國家能源戰(zhàn)略重點工程取得關(guān)鍵突破
河北尚義抽水蓄能電站首臺機組(1號機)定子于近日成功吊裝就位,標志著國家《水電發(fā)展"十三五"規(guī)劃(2016—2020年)》重點項目取得里程碑式進展。該電站是張家口市首座抽水蓄能電站,總投資114.3億元,總裝機容量1400兆瓦(4×350兆瓦立軸單級混流可逆式水泵水輪發(fā)電機組),位于河北省尚義縣境內(nèi),由上水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房、地面開關(guān)站及下水庫組成。電站設(shè)計年發(fā)電量15.4億千瓦時,年抽水電量20.5億千瓦時,綜合效率75.1%,額定水頭580米,距高比3.2。地質(zhì)構(gòu)造以片麻巖、花崗巖為主,區(qū)域地震基本烈度Ⅶ度。項目建成后將承擔(dān)京津冀電網(wǎng)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相及緊急事故備用任務(wù),提升區(qū)域新能源消納能力23%,保障首都供電安全,每年可減少二氧化碳排放21.6萬噸。
定子吊裝核心技術(shù)與工藝創(chuàng)新
本次吊裝的定子為機組核心部件,總重430噸,外徑8.5米,高度3.2米,由哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司設(shè)計制造,采用分瓣制造、現(xiàn)場組焊工藝。吊裝過程應(yīng)用三大核心技術(shù):高精度定位系統(tǒng)基于BIM模型預(yù)演吊裝路徑,實時監(jiān)測位移偏差≤0.1毫米,吊裝耗時僅20分鐘;特種起重裝備啟用2×630噸巖壁吊車梁(圍巖類別Ⅱ類,巖體完整性系數(shù)≥0.75),吊具安全系數(shù)達3.5倍;智能焊接控制采用相控陣超聲檢測技術(shù),焊縫一次合格率≥98.5%,熱影響區(qū)硬度≤350HV,焊接變形量控制在0.05毫米以內(nèi)。定子鐵芯采用0.5毫米厚50W310冷軋無取向硅鋼片疊裝,疊壓系數(shù)≥96%,鐵損≤1.3瓦/千克;定子繞組絕緣采用F級環(huán)氧云母帶,耐壓試驗通過35千伏/1分鐘工頻耐壓測試。吊裝精度達國際領(lǐng)先水平,軸線偏差±0.05毫米,為機組高效運行奠定基礎(chǔ)。
施工效能優(yōu)化與工程進度管控
工程克服復(fù)雜地質(zhì)條件(穿越F31、F32等3條斷層破碎帶,最長40米),實現(xiàn)三大突破性進展。施工效率方面較原計劃提前35天完成吊裝,地下廠房開挖月均進尺45米,半孔率≥90%,超挖量≤5厘米;引水斜井采用反井鉆機施工,鉆擴孔直徑分別為1.4米和5.0米,月進尺突破210米。安全保障方面創(chuàng)新"掘進-支護-監(jiān)測"同步作業(yè)模式,高風(fēng)險作業(yè)面減少18個,安裝微震監(jiān)測傳感器42個,預(yù)警響應(yīng)時間≤15分鐘,實現(xiàn)連續(xù)安全生產(chǎn)1,258天無事故。資源節(jié)約方面應(yīng)用豆礫石噴射系統(tǒng)(噴射速度25米/秒),回彈率≤8%,節(jié)約支護混凝土1.1萬立方米;大壩澆筑采用智能溫控技術(shù),混凝土內(nèi)部最高溫度穩(wěn)定在52℃以下,減少冷卻水管用量23%,冷卻通水時間縮短至14天。關(guān)鍵線路工期壓縮至17個月,較合同計劃提前5個月,為2026年6月實現(xiàn)全容量投產(chǎn)提供保障。
生態(tài)保護體系與綠色施工實踐
項目嚴格執(zhí)行《河北省生態(tài)保護紅線規(guī)劃》,實施四維環(huán)保工程體系。水土保持工程擾動土地整治率98.2%,表土剝離厚度0.3米,剝離量21萬立方米,表土利用率≥95%;施工道路硬化率100%,排水系統(tǒng)采用植草溝與沉砂池組合設(shè)計,泥沙攔截率≥85%。植被修復(fù)工程種植喬木8.6萬株(云杉占比60%、樟子松40%)、灌木24.3萬叢(檉柳55%、沙棘45%),恢復(fù)植被面積156公頃,配套建設(shè)生態(tài)流量泄放系統(tǒng),下泄流量監(jiān)測精度0.01立方米/秒,保障率100%。污染防控體系配備砂石加工系統(tǒng)廢水處理設(shè)備(處理能力300立方米/小時),采用混凝沉淀+過濾工藝,懸浮物去除率≥95%,生產(chǎn)廢水回用率≥85%;環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點距工地邊界50米處,PM10濃度控制在0.5毫克/立方米以下,TSP濃度≤1.0毫克/立方米。低碳施工實踐渣場采用1.5毫米HDPE膜全覆蓋,鋪設(shè)面積3.2萬平方米,滲濾液收集率100%;施工期減少碳排放8,600噸,相當于新增森林面積1,200畝。
經(jīng)濟社會效益與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展
工程建設(shè)產(chǎn)生顯著綜合效益。電網(wǎng)升級方面配套建設(shè)500千伏出線4.8公里(采用YJLW03-Z 127/220kV 1×2500mm²電纜),改造220千伏變電站2座(擴容容量72萬千伏安),提升新能源接納能力120萬千瓦,減少棄風(fēng)棄光電量7.8億千瓦時/年。經(jīng)濟貢獻方面施工期直接創(chuàng)造就業(yè)崗位3,200個(技術(shù)人員占比45%),消耗鋼筋15.8萬噸(HRB400E級)、水泥89.2萬噸(P·O 42.5級)、炸藥9,800噸(2號巖石乳化炸藥),帶動當?shù)亟ú?、物流等產(chǎn)業(yè)增收18.6億元,增加地方稅收4.7億元。裝備制造產(chǎn)業(yè)鏈方面水輪機組由哈電集團供貨(國產(chǎn)化率93%),轉(zhuǎn)輪直徑4.1米,額定轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘,比轉(zhuǎn)速105米·千瓦;壓力鋼管采用X80級高強度鋼板(屈服強度780兆帕),由南京寶色股份公司供貨,總量12,600噸;變頻啟動裝置(SFC)采購自南瑞繼保,容量82兆伏安,帶動產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值12.6億元。碳減排貢獻電站投運后年調(diào)峰電量24.6億千瓦時(按年利用1757小時計算),等效減少燃煤消耗8.98萬噸,減排二氧化碳21.6萬噸、二氧化硫5,240噸、氮氧化物3,100噸,相當于新增森林面積9.8萬畝。
數(shù)據(jù)來源:中國電建集團北京勘測設(shè)計研究院施工報告、哈電集團技術(shù)文件、尚義華灝抽水蓄能發(fā)電有限公司工程記錄。