1993年我正准备从水利部外事司司长职务上退休,突然接到水利部钮部长通知,要我组建水利部外资办公室并任命我为这个办公室主任。外资办组建后,在外资办这几年工作很多很累,身体很不好,1997年动了一个大手术,终于支持不住。我数次要求退休,最终1998年部党组批准退休。退休不久,钱正英副主席(她当时任全国政协副主席)的秘书通知我参加钱副主席主持的会,我不知道是什么会。到会时,会上钱副主席宣布已成立国务院三峡建设委员会三峡枢纽工程质量检查专家组,钱副主席任组长,张光斗教授任副组长,专家有潘家铮、谭靖夷、梁应辰、梁维燕等很多人,我也是这个专家组的成员。专家组负责对三峡工程的质量进行检查,一般情况下每年集体到工地检查两次。几年后专家组改为钱副主席任顾问潘家铮任组长,经钱副主席和三建委同意要我任副组长。当时我坚决要求辞掉此职务,多次请辞后终于得到批准,但是要求我仍担任专家组成员职务,我只能答应。当时我要求辞职不是推卸责任,而是家里确实有困难,我老伴动两次大手术后,经常到医院看病做放疗,要有人照顾。这样,从1998年退休起到2022年专家组工作结束为止共24年,我一直担任国务院三峡建设委员会三峡枢纽工程质量检查专家组成员的工作,主要是水电站机电方面的工作。此外经三峡总公司要求,质量检查专家组同意,还要我同时担任三峡总公司机电评标委员会副主任、三峡水电站机组安装启动委员会顾问、三峡总公司水轮机模型试验专家组组长、三峡总公司机电制造总监(水轮机发电机方面)等短时性的或临时性的职务。因此退休后的这24年经常做三峡方面的工作。这24年的工作主要是做了一些三峡总公司所管水电站特别是三峡水电站机电设备制造、安装、调试方面与质量检查有关的技术工作。由于时间比较长,接触的机电设备比较多,遇到的问题各式各样,做过的工作很多都记不清楚了,也没有精力查阅资料,我印象比较深的有下面几项。
一、参加三峡右岸机组招标
三峡水电站建设前,我国设计生产过最大出力的水轮发电机组约为30万千瓦,尚未生产过三峡需要的70万千瓦的机组。所以三峡左岸电站的全部14台机组只能向国外招标购买。我国哈尔滨电机厂和东方电机厂按约定分别作为外国承包厂家的联营伙伴,参加设计并分包几台机组的制造。为提高我国水力发电设备的制造水平,三峡总公司当时花外汇从左岸电站两个国外承包商购买了包括CFD技术(计算流体力学)在内的水电机组设计制造技术,提供给哈尔滨电机厂和东方电机厂。三峡左岸电站机组开始安装后,研究三峡右岸电站12台机组的采购方式时,出现不同意见。一种意见是把12台机组交给国内两厂家,完全按左岸14台国外机组制造,这样比较可靠。第二种意见是,部分同志包括我,认为左岸水轮机模型试验中出现了严重的振动问题,左岸发电机采用定子水冷方式,比较复杂,安全性比空冷的发电机差。这些都有改进的必要和可能。应鼓励国内两厂家消化已经学习的新技术,独自设计制造出质量比左岸更好的机组,特别是水轮机,参加同国外的竞争,这也是对国内厂家的促进。钱副主席支持这个意见。三建委组织国内专家开会讨论后,同意第二个意见,决定三峡右岸12台机组面向国内外招标,国内外厂家均可单独投标。这个决定激发了国内两个厂家的积极性,他们努力消化新技术为三峡右岸电站设计出质量优良的机组,积极参加投标。我参加国内两个厂家提供的右岸水轮机模型在第三方(水科院水轮机模型试验室)试验时发现,国内两个厂家在三峡右岸机组设计方面,真下了很大功夫,不但大量使用了包括CFD在内的新技术,而且在自己厂内做了大量的试验,据说光水轮机新的模型转轮就做了一二十个。水科院校核试验结果表明,国内两个厂家提供的水力发电机组整体不但达到左岸机组的水平,而且某些性能还超过左岸机组,真令人高兴。国内两个厂自此开始了国产水轮发电机组设计制造技术水平跨越式的发展,他们设计制造白鹤滩水轮机时不但水轮机性能已进入世界最先进的行列而且某些性能处于世界领先水平,设计制造了世界最大的空冷水轮发电机,首创70万千瓦的蒸发冷却水轮发电机,这些机组都运行得很好,达到世界最高水平。这是利用建设三峡这个机遇创造的一种引进—消化吸收—再创新的发展模式,它也影响到三峡水电站的其他电气设备如主变压器、GIS、励磁调节器等,这些设备采用这种模式后,它们的技术进步也都得到飞速的发展,进入世界先进行列。一次招标有这么大的影响,是我们未预料到的。
二、参加三峡水力发电机组振动分析和处理
