民国时期大型官营都市工厂的技术发展——以南京首都电厂为例

陈 悦

（中国科学院自然科学史研究所，北京100190）

发电厂是现代城市发展的重要因素，都市与大型发电厂形成了非常紧密的互动关系。南京国民政府首都电厂（英文名称Capital Electricity Works）的前身先后为金陵电灯官厂、南京电灯厂。至首都电厂时期，已历经两次技术转型，从清末的一座小型电灯厂发展至大型官营都市企业。1930年代，首都电厂一跃成为当时国民政府官营的最大电厂，也标志着中国城市供电技术达到了新的阶段。

关于这家重要的电厂，王树槐依据建设委员会《公报》等史料，首次深入研究其在抗战前的十年历程[1]；郑会欣辨析该厂抗战前的私营化过程，提出了有启发性的见解[2]；束建民等也曾简述其技术改造的过程[3]。实际上，现存有关首都电厂的史料非常丰富。拟结合新近发现的线索，着重补缀其技术发展的概貌。

首都电厂诞生之初即为官营企业。关于近代官营企业的得失成败，学界已多有研究，多以经济史为主线稍带工业技术的话题。值得注意的是，李伯聪等从工程、工程体系和产业发展的新视角，诠释了南京国民政府时期，统制经济政策的转向和国有经济的扩张，官营（含国营与省营）企业在“三元格局”（国有、外资和民营）中对技术发展的复杂影响[4-5]。首都电厂在1937年私营化之前，长期作为第一大国有电厂，其经营理念的转变、工程设计、建设实施、业务推广均具有代表意义。从技术史的视角，分析该厂的两次技术升级，探讨都市建设与企业发展的互动。

1 金陵电灯官厂与照明用电

中国电力的引入与普及，与城市的发展关系密切。从1882年英国人迪斯（C.M.Dyce）等在上海设立电灯厂起，电力事业开始迅猛发展。当时以大中城市与工矿企业为用电集中地，小电厂林立，设备与技术均靠引进，以火电为主。1929年，中国汽轮发电机装机总容量约50 万kW，较之十年前增长5倍。据建设委员会该年的统计，全国发电厂总计704家。其中，民营523家，装机容量206 kW；官营17家，装机容量48 kW；外商经营与工矿自备的发电厂分别达35家和149家，装机容量分别为273 kW和308 kW。相较而言，外资电厂多为大电厂、用大发电机，虽电厂数量不足5%，但发电能力约占全国的三分之一；官营电厂不仅数量少，发电量也仅占5.7%。总体上，江苏省（含上海）电厂120 家，总装机容量63 504 kW，数量与能力均居国内第一，人才与配套工厂也较其他地区集中[5]。

首都电厂前身系清末在南京西华门的电灯厂，创立于宣统元年(1909年)。1907年筹办时，官府最初拟官督商办，但亨耀公司未能筹资，1909年时任江南财政局提调许星璧向两江总督张人骏提议，由农工商部调拨库银20 万两，在南京西华门外的旗下街建造电灯厂，主要供给江宁将军府与两江总督府衙门及其所属官署的晚间照明，因而定名“金陵电灯官厂”（下文简称金陵电厂），总办由许星璧兼任，系官办性质[6]。

金陵电厂属火力发电厂。最初的3 台125 kVA（早期兼用kVA与kW作发电机容量单位）单相交流发电机，各用165马力（约121 kW）直立复涨蒸汽引擎作动力源，设备由上海西门子洋行代购[7]。1910年，第1 台125 kVA 发电机组送电，次年冬整体工程告竣，即向南京供电[8]。金陵电灯官厂成为中国地方官办电气事业的开端之一。在业务上，电厂集发、供、用电于一身，1910年开始尝试将余电扩至民用照明，则是经营上的势在必行之举。电表普及之前，包灯计费为电厂主要的售电形式，厂方曾将“价目简章”刊于报纸[9]。两条2.3 kV 输电线路，分别向城中与城南地区800 户供电，可供给近万盏16 W灯每晚8小时之用，初步满足上层人士的公私照明之需。

