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【我和我的祖國】青藏高原上的一樁往事回憶 ——記龍羊峽水電站發電機組轉子線圈溫度光纖測量系統安裝運行

作者/編輯:信息與通信工程學院退休教授 唐明光   文章來源:綜合辦    點擊數:   更新時間:2019-10-18

 


 

風雨砥礪,歲月如歌,今年是中華人民共和國七十華誕。或許屬于我的時代已成過去,但在這七十年中,有一段奮斗的追夢年華依然沸騰于心,不禁想與大家分享那段歲月。

    1984年,我從美國紐約理工學院NYIT學成歸國,回到我的原工作單位及母校成都電訊工程學院。懷著滿腔報國熱情,準備投入學院的教學和科研工作中去。由于我離開原來的工作崗位已近3年,當時沒有現成的工作崗位提供給我,面對如此窘境,我陷入了沉思。回想在NYIT邊工作邊學習的壓力山大的日日夜夜,我都挺過來了,支撐我的是出國前集訓時電子部教育司的領導代表黨和國家告誡我們“學成歸國,報效祖國”的諄諄囑咐。現在回國了,怎樣實踐報效祖國,用學到的知識和感悟去開拓進取?考驗自己的意志和能力的時候到了。

沒有抱怨,沒有彷徨,我決定做兩件事。第一件事有兩個方面,一是,我需要用新學到的電磁場理論給我校的研究生開出“光纖傳輸理論”課;二是,了解我的國家在我所學領域的技術現狀,從而決定我的科研方向,爭取科研項目。為此,我向五系提交了開設研究生課的申請,向學院主管科研的科研處申請去全國相關單位調研的差旅費。學院和五系領導都給予了支持。當時的五系主任劉樹杞教授把他計劃于下學期上的研究生課程“光波導理論”轉給我,由我按新的理論講授;科研處同意我借支5000元差旅費,待我有了科研項目經費后歸還。第二件事,我希望指導碩士研究生做畢業論文,但是我當時的職稱是講師,還不具備帶碩士研究生的資歷。我非常感激劉樹杞教授,他讓我擔任他名下的一位碩士研究生論文的指導教師,由我全權負責指導。

    從成都出發,去北京、長春、沈陽、西安、武漢、上海、福州、廣州、桂林等地,經過一個多月在全國范圍相關的光通信領域的大學、研究所、工廠參觀、調研,與過去認識的同行、老朋友面對面懇談,基本了解了我國光通信、光傳輸、光傳感領域的技術水平和發展概況。那時,國內光通信、光傳輸理論研究和工程技術領域主要跟隨國外先進國家的研究和應用后面,處于70年代末80年代初期水平;光纖傳感技術在國內的研究則發展迅猛,與國際上大致同步,但是,光纖傳感工程應用方面落后國際一大截,國際上已有光纖傳感技術產品供應市場,而我國的光纖傳感研究還停留在實驗室階段。由此,我決定在兩個方面申請科研項目。理論研究方面,我向國家自然科學基金會申請“非均勻光波導理論的研究”項目,光纖傳感技術方面向電子部申請“光纖溫度傳感器研究”和“光纖溫度傳感系統”項目,經過專家論證都獲得了相關部門批準。

    有了科研項目,需要組織研究團隊。國家自然科學基金項目“非均勻光波導理論的研究”,我與劉樹杞、王志玉老師組成研究團隊,帶上一位由王志玉老師指導的碩士研究生一起攻關,經過3年努力,采用了一種新的光波導理論,實現了項目研究預期的指標,在國內核心科技刊物發表了三篇論文,通過了國家自然科學基金會的驗收。“光纖溫度傳感器研究”和“光纖溫度傳感系統研究”屬于工程類項目,實用性很強,我指導的一位研究生隨我一道,日以繼夜地奮戰,從方案制定、材料選擇、制造工藝反復嘗試、系統控制軟件和硬件研發無不耗費我們大量精力。1986年,我們終于完成了項目預期的技術指標,順利通過了電子部的部級技術鑒定,兩個項目都獲得了電子部科技進步獎。

