曾经有人问德国西门子的工程师:“你们的发电机寿命有多长?”,工程师回答道:“去看看你们云南的石龙坝水电站就知道了。”石龙坝水电站是中国第一座水电站,距今已有百年历史。而其配套的电力系统也是中国的第一个高压电力设施。现存其中由西门子(SSW,即Siemens-Schukert Werk) 制造的发电机和伏依特(J. M. Voith) 制造的水轮机至今仍然能运转发电。

地理位置

所在的河流:螳螂川

螳螂川,系金沙江支流,全长252公里,为滇池之唯一出口。螳螂川自滇池流向西北,经昆明市之安宁、富民、禄劝,于禄劝与东川交界处注入金沙江。其上游称螳螂川,过富民称普渡河。

地理位置(第一车间经纬度坐标):24.852767 N,102.525267 E

距昆明:32KM

平面示意图

此示意图陈列于石龙坝水电站历史文物陈列室中(拍摄于2010年7月14日):

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此示意图是笔者使用Google Earth制作的:

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县志记载:

《昆明县志》记载:

耀龙电灯公司宣统二年(1910年)成立,先是勤业刘孝祚提倡官商合办,以有障……呈由本省政府咨部立案注册,准专利二十五年,以资提倡。股额原定二十五万元,后因工程浩大,又经商会总协理王鸿图……等擔(dan4)款四十余万元始举其事。其公司租民房位局在薎(mie4)子坡,机房在小西门内水塘子,其水电机在石龙坝。

——《昆明县志》第三册·政典志·实业(陈荣昌,1925年刻末定卷样本,云南省图书馆藏书:272.27/府8)

注:原书为线装古籍,标点符号、拼音及年份是笔者添加的。

零件的运输

建厂之时,昆明尚没有通往郊区的公路,所以,水电站的机器设备是通过以下途径运到工地的:

由轮船将零件运到越南海防——通过滇越铁路将零部件运到昆明火车南站——德胜桥装船,顺盘龙江而下运到滇池——用船运到螳螂川——顺螳螂川而下,运到平地哨——用人力或者畜力运到工地

其中,最后由平地哨运往工地是这样运输的:

(机器设备)被搬上滚木。滚木前头由十多头大水牛牵引,后头由数十人推撬,两旁由十多人拉扶,一寸一寸滑,一步一步挪,平地哨至石龙坝仅7公里,却足足滑行了1个半月,才将机器平安运到石龙坝。

第一车间

第一车间为石墙瓦顶机房,面积345平方米,安装德国西门子公司生产的3.3千伏、50赫兹、240千瓦三相交流水轮发电机2台。门口有一副对联:

机本天然生运动

器凭水以见精奇

把这副对联的头两个字连起来就是:机器

对联的横批为:皓月之光

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对联的特写:

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由于安全原因,无法进入车间,从大门只能看到新的机器,最老的水力发电机只能在侧门才能看见:

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第一车间的尾水就从下面流出来:

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第一车间前面的“前池”

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这就是水坝了,那根黑色的管道就是引水发电的

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配套设施

水利设施

一期工程:石龙坝上段筑拦河石闸坝一道,长55米,高2米,闸墩17座,闸门16孔,墩高2米、宽l米、厚3.3米,取水口首部设控制闸,闸门可调节启闭。由取水口到前池沿山开凿修筑石砌引水渠一条,长1478米,宽3米,深2米。还在前池修筑溢流堰及排沙闸门。水渠、石坝等均以石料打平镶砌、水泥勾缝。

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从水坝上流下来的水:

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这个貌似是泄洪道一类的东西:

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电力设施

供电线路:22Kv(22000V)高压输电线

变电所位置:昆明小西门水塘子

附属设施

办公室一栋,住房等,抗日战争时期还修建了护厂炮楼等(下图所示的老楼拍摄于2010年7月14日,现在为石龙坝水电站厂办和陈列室所在地)

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德国西门子公司制造的发电机

下图展示的是现存于第一车间德国西门子公司制造的水力发电机(拍摄于2010年7月14日,图中黑色的那台机组,水轮机是奥地利伏依特水轮机),这台机组是1910年建厂时从德国西门子公司订购的两台机组之一,至今仍然能正常发电(质量好得令人震惊)。其主要技术参数为:

