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2025年4月，河北撫寧抽水蓄能電站迎來建設里程碑——首臺機組首節(jié)尾水肘管順利完成吊裝，標志著項目正式進入主機設備安裝階段。這一進展不僅是國家能源局“十三五”規(guī)劃重點項目推進的關(guān)鍵突破，更是我國抽水蓄能領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新與工程實踐的重要體現(xiàn)。該電站總裝機容量120萬千瓦，總投資80.59億元，計劃2027年實現(xiàn)首臺機組投產(chǎn)，2028年全面投運，投運后年發(fā)電量達16.06億千瓦時，年抽水電量21.41億千瓦時，將為華北電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、儲能等核心功能提供重要支撐。
工程概況與技術(shù)參數(shù)
河北撫寧抽水蓄能電站位于河北省秦皇島市撫寧區(qū)燕山南麓，距京津地區(qū)直線距離約200公里。樞紐工程由上水庫、下水庫、輸水系統(tǒng)及地下廠房系統(tǒng)四部分組成，總占地面積約197.25公頃。上水庫設計正常蓄水位762米，調(diào)節(jié)庫容1120萬立方米；下水庫依托龍門灘水庫支流建設，正常蓄水位325米，調(diào)節(jié)庫容1360萬立方米。兩庫水平距離3180米，額定水頭388米，距高比7.28，能量轉(zhuǎn)化效率設計值75%。電站安裝4臺單機容量30萬千瓦的可逆式水泵水輪機組，轉(zhuǎn)輪直徑4.1米，額定流量135立方米/秒，配套日調(diào)節(jié)系統(tǒng)，滿發(fā)時長9小時，抽水功率1280兆瓦，工況切換時間15秒。電力接入方案采用2回500千伏線路接入京津及冀北電網(wǎng)主網(wǎng)架，線路總長78公里，導線型號為JL/G3A-900/75鋼芯鋁絞線，最大輸送容量2400兆伏安。
地下廠房建設與施工突破
作為電站“心臟”的地下廠房工程已全面完成開挖，總開挖土石方量約18萬立方米，相當于72個標準游泳池容積。地下廠房呈“一”字形布置，總長164米，最大開挖高度54.5米，跨度26.5米，分7層采用分層分塊施工工藝。施工過程中揭露斷層破碎帶3處，最大寬度2.8米，采用超前管棚支護結(jié)合雙液注漿加固方案，注漿壓力3-5兆帕，滲透半徑達2.8米，巖芯采取率91.2%，巖石質(zhì)量指標（RQD）平均82.4%。施工團隊創(chuàng)新應用硬巖隧道掘進機（TBM）技術(shù)，采用世界首臺大直徑超小轉(zhuǎn)彎半徑TBM“撫寧號”，開挖直徑9.53米，設計轉(zhuǎn)彎半徑90米，整機總長85米，總重1700噸。該設備在交通洞、通風兼安全洞施工中實現(xiàn)月進尺320米，較傳統(tǒng)鉆爆法效率提升40%，并攻克了洞室群最小轉(zhuǎn)彎半徑90米、縱向坡度-9.02%—+6%的技術(shù)難題，填補了超小轉(zhuǎn)彎半徑隧洞機械化施工的空白。
主機設備安裝關(guān)鍵技術(shù)
首臺機組尾水肘管吊裝標志著機電安裝工程全面啟動。該肘管采用高強度合金鋼鑄造，單節(jié)重量82噸，安裝精度要求軸向偏差≤1.5毫米、徑向偏差≤2毫米。施工團隊應用激光跟蹤儀與三維建模技術(shù)，實現(xiàn)吊裝過程毫米級精度控制。機組軸線校準采用全站儀與水力軸線測量系統(tǒng)，確保轉(zhuǎn)輪中心與發(fā)電機定子同心度偏差≤0.05毫米；壓力鋼管焊接總長3180米，管徑6.8米，壁厚32毫米，采用X80級鋼板，焊縫超聲波探傷一次合格率99.3%；調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試中，數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)響應時間≤0.2秒，負荷波動控制精度±0.5%。