    “光纖溫度傳感器研究”和“光纖溫度傳感系統”項目完成后,沈陽變壓器廠和沈陽高壓電器研究所邀請我參加國家“八五”重大科技攻關項目,經我們申請,國務院重大科技攻關辦公室(國務院重大辦)批準,我們承擔了“高壓輸變電變壓器線圈熱點光纖溫度測量系統”和“200千伏高壓沖擊試驗光纖測量系統”兩個項目研發。這兩個項目最終都研發成功,并通過了工廠和研究所現場使用考驗。

    由于我們的光纖溫度傳感器和光纖溫度傳感測量系統的成功研制,東方電機廠和上海電機廠邀請我們參加他們正在實施的工程項目。我們與東方電機廠和上海電機廠分別簽訂了“龍羊峽水電站32萬千瓦發電機組轉子線圈光纖溫度測量系統”項目和“20萬千瓦發電機轉子線圈光纖溫度測量系統”項目的開發合同。在此期間,我在五系領導的支持下,成立了包括我在內的10位教師、工程師、技工以及我招收的5名研究生組成的科研教學團隊,即510研究室。我們努力工作一年多,歷經數十次往返東方電機廠和上海電機廠的現場試驗、改進、再試驗、再改進,四次去青海龍羊峽水電站現場考察,最終巧妙地設計并實現了系統最難解決的三個難題:一是,如何把發電機轉子上安裝的多個光纖溫度傳感器測量的溫度數據,從高速轉動的轉子上傳輸到安裝在發電機定子上的接收機;二是,轉子上的光纖溫度測量系統如何供電使其運行;三是,光纖溫度傳感器如何牢固地固定在旋轉的轉子線圈上。前兩個難題當時世界上一直未得到解決。我們解決后,申請了中國發明專利并獲得批準授權,隨后還獲得國家發明獎。1987年學校破格晉升我為正教授。

    在此過程中,我投入了全部精力超負荷工作,完全忘掉了自我。至今還記得,有一次在東方電機廠做完試驗后,在德陽火車站月臺等車返回成都時,由于過度疲勞,突感一陣天旋地轉后我暈倒在月臺上。我的臉被月臺地面的煤渣扎得鮮血淋漓(那時小火車站的月臺地面用煤渣鋪就),細煤渣嵌入了我的臉皮里,醫生消毒后用手術鑷子一粒一粒地把煤渣夾出來,保留了我一個基本光潔的臉面。

    1987年,我們一行五人帶上全套發電機轉子線圈光纖溫度測量系統、零部件、安裝工具和專用設備共五大箱,乘火車到蘭州,然后轉車去青海西寧,在西寧龍羊峽水電站辦事處招待所住一晚,第二天早上乘龍羊峽水電站工程車,西寧出發,翻過日月山,南行146公里,便到達海拔3800米的龍羊峽水電站。

    龍羊峽水電站是黃河上游第一個峽口,這里的黃河河水清澈見底,用手捧起來就能喝。龍羊峽兩山之間的峽口很窄,攔河大壩就修建在峽口上,大壩有178米高,當時是亞洲第一高壩。龍羊峽水電站的單機容量32萬千瓦,有4臺發電機組。我們研發的32萬千瓦水輪發電機組轉子線圈光纖溫度測量系統就安裝在第一臺32萬千瓦水輪發電機內。這臺發電機當時是國內單臺容量最大的水輪發電機組,由東方電機廠制造。我們從隧洞進入大壩內距離大壩下約6070m安裝發電機的地方,映入眼簾的是一個直徑巨大(估計30--50米)的圓坑,坑內正在安裝發電機的定子線圈和轉子線圈。我們制造的光纖測溫系統一部分安裝到轉子線圈上,另一部分安裝到定子線圈上。