单台装机容量:240千瓦

输出电压:3300伏

发电机类型:三相交流发电机

转子的励磁绕组通入直流电流,产生接近于正弦分布磁场(称为转子磁场),其有效励磁磁通与静止的电枢绕组相交链。转子旋转时,转子磁场随同一起旋转、每转一周,磁力线顺序切割定子的每相绕组,在三相定子绕组内感应出三相交流电势。发电机带对称负载运行时,三相电枢电流合成产生一个同步转速的旋转磁场。定子磁场和转子磁场相互作用,会产生制动转矩。从水轮机输入的机械转矩克服制动转矩而作功。

输出交流电频率:50HZ

上世纪50年代,这台机组还曾被拆装到开远效力,后来又被送到过绿水河、石屏、通海等地支援;直至1987年,石龙坝水电厂花钱购回这台机组。而建厂时与它一起引进的另一台机组,至今仍在富源效力。

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下图为该机组的调速器:

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发电机的特写照片,最左边的是励磁机:

大型发电机励磁方式分为:①它励励磁系统;②自并激励磁系统。它励励磁是由一台与发电机同轴的交流发电机产生交流电,经整流变成直流电,给发电机转子励磁。自并激励磁是将来自发电机机端的交流电经变压器降压,再整流变成直流电,作为发电机转子的励磁。

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西门子公司制造的开关

该开关为德国西门子公司制造于1912年,目前已经停止使用,存放于石龙坝水电站院内(拍摄于2010年7月14日)

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开关上的铭牌,还有中文书写的“西门子”三个字:

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开关上西门子的标志:

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其他文物:

当时使用的进口仪表:

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工程师的保险柜:

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配电盘:

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修建电站时使用的百年前的石碾:

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开灯典礼

开灯典礼于4月12日举行,地点在昆明市中心翠湖的海心亭。同时,为了进行宣传,耀龙电灯公司敲锣打鼓,鼓励市民前来观灯。同时,公司还在城中的丽正门,三牌坊,金马碧鸡坊等地架设电灯。

开机的方式是由电话从翠湖海心亭像石龙坝水电站下达开机的命令。

当时在石龙坝机房看见开机的工人说了以下的话:

只见那水闸一开,两个砣砣便旋转起来,几甩甩,那灯就亮了,而且还发出“吱吱”的声响,真是稀罕,稀罕得很哩!

偷盗电缆事件

因为电缆是使用铜制造的,遭遇盗窃的事情时有发生,云南省军政部发出以下告示:

照得电灯杆线,事关实业公益

经过村庄里堡,均应保护周密

乃有无知盗匪,胆敢黑夜偷窃

为此出示晓喻,挨堡挨村知悉

团甲乡约里长,一体梭巡严缉

此等惯贼匪盗,实属可恶已极

拿获捆送政府,斩首定按军律

就在开灯典礼快要结束的时候,还是发生了盗窃电缆的事故,造成供电中断,史料记载:

村人齐出,协同追击,拿匪四散,内有铁寿匪一名循人相近土堆堡之旧哨房,从高跳下,意在脱逃,自行将脚杆跌伤,立即拿获,并搜获所窃电线丈余

第二天,窃贼铁寿就被送到城中,“呈请押解送审”。审判局接到案犯后,决定:“速送法国医院稍治愈,再行提审之。”经审判,本该将窃贼开刀问斩,后经德国工程师求情,改判巡线一个月。而幕后的主使——名叫范林寿的铜匠则被判刑5年,没收一切炼铜工具。

市民对电灯的态度

《云南经济》记载

“当时,一般市民迷信者多,装用者少,该公司遂减价优待用户,灯头一概免费,用户渐增,营业逐渐发达,至民国七年即全部还清贷款。”

当时耀龙电灯公司为“卖电”所打的广告

“此种灯光移动极便,与常用灯无异,点熄亦与寻常灯相同,且可不用灯罩,故比火油灯方便,亦无煤烟,其灯芯亦不用修剪,无论何处均堪适用……”
“此种灯光不须有人照管,若装在房中只须一钉一铁线,若装在道路则多用一木杆,或在房间,或在外间,或有风雨,其光亮皆不改变……”

德国西门子公司的报道

德国西门子公司的杂志《西门子》第七卷第一期(1927年)对此事进行了报道,此杂志现存于石龙坝水电站文物陈列室中,下图是该文章的影印件:

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由于是德文的,我无法看懂,故引用石龙坝电站官方的摘录:

在这个国家偏僻的内地,在那远离世界贸易潮流和与西方文化隔绝的地方,也已有人准备将西方技术成就移植到自己的土地上。一些卓越的知识分子和有关方面敢于开拓的人士就是这么说的。
……
这个工程在技术方面虽然没有什么特别突出的特征,但是作为中国第一个水力发电站,以及考虑到其建设的特殊情况和中国内地的特点,依然是值得重视的。
……
从这个电站的建设,我们可以预言,再过一百年,中国将是水电大国!