生態(tài)保護與資源利用
項目嚴格執(zhí)行《河北省生態(tài)環(huán)境保護條例》，實施四大生態(tài)工程：剝離表層土42萬立方米，建設5處防塵網(wǎng)全覆蓋臨時堆存場，配套噴淋抑塵設施；布設三維植被網(wǎng)18萬平方米，種植狗牙根、百喜草等耐旱植物，覆蓋度達95%；建設魚類增殖站1座，規(guī)劃年放流倒刺鲃、光倒刺鲃等土著魚苗50萬尾；地下廠房安裝雙層隔音門，隔聲量35分貝，廠界噪聲晝間≤55分貝，夜間≤45分貝。施工廢水處理系統(tǒng)設計日處理能力1200立方米，采用“絮凝沉淀+活性炭吸附”工藝，懸浮物去除率≥98%，化學需氧量（COD）排放濃度≤50毫克/升，優(yōu)于國家一級A標準。
經(jīng)濟效益與電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力
工程靜態(tài)投資67.5億元，動態(tài)總投資80.29億元，其中機電設備及安裝工程占比34.6%（23.3億元），施工輔助工程占比22.1%（14.9億元）。經(jīng)濟評估顯示，在容量電價650元/千瓦·年、電量電價0.25元/千瓦時的政策下，項目全生命周期內(nèi)部收益率（IRR）達6.8%，投資回收期22年。電網(wǎng)調(diào)節(jié)方面，電站投運后可提升華北電網(wǎng)調(diào)峰容量4.3%，平抑80萬千瓦級功率波動的時間縮短至15秒，9小時持續(xù)放電能力可滿足秦皇島市全域（2024年最大負荷185萬千瓦）2.6小時的電力需求，顯著增強電網(wǎng)事故備用能力。配套建設的砂石骨料加工系統(tǒng)設計產(chǎn)能1200噸/小時，可滿足工程75%的骨料需求；施工供電新建10千伏線路28公里，安裝3150千伏安變壓器8臺，供電可靠率99.98%。
工程組織與技術(shù)創(chuàng)新
項目建設團隊攻克多項技術(shù)難題，形成三大創(chuàng)新成果：超小轉(zhuǎn)彎半徑TBM施工體系研發(fā)變縱坡小轉(zhuǎn)彎隧洞渣料運輸系統(tǒng)，實現(xiàn)90米轉(zhuǎn)彎半徑隧洞群連續(xù)掘進，較傳統(tǒng)工法效率提升40%；數(shù)字孿生管控平臺基于BIM+GIS技術(shù)構(gòu)建工程三維模型，實時監(jiān)控21個作業(yè)面施工進度與資源調(diào)度，材料浪費率降低18%；微震監(jiān)測預警系統(tǒng)在地下廠房頂拱布設32個傳感器，預警巖體變形精度達毫米級，累計規(guī)避施工風險47次。截至2025年4月，項目累計投入管理人員228人、作業(yè)人員417人，完成場內(nèi)道路建設28公里、地下廠房開挖18萬立方米、壓力鋼管制作安裝3200噸。
審查驗收與質(zhì)量管控
國家能源局組織專家對可行性研究報告進行審查，確認設計方案符合《抽水蓄能電站工程設計規(guī)范》要求。施工質(zhì)量管控體系涵蓋材料檢測、工藝標準與安全監(jiān)測：鋼筋、混凝土等主材抽檢合格率100%，壓力鋼管焊縫無損檢測一次合格率99.3%；地下廠房開挖輪廓面半孔率≥90%，超挖控制≤15厘米；布設收斂計、多點位移計等監(jiān)測設備236套，頂拱最大變形值7.3毫米，低于設計允許值12毫米。