2 南京电灯厂“一厂两所”与城市用电

市民用电很快成为维系金陵电厂运营的关键。民国初期，孙中山宣布了一系列振兴实业的方针，城市与工商业直接带动了电力工业的发展。1912年，金陵电厂由中华民国江苏省实业厅接管，改称“江苏省立南京电灯厂”[10]。其供电范围已辖三山街、中正街、三元巷、鼓楼、下关变压所5个配电处，变压器9台，计645 kVA，维护线路64里，杆木1178 根，用户约 1200 户，装灯约 2 万盏[7]。由于供电已超原有设计，城市用电却只增不减，供需矛盾导致灯光暗淡，责难蜂起。

电厂不得不实施首次技术升级，先是增装发电机组，后又建新发电所。1914年添加2 台100 kW单相发电机组；1919年考虑商户的需求，加装50、125 及270 kVA 发电机三座三相机组，各用70、165及365马力直立复涨蒸汽引擎传动。至此，西华门发电所共有容量820 kVA，较建厂初期有很大提升[7]。可是，下关商埠居民有万余家，商店数千户，供电能力依旧捉襟见肘。下关商民曾联名呈请交通部，要将电灯厂划归商办[11]。

当时，各方均看好在下关江边添设发电所。1919年12月1日，电厂与上海慎昌洋行签订购机合同，由该洋行承办安装美国奇异公司（通用电气公司）1 台1250 kVA 三相交流汽轮发电机。新电站于1920年发电，形成了“一厂两所”的格局。城内老电站为“江苏省立南京电灯厂西华门发电所”，新电站则为“江苏省立南京电灯厂下关发电所”。

这一时期的升级，已能提供三相交流电，说明在原有居民用户为主的基础上，开始为城区的工商用户供电。不过，南京工业用电的情况远远不及上海同期，后者的工业用电占比高达87.6%[12]。这也反映出两座城市工业实力的差异。另外，电厂的燃煤供应问题日益突出。开滦煤矿所产煤粉（屑）难于满足设备要求，另需部分日本长崎的崎户煤，掣肘发电能力的提升。

3 首都电厂与首都建设

1927年国民政府成立，统制经济政策推动了国有经济的扩张，以没收方式转为官营是当时常见的企业“转制”方式[13]。电灯厂即被作为“逆产”收归官营，改称“南京市电灯厂”，仍保持“一厂两所”结构。1928年4月南京市电灯厂划归国民政府建设委员会直管，更名为“建设委员会首都电厂”，属国有企业。后续的一系列技术改造表明，国有首都电厂的出现，不仅意味着供电能力的跃升，而且属于首都建设规划的一项重要内容。

国民政府定都南京后，党政军警机关用电攀升，人口骤增，同时市政建设、工商业发展快，其中的动力与热力用户的出现，更突显了发电、原料供应、设备维护、输电与配电等各环节不敷需求的窘况。当时，下关发电所每晚供电8500余度，耗煤量29 t，发电机组额定功率为1000 kW，实际过载作业至1200 kW，机件损伤隐患难消。西华门发电所供电只有前者的一半，但耗煤量却相同。厂方认为，机器设备过于陈旧，水渣厚积，效率低下[7]。在输电与配电环节，早期的导线过细，至线损过大，虽一度更换，仅去除了部分线路的积弊。西华门晚间最高负荷达400 kW，但线损率高达60%[14]。改用的表灯制，亦未能普及，私接偷电现象也加重了线路负荷，“电灯似‘鬼火’，时有时无”[15]。

