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哈电70年“突出贡献人物”:刘光宁

来源: 本站 浏览次数:2306 发布时间:2021-11-05

刘光宁

哈电电机原副总工程师

哈电70年“突出贡献人物”


刘光宁,1934年出生,中共党员,原哈尔滨电机厂副总工程师。1986年,被机械部任命为驻葛洲坝工地总代表。曾任全国水轮机标准化技术委员会委员、秘书长,长江三峡工程机电设备专家组专家,国际水力机械研究协调中心(北京)理事会理事等。组织葛洲坝、天生桥二级、清江隔河岩等电站水轮机的研制;三峡水轮机的前期工作和技术合作对外谈判等。组织编制《水轮机基本技术条件》《水轮机通流部件技术条件》等国家标准。



“赞成兴建此坝!”


白驹过隙,半个世纪过去了。回想起从葛洲坝、隔河岩到三峡的那些往事,不禁让人想起黄鹤楼那半句对联:“大江东去,看滚滚波涛,洗尽千古风流人物。”

1970年12月26日,毛主席批示“赞成兴建此坝!”,由此展开了葛洲坝水力枢纽工程建设的序幕。


从大机的由来说起

葛洲坝电厂分设二江和大江两个电站,二江电站安装2台170兆瓦(简称大机)和5台125兆瓦水电机组(简称小机),大江电站安装14台125兆瓦水电机组,总装机容量为2715兆瓦。另外,还有一台韶关厂制造的2万千瓦厂用电机组。


为减少机组台数,长委设计院和东电部分技术人员主张葛洲坝大机的水轮机额定出力要达到178兆瓦(和当时世界单机容量第一的罗马尼亚铁门电站水轮机一样)。


葛洲坝的水头比铁门低得多,为达到178兆瓦,水轮机只能加大直径,转轮体采取超极超限运输。大机采用哈电的A30转轮。哈电电机原副总工程师吴新润采用统计法,设计了四叶片的A30转轮。


大机转轮直径为11.3米也是有原由的。东电建议转轮公称直径11米,哈电建议转轮公称直径11.6米,机械部最终将两家建议的直径加起来除以2,确定为11.3米。


而2.4D1尾水管确定也是有故事的。东电建议的尾水管高度为1.915 D1,能否确保机组“一个千瓦不能少?”国家建委在宜昌开了一个专题讨论会,与会首长有国家建委主任谢北一、机械部军代表胡茂棣、水电部副部长王英先、施工部队等首长。


谢北一主任问道:“为了确保大机达到17万千瓦,有什么办法?”


哈电钟鉴元答:“尾水管往下挖。”


谢北一:“挖多少?”


钟鉴元:“2.5倍D1”。


接下去又问施工部队的意见。


施工部队的首长站起来,一个立正:“需要就挖!”


后来,哈电、东电、长委设计院三家协商,尾水管高度定为2.4D1。


不再劳法福林的驾了

CFD(Computational Fluid Dynamics)是计算流体力学的英文简称。业内公认五叶片水力性能更好、更可靠。联系主张五叶片的水科所和金华水轮机厂,邀请他们来哈尔滨搞联合试验。


五叶片的ZZ500是哈电老工人吴雅言综合水科所和哈电转轮的优点,通过测绘和修型搞出来的,最高效率达到89.5%。


强度计算结果发现,五叶片转轮体的孔间壁应力很高。四叶片用到27米水头并不存在强度问题。


五叶片的空化性能明显比四叶片好,长委设计院要求抬高小机的安装高程,但我坚持小机的安装高程和大机一致(36.6米),给泥沙磨蚀和用户留足的安全裕量。


1980年,小机一次投产成功,能满发超发,试运行中,最大负荷曾带到14.5万千瓦。


1985年,葛洲坝水电机组荣获国家科技进步特等奖。1987年,葛洲坝小机获得国家质量奖金质奖章。


美国阿里斯查摩公司的法福林,曾找长委设计院和葛洲坝电厂说他们可以把葛洲坝小机增容到14.5万千瓦。但因三峡未建,大小机叶片已陆续出现泥沙磨蚀,每次小修都要采用环氧砂浆涂敷。

三峡技术转让后,哈电、东电掌握了先进的CFD技术,能够设计高效转轮,便不再劳法福林的驾了。


令人惊魂的叶片销子

小机5个叶片,每个叶片有两个传递扭矩的大销子,机组装完后,发现工地多了两个销子,是漏装了吗?这可是大事。工程局王广杰副局长开会追责,首先问我:“你认为这是什么问题?”我说:“后果是严重的。哈尔滨电机厂发货到工地,都有验收手续,双方代表都签了字,收到货漏装可是大事!”