水力发电机组,尤其是新设计的机组,在运行中很难避免振动的产生,三峡机组也是这样。我不同程度的参加了三峡全部32台机组的调试,就发现一部分机组有振动问题。这些机组振动产生的原因很多也很复杂,有水力方面的,有机械方面的,有电气方面的等,有些振动严重的影响到机组的安全运行,一定要在调试中认真解决。解决机组振动问题首先要查明原因,要针对不同的原因采取不同的方法进行处理,才能消除振动,保证机组安全稳定运行。我参加分析和处理的机组振动,有接力器设计不正确引起的机组剧烈振动、有转轮叶片的卡门涡引起的叶片共振、有水轮机部分高负荷时压力脉动引起的机组振动,有发电机磁拉力不平衡引起的机组低频振动、有发电机定子次谐波引起的发电机振动、以及发电机定子齿谐波引起的发电机高频振动及噪声等等。有些机组的振动原因很难查清,有些机组的振动原因查明后,处理很困难。通过安装调试和运行职工的努力,三峡机组的振动问题都得到解决,保证了三峡水电站的安全稳定的高效的运行。水轮发电机组振动的上述案例以及我在其他水电站遇到的振动案例,有些是常见的有些是罕见的。我认为总结这些案例的分析和处理的点滴经验,供新参加水轮发电机组安装调试的同志参考,是有意义的事。为此,我前几年写了一《水轮发电机组的振动—案例分析》这本书,包括了我参加三峡的上述案例及参加的其他水电站的一些案例,内容包括查找振动原因的过程、查找振动原因走过的弯路、消除振动的方法、进行一些理论分析以及应当吸取的教训。此书今年即将由三峡出版社发行。
三、水轮机模型的校核试验
三峡水电站建设以前我国水力发电机组的评标,一般是根据厂家所报送的书面资料进行评议的,此时业主并不知道厂家的资料是否与水轮机的真实性能符合,定标后业主参加厂家的水轮机模型验收试验时才能了解水轮机的真实性能,此时发现问题已很难改了。三峡第一批机组(左岸14台机)的招标也是这样做的。在参加三峡左岸14台机组的评标时,我就对这种方式表示怀疑,认为这样的大机组仅凭书面资料就定标,很不可靠。在这之后三峡总公司领导提出,以后水力发电机组招标时,要求各投标厂家在递交投标书的同时提交水轮机转轮模型。业主将各家的模型转轮送到中立的第三方的试验台进行对比试验。业主将根据试验的结果以及投标厂家提供的书面资料进行评标。我非常支持这个办法,并同意担任水轮机模型试验专家组的组长和评标委员会副主任。现在这种招投标方式已为国内很多水轮发电机组招标的业主所接受。我担任三峡总公司水轮机模型试验专家组长期间,长期在水科院的水轮机模型试验室参加模型对比试验,我做过模型对比试验的水电站有三峡右岸水电站和三峡地下电站、向家坝水电站、溪洛渡水电站、乌东德水电站、白鹤滩水电站、葛洲坝水电站(机组改造)、三峡总公司援建的巴基斯坦卡洛特水电站等等,试验的模型有二十多台。在模型对比试验中我们坚持公平公正的原则,要求各投标厂家认真进行水轮机的设计,尽可能完善模型的制作,使模型性能与真机性能高度相似。在投标厂家和水科院水机试验室同事的努力下,通过对比试验我们得到了性能优良的水轮机转轮。参加试验的这些电站的国产水轮机都进入了世界先进行列,特别是国产的白鹤滩水轮机某些性能超过国外投标厂家,处于领先地位,我们这些一生同水轮机打交道的人心里真有说不出的高兴。现在白鹤滩机组是世界最大的水轮发电机组并拥有世界最大的空冷发电机,领先于全世界。
四、升船机卧倒门系统结构的改善
卧倒门是升船机系统中设置在上闸首以及下闸首的闸门,经由升船机过坝的船只都要经过这两道闸门。这两道闸门的支座螺栓运行不久就发生断裂,断裂的情况很严重,影响了升船机的安全运行。卧倒门不是三峡的设计单位长江委设计院设计的,是其他单位设计的,最初查不出原因。这么大的设备出了这种质量问题我很着急,我以前未接触过升船机,对升船机各系统的设计不熟悉,所以当即详细研究了螺栓损坏情况以及卧倒门各系统情况。然后同熟悉升船机的同志和长江设计院的同志多次研究。最后找到解决办法。我发现,支座螺栓的严重断裂是卧倒门间隙水排水时产生剧烈的水力振荡使支座螺栓严重过载造成的,更不利的是螺栓承受的荷载不是静止的而是脉动的,解决的办法就是改造排水系统消除水力振荡并加强支座结构。大家取得一致意见后,在设计院和三峡有关单位的共同努力下,做了排水系统的物理模型试验,大规模的改造了排水系统,消除了水力振荡,加强了支座。问题得到解决,保证了升船机的安全运行。这是我的二十多年退休生活,差不多又是一个职业生涯,在三峡这样的大国重器建设中,能够为国家做些贡献,此生值得。