（1）首都电厂的规划。

鉴于电力事业之于南京市的重要性，首都电厂及电力系统的建设被纳入到民国最重要的城市规划——《首都计划》之中，涉及电厂选址、工业发展、电线及路灯架设等多方面。

关于“最良”的电力厂选址，首都建设委员会认为，必须综合权衡经济、技术与公共安全三个方面。首都的供电主要解决城市中心、工业区与自来水等需求，而江心洲北端及夹江东岸地处居民中心区、工业区与自来水厂三处之间，且有水道适于煤运，因而有地利之便；在技术上，该区域也利于电厂生产用冷水之需；在安全上，江心洲一带设厂，高压电线可走城内东西林荫大道，减少电杆倒伏的风险，若下关设厂则需经城区干道中山路，且电厂靠近市区，易受煤烟沉降污染的影响。鉴于下关已具规模而不便迁移，因而，理想的方案是先在原厂原址基础上扩建，以后以江心洲北端为电力发展重心。至于首都的工业，《首都计划》建议重视重工业与轻工业的未来，扩充电力，多用电灯、电器，还应设厂制造。可见，首都电厂在筹划之中，被寄予厚望[16]。电厂分步实施了建设新厂、过江电缆、自来水厂通电、上新河通电、装置变周率（60 Hz 变50 Hz）、汉中路放线、新街口地下线路和新建配电所等重要工程[17]。尤以整备设备与改造线路、新建电厂与采购设备最为关键。然而，实际的改造与扩建，确有进展，却不尽理想。

（2）整理设备与改造线路。

建设委员会接手首都电厂，首先以整理机器及增设线路为最重要职责，着手“根本改造”电压质量差、损耗大及供电线路紊乱等弊病。西华门所的设备年久失修，实有发电能力仅300 kW 左右。两家发电所采取了废除不经济的汽轮机, 折旧处理部分锅炉与柴油机等措施，腾出空间添置先进的柴油机，进行技术升级[18-19]。电厂向慎昌洋行新购125 kVA、219 kVA 发电机各一台，各用180、270 匹马力柴油机传动（图1），均于1928年秋装机发电；次年，西华门所购置575 kVA 发电机一台，用700 匹马力柴油机传动；下关发电所则先后装置奇异公司制造的750 kW 汽轮发电机组和瑞士产1600 kW 汽轮发电机各一台（图2）[21]，发电所装机总容量达到3350 kW，两所发电容量共有4605.2 kW[20]。

图1 首都电厂柴油发电机

图2 首都电厂复式蒸汽引擎发电机

1930年代初，首都电厂协调周边地区数家企业自用小电厂，根据各方用电情形分段整理，部分区域改由其他电厂供电，全市电力分布得以稍有平均。1931年冬，电厂敷设长江第一条15 kV、容量2000 kVA 过江电缆，与浦口电厂连接；同年，又向自来水厂借电800 kW[22]；与津浦铁路局浦口电厂签订购电700 kW合同，次年9月由浦口电厂以6.6 kV向江南下关电厂送电[21]。

针对接管前杆线错乱、路线损失大而致使电压降低，以及下关、城内龙王庙及城南区域配电与馈电数种电压、系统紊乱的情况，整理方案主要是分清馈电区域和统一配电电压[23]。其中下关至龙王庙6.6 kV改为13.2 kV，是较大的输电工程[24]。由于输电线路、变压器等破坏甚多，偷电严重，输电60%损失在偷电、漏电[25]，限于资金，4 kV 馈电线仅装于主要街道，偏僻支路的设备只能从简，不能按照标准改造[26]。经过整理与改造，首都电力供给较前改善很多，稍解燃眉之急。

（3）新建电厂一期工程与外商主导设备采购。

为应对首都未来发展，建新电厂、添购大量机器，实不容缓。更何况，数年内生活用电、工农业用电（丝织、造冰、锯木、电镀、印刷、水泥、酿酒、蛋粉、灌溉等）、电气交通以及农田灌溉必有进一步增长[27]。然因时局多故，经费支绌，又出现厂基问题，导致一再迁延。直到1930年，建设委员会发行八年短期电气公债，筹集资金建立新厂[7]。公债由国内各大银行协助承销，德商西门子洋行参与新厂工程。新厂仍设在下关，占地15亩有余，计划发电容量5万kW，分两期完成，抗战前实际装机容量3万kW。

1931年起实施一期工程,主要内容是安装2 台5000 kW汽轮发电机和2台锅炉[27]，从设计到订货、从安装到投运，均被德方为首的外商操纵，电厂不能自主[28]。西门子公司负责设计并提供发电设备，锅炉由德国包捷克公司（Borsig）供货，英国拔柏葛公司（Babcock&Wilcox）公司负责配套高低压汽管、蒸馏器与输煤器等[7]。2 台交流发电机与电轮机直接连接，转速3000 r/m，频率50 Hz，励磁电压110 V，励磁机出力33 kW；2台锅炉为蒸发量28t/h的链条炉，各配2 台吹风机；锅炉室内运煤设备为皮带式运煤机，每小时可运煤40 t。由于新厂输出电压13.5 kV、50 Hz，旧厂发电机输电为2300 V 电压、60 Hz,需经2500 kW 变周波机变为50 周波，再将电压升至13.8 kV，与新厂母线相连送电。