10个安装工人,每两个工人负责装一个叶片,王广杰要求工人认真回忆,“如出现漏装,立即抓人。”工人们认真回忆,当场都签了字。


事关重大,当晚和时任厂长张德楠打电话,要求厂里查明原因。结果让人哭笑不得,车间在预装叶片时揅坏了两个销子,为了赶工期,重新加工了两个销子,而揅坏的两个销子也由钳工修理好一起发到工地,因此多出两个新销子。一场虚惊。


“保3争4”“保5争6”

1986年,葛洲坝原计划装机“保3争4”,但由于制造厂和工程局的努力,实际有望实现“保5争6”。


关键是第6台机的转轮体必须在半个月内运到工地。情况层层反馈给了当时的铁道部部长丁关根。


丁关根批示:“本月15日前必须将转轮体运到葛洲坝工地!”15天时间,转轮体如期运抵工地,葛洲坝实现了“保5争6”。


当王广杰看到我那张有国务院重大办主任林中堂和铁道部部长丁关根批示的电报,才知道国部级的领导都在关心葛洲坝的建设。


19台小机已完成改造,机组可增容至15万千瓦。


“中国人比我们还胆大”


1988年,湖北省获加拿大政府混合贷款,采购隔河岩机组,2台加元、2台人民币,要求4台机搞联合设计、合作生产。这就出现了技术转让和等比换货。


“等比换货”即中方为加方制造1、2号机组一些部件(部套),与加方为中方制造3、4号机组中的一些部件(部套),进行等比例换货,以解决资金不能流通,并发挥国外高科技和国内劳务成本低的各自优势。


这种国际合作方式国内尚无先例,据外商说国外也是第一次尝试。


隔河岩机组水轮机换货比例为36.1%;发电机换货比例为26.5%。


结果用户、加方、哈电三方都满意。用户用2台机组加元贷款和两台机组人民币获得4台国内外“联合设计、联合生产”的“洋设备”非常满意。


加方说他们是高价中标,充分发挥了先进设备的加工能力,非常满意。中方多干了些“粗活”,价格不比国产机组低,又得到了先进技术,也非常满意。


加方联合体的牵头人马里约•麦诺感慨地说:“我们刚来的时候,都认为中国人不行,没想到中国人比我们还胆大。”


“稳定压倒一切”


三峡机组的主要问题是什么?尺寸和容量大,这是其一;其二是水头变化幅度大(最大水头/最小水头的比值为2.018);其三是最大水头和额定水头的比值为1.4倍,超出国内外常规。所以三峡水轮机的选型问题主要应解决水轮机的水力稳定性。


1986年,成立三峡机电专家组。重点集中在选什么机型,怎么解决这个水头变幅大,解决水力稳定性问题。1986年,确定了175米水位方案,单机容量68万千瓦,后改为70万千瓦。


三峡公司时任总经理陆佑楣曾经找我们开过小会,问制造厂有没有把握做到转轮不裂?当时,我的答复是:“可以。”他说:“什么措施?”我说:“限制负荷运行范围。”因为我们搞过电站调查,还随机械部组织的考察团考察过各国的大型水轮机制造厂和大电站。


巴西伊泰普的转轮是碳钢的,单机也是70万千瓦,只是水头比三峡高一点。在伊泰普水电站,我找到一位运行工程师,问:“你们的转轮裂了没?”他说实话:“裂了。”


第二次我去又找到同一个人,问:“你们转轮开裂的问题解决没有?”他说:“解决了!” “怎么解决的?”他说:“我们限负荷了,空载必须带,但是部分负荷的振动区不能带。”我说:“那你们的运行负荷范围多少?”他说:“70%到100%。”后来三峡招标书上就规定了这个数字,70%到100%运行范围。


1957年,我在牛世昌小组(哈电电机水电分厂牛世昌水轮机装配组)磨过800千瓦的下硐转轮,到退休前参加了白鹤滩单机100万千瓦机组转轮的攻关领导小组和决策,单机容量整整翻了1250倍。


这样的奇迹,只有中国能做到!


(作者:刘光宁,2021年发表于《哈电记忆》,原文有改动)

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