們轉(zhuǎn)輪開(kāi)裂的問(wèn)題解決沒(méi)有？”他說(shuō)：“解決了！” “怎么解決的？”他說(shuō)：“我們限負(fù)荷了，空載必須帶，但是部分負(fù)荷的振動(dòng)區(qū)不能帶。”我說(shuō)：“那你們的運(yùn)行負(fù)荷范圍多少？”他說(shuō)：“70%到100%?！焙髞?lái)三峽招標(biāo)書(shū)上就規(guī)定了這個(gè)數(shù)字，70%到100%運(yùn)行范圍。

1957年，我在牛世昌小組（哈電電機(jī)水電分廠牛世昌水輪機(jī)裝配組）磨過(guò)800千瓦的下硐轉(zhuǎn)輪，到退休前參加了白鶴灘單機(jī)100萬(wàn)千瓦機(jī)組轉(zhuǎn)輪的攻關(guān)領(lǐng)導(dǎo)小組和決策，單機(jī)容量整整翻了1250倍。

這樣的奇跡，只有中國(guó)能做到！

（作者：劉光寧，2021年發(fā)表于《哈電記憶》，原文有改動(dòng)）