1932年“一·二八”之前，发电设备及输配电线路设备大体完成。1933年建设委员会派员验收，1号和2 号锅炉及汽轮发电机全部正式供电[29]。由此，南京地区全部由下关发电所供电，原西华门发电所改为首都电厂西华门营业所，停止发电[30]。厂外输电线路进行了分段整理和扩充，较大的工程包括：下关至龙王庙由6.6 kV提升至13.2 kV，与津浦铁路浦口电厂接通输电线路，便于电力互供[7]。如此，全城供电得以平衡。

（4）新建电厂二期工程与自行工厂设计、设备采购。

1933年开始实施二期工程，初定安装1 台1 万kW 汽轮发电机组,因1935年冬与江南水泥厂签订供电合同，决定多添购1台机组。鉴于一期工程从设计到订货、从基建到安装整个过程全部由外方把持，厂方不能自立，陆法曾总工程师主动谋划，承担2 万kW 汽轮发电机组整套规范书的自行确定、设备选型与生产设计。

1934年设备订货实施国际招标，这也是中国大型电厂首次自主尝试工厂设计与设备招标。陆法曾组织技术人员，分锅炉、汽轮发电机、凝汽器、电气控制设备和吊煤机5个专业组，经半年审核[31]，选择符合设计要求的设备，并配套成龙。中标机构与设备主要有：美国燃烧工程公司制造的886 m2锅炉和50 t/h煤粉炉；美国KVST公司制造的磨煤机、吸风机、送风机；美国福斯公司制造的高压汽水管、阀门及隔热设备；德国西门子公司的1万kW汽轮发电机和变压器、电动机及低压控制设备；英国茂伟电机厂制造的凝汽器、凝水泵和抽水机及13.5 kV 最高电压的电气控制设备；英国福开森配林公司生产的2.3 kV 高压电气设备及厂用电动机；英国斯可达制造厂生产的吊煤机；英国开能达公司生产的所有厂用电缆，计13.5 kV、2.3 kV及380 kV三个电压等级共18 种[32]。1934年添购的第1 台1万kW 发电机及2台锅炉，于1936年9月装竣发电。

这两期新厂工程带来发电、供电、用电和区域电网等多方面的变化包括：首先，供电能力显著改善，电厂旧设备一律拆除，新设备虽未完全投产，但1937年的发电量已达8755万kW·h，比十年前增长了12.56 倍；而且供电、配电的电压标准得以统一，以13.5 kV 电压输电，以 4k V 和2.3 kV 电压馈电，以380 V和220 V电压供电；已能够适应重化工业用电需求，如向永利化学工业公司、中国水泥厂与江南水泥厂等用电大户送电；尝试供给临近村邑农用电，如1935年建成中华门至江宁自治实验县土山镇的13.2 kV 线路，水站29 座，17 匹马力电动机29部，约5万余亩稻田实现电力灌溉，用水成本大为缩减，且解水患、增收成[7,33]；区域电网的建设也初见成效，由电厂设计和架设的当时关内电压最高的66 kV、总容量1.5万kVA京龙线，向龙潭中国水泥厂送电；不久又建京汤线，向汤山供电，同时与句容电厂连通；在经营方面，取消包灯制，完善了抄表收费；用户增至47739户，最高负荷达1.88万kW，全年供电量7122.6 万kW·h，其中工商业用电占全部用户实用总电度半数以上，足见其勃兴[11]。