    整個安裝工作持續了近一個月。由于在3800米高海拔地區,米飯煮不熟,水燒不開,加之周圍都是石頭山,植被稀少,空氣異常干燥,缺氧20%。我們去的五個人開始大都不太適應,我們居住在二樓,上樓梯急一點就喘氣。那年我50歲,與我同去的一位比我年齡還要大些(他負責團隊的生活),其余三位是20多歲的年輕老師和研究生,與我們同住一層樓的還有東方電機廠饒芳權總工程師,他年齡比我稍大些,在項目進行中我們曾多次交往,已經比較熟悉了。在龍羊峽的時間他比我們早來一段時間,饒總告訴我們,少吃米飯多吃面條,胃就感覺舒服些,一切行動都要慢,心臟就會好受些,少量多次飲水,喉嚨就會舒服些,這是他總結的高原生活要訣。我們按饒總這個高原生活要訣安排團隊的生活,果然三四天后大家就適應龍羊峽的生活了。

    1987年國慶節前夕,我們的設備安裝完畢,等待發電機試運行,我們的光纖測溫系統就可以開始工作了。我們團隊所有人特別是我,這時的心情既興奮又忐忑,盼望我們這些年的付出有個完美的結果。大概在國慶節那天發電機開始試運行,龍羊峽水庫蓄滿了水,水從6070m高處沖向水輪機轉子,水輪機轉子同軸帶動發電機轉子旋轉,發電機開始發電了。我們已經啟動的系統控制和記錄設備,開始輸出轉子上各個光纖溫度傳感器測量的實時溫度數據,并同步打印到記錄紙上。我看見饒芳權總工小心地將一枚伍分人民幣硬幣豎著放在發電機轉子的外殼頂蓋上,然后慢慢把手移開,豎著放在頂蓋上的伍分人民幣硬幣居然一直不倒,這時饒總走到我們的設備面前,拿起已經打印出的轉子測溫點的溫度數據仔細地觀看,不一會兒他走到我的面前握住我的手對我說:“唐老師,我看到你們光纖測溫系統穩定工作,測量的溫度是實時的溫度動態數據,以前還沒有人實際測量過大型發電機運行中轉子的動態溫度,謝謝你們的工作。測量設備測出的轉子工作中各點的溫度數值,比我們設計發電機時預估的溫度值低得多,這些測量得到的數據非常寶貴,它是我們設計新發電機最重要的依據,希望這些數據不要發表。”我當時非常激動,愣了幾秒鐘才對饒總說;“謝謝東方電機廠和饒總,你們冒著風險讓我們把設備安裝到這么巨大的發電機里,既給你們提供了你們一直想得到的發電機轉子工作中的實際動態溫度值,也使我們的研究成果得到了應用驗證。”我對饒總豎立硬幣不解,就問他:“你在發電機頂蓋上面豎立伍分硬幣起什么作用?”饒總告訴我們:這是為了測驗發電機的安裝和運行是否平穩。如果硬幣倒了,那問題就大了,甚至需要重新安裝調試。硬幣不倒說明我們的發電機安裝非常精準。

    隨后,我又問饒總:“我們的光纖測溫系統什么時候能從發電機上拆除?”饒總說:發電機將連續工作××小時,如果工作正常的話,將立即并入電網運行,直到運行××天后進行檢修時,我通知你們來拆除。”看來饒總對我們的設備還是比較放心的。

    當晚,我們團隊五個人在龍羊峽水電站的街上(所謂街其實就是一條馬路邊上有大約十幾家賣各種食品和日用品的鋪子),找了一個最好的面館,一人要了一大碗羊肉燴面,作為試驗成功的犒勞。

    也由于這次現場試驗成功,我們這個項目獲得了國家發明獎。

回憶我參與過的龍羊峽水電站32萬千瓦發電機組轉子線圈溫度光纖測量系統安裝運行,看到如今我國光纖網絡的高速發展,規模世界第一(農村光纖覆蓋率超過98%)、服務人群世界第一、技術世界領先,不禁心潮澎湃。祝愿我們偉大祖國在習近平新時代中國特色社會主義思想指引下,在中國共產黨領導下,日新月異地向前發展,讓祖國更強盛,人民更富裕,永遠屹立于世界民族之林。


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