石龙坝电厂的改扩建

1923年-1926年,修建第二车间,安装2台每台276千瓦的水轮发电机组

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1932年一厂扩建,增设一台720 kW机组,并在第一车间的墙上留下了“耀龙电厂”的牌子

1935年将最初安装的两台240 kW小机组拆除,增设第二台720 kW机组,使一厂最终规模达到1440 kW。

1937年,第二车间增设448kW水轮发电机一台,使得第二车间装机容量达到1000kW

1939年间,又引用一厂尾水,再利用落差15 m,建成三厂,装机容量为480 kW。

1949年,全厂总装机容量为2920 kW。

中华人民共和国成立后:另建新厂房,由原来的两级开发改为一级开发,将原来的7台小机组拆除,改为两台单机容最为3000 kW的机组,全厂总装机容量达到6000 kW。
1950年7月,耀龙公司与昆湖电厂合并,成立了“云南省电力工业管理局”,统一管理全省的电力工业。
1954年新厂房建成,安装第一台瑞士产的机组投产。
1958年7月1日加装哈尔滨电机厂的3千伏、3000千瓦发电机l台。改建后的电站利用落差31 m,引用流量24 m3/s,

至1989年,全站4个车间装机容量为7040千瓦

2006年05月25日,石龙坝水电站被国务院批准列入第六批全国重点文物保护单位名单。

2009年7月,石龙坝水电站已更名“华电云南发电有限公司石龙坝发电厂

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污染事件

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2003年停产事件:

2003年10月14日,由于所有过水发电设备被严重腐蚀,历经多次大 修更换无济于事,中国最早的水电 站——云南华电石龙坝发电厂宣布停产

进入2003年以来,发电机转轮两三个月便要更换一次,不锈钢阀门更是一两个星期就换一次,辅助设备和引水管也受腐损坏。更可怕的是,水电站的引水渠、拦河坝、进水坝等 同样腐蚀严重,出现大面积渗漏,被腐蚀出的大洞竟然能容一个人钻人,大部分厂区被泡在水中,电厂面临着垮坝危险,生产设施、人员安全受到极大威胁。

污染原因:自2002年以来,螳螂川上游4家生产氟硅酸的小企业排出的污水,使电厂遭到灭顶之灾,导致有史以来第一次全面停产。他们对上游污水水样进行化验分析,发现这些污水每毫克氟离子含量高达38.8摩尔,氟离子含量过高导致水的PH值降低,仅为325,而正常河水应为 6-8。

2004年污染事件:

昨日(2004年4月4日)上午9时,石龙坝水电站给本报(《云南日报》)打来电话称:从昨日清晨6时开始,发电厂的水质检测员发现石龙坝水电站前池的水流变成了乳白色,并漂有大量的白色泡沫,经用PH试纸进行测试,发现PH值为3,水流呈强酸性,已经严重超标。如果这一水流进入水轮机进行发电,那么水轮机会再次遭到腐蚀。面对该情况,电站负责人不得不下令让发电机停止运转。

 

参考文献

陈荣昌 (1925), 第三册·政典志·实业, 昆明县志,1925年刻末定卷样本,云南省图书馆藏书:272.27/府8

石龙坝电站再次被迫停产 (2004年04月05日 ), 云南日报

钟伟志. (2003年12月29日), 中国第一座水电站的终结?,  经济观察报

搜狐新闻, (社会周刊)寻访中国工业遗产(11)—石龙坝铸就民族丰碑,http://news.sohu.com/20070722/n251183790.shtml [last cited on 2014 January 18]

杨选民. (1997), 神龙盗火,云南人民出版社,1997年9月第一版

维基百科, 三相交流电, https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E7%9B%B8%E4%BA%A4%E6%B5%81%E7%94%B5 [last cited on 2014 January 18]

维基百科,沙河 (螳螂川), https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B2%99%E6%B2%B3_(%E8%9E%B3%E8%9E%82%E5%B7%9D) [last cited on 2014 January 18]

 

注:

这篇文章由笔者创作于 2010年7月5日,于2014年1月18日重新编辑,并发布到Worldtree.net

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