（5）抗战及战后首都电厂的衰落。

大型电力设备的采购与安装周期长，首都电厂的扩展工程先后受到资金不足、管理易手和日本侵华等因素的严重影响。本来欲新建大型电厂以应新都需要，实际却缓不济急，无补于时局。1937年,国民政府建设委员会以70%股权（17万元）卖给“中国建设银公司”，其余30%交“经济部”，由官办改为所谓“官商合办”，控制权被宋子文资本集团掌握，归入其扬子电气股份有限公司经营管理。因抗战爆发，部分设备西迁，电厂的1 台750 kW 和1 台1600 kW 发电机组先后拆往西安西京电厂。当年6月，电厂被日伪“华中水电股份有限公司”强占。二期工程的第2台机组被迫改用日立电气制作所的电气控制设备。日军占领首都电厂后，实行掠夺性生产，发供电设备遭到严重破坏，供电能力不足1万kW，且物资材料被掠夺，京龙线和中央门、栖霞山变电所以及通往江宁、句容的13.2 kV线路被毁，首都电厂衰落萧条。

抗战胜利，还都南京，首都电厂重归扬子电气股份有限公司经营，陆法曾兼任厂长和总工程师，打算恢复并扩增发电能力。厂方先征用兵工署等机构战时用的小型发电机，作为临时举措[15]。此后，电厂订购了美国万国燃烧工程公司50 t/h蒸汽锅炉一套、美国奇异公司5万kW发电机一台，力保南京公用事业以及永利硫酸錏厂、新安纱厂、金陵兵工厂、中央无线电器材厂、中央有线电器材厂、中央绝缘器材厂、中央化学工业厂等大中型工业用户。相比战前，装备、发电量和技术水平并未有显著起色。1949年4月南京解放，首都电厂由市军事管制委员会接管，更名为南京电厂，开启新的发展之路。

4 结语

首都电厂40年，历经清末总督府官办、北洋政府省立、国民政府建设委员会直管、日占当局控制与扬子电气公司官商合办等阶段，总体呈现出三个显著的特点。

第一，首都电厂的发展深受南京的都市化进程的影响。环顾世界，作为第二次工业革命引擎的电力技术，始终伴随着工业化与城市化的进程。同样，抗战前苏沪一带城镇集中、工业发达，特别是国民政府定都南京，直接将该厂的未来纳入《首都计划》的蓝图，融入后续的首都建设之中，进一步促使其技术改造与水平提升。而随着南京沦陷，人口锐减、首都与工业内迁，时局的动荡又导致电厂后期发展乏力。

第二，企业的技术水平保持较快的上升势头,但速度远追不上都市化进程的需求。在战前二十余年内，其发电量由小到大，直至初步供给全市；供电由单相到三相，电网逐步向区域性发展；用户群从早期的单一照明用电，到公用事业用电，直至满足国家枢纽机构，以及重化学工业企业等用电大户的需求，过程颇为不易。受益于多年的高投入和技术引进，该厂抗战前的技术人员，已初步具备自主工厂设计、设备选型等能力，形成了稳定的技术力量。

不过，首都电厂技术与设备长期处于落后与疲于应对的状态。究其原因，一方面电力技术日新月异，而电厂实力存在显著差距；另一方面，都市发展快，而国内能源需求与资源供给之间存在着区域不平衡。首都电厂所处的江淮地区煤炭资源不济，而开滦矿的产品质量不佳，厂方不得不长期需进口日本川崎煤粉，1931年开始因“提倡国煤”，改由山东华德中兴煤矿公司每月供应1000 吨，但仍不能解决根本问题[34]。可以想见，东部发达地区煤炭资源与火力发电厂技术规模增长之间的矛盾，势必越来越突出。在没有重大的技术突破或技术转型的前提下，一直寄望于增量型技术改造的首都电厂，难以支应南京及周边地区的发展。

第三，官营企业的技术发展受到民国政治与经济体制的制约。民国时期，经济与工业基础薄弱，煤炭、电机与电器等方面未形成良性的上下游产业链。首都电厂虽系官营，却长期过度依赖进口的原料、设备与技术，自主技术能力的形成明显滞后。电力既是民生行业、公用事业，也是资金密集的高技术产业。首都电厂在发展中，重投入、轻效益，技术与资本未能形成良性循环，自我供血能力弱，“机力不敷，经费无着”的局面始终未获解决良策。吏治腐败又使得官营的电厂终落财阀之手，事实上助长了官僚资本对民生行业的垄断，也削弱了城市电力的公用事业属性。

致谢：感谢中科院自然科学史所孙烈研究员提供资料线索并对论文的撰写、修改提出宝贵建议。