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解碼金沙江上“白鶴灘”

來源:全球起重機(jī)械網(wǎng)??人氣:1491
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     在建規(guī)劃全球榜首、單機(jī)容量國際榜首、裝機(jī)規(guī)劃全球第二……本年6月28日,一陣歡呼聲中,金沙江白鶴灘水電站的左右兩岸兩臺百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組高速轉(zhuǎn)動(dòng),首批機(jī)組正式投產(chǎn)發(fā)電。

    白鶴灘水電站是國家能源戰(zhàn)略布局“西電東送”的骨干電源點(diǎn),是長江防洪體系的重要組成部分。在工程施工制作中,工程人員們霸占多項(xiàng)國際級難題,發(fā)明了多項(xiàng)紀(jì)錄。與此一起,全球單機(jī)容量最大功率百萬千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組投產(chǎn),完結(jié)了我國高端裝備制作的重大突破,標(biāo)志著我國大型水電工程制作完結(jié)從“我國制作”到“我國發(fā)明”的歷史性跨過。

    在建規(guī)劃國際最大

    300米級大壩無一毫米級溫度裂縫

    從1991年開始白鶴灘梯級電站制作的前期研討,到2004年白鶴灘水電站全面啟動(dòng)可行性研討,從2010年正式籌建,再到本年5月31日大壩全線澆筑到頂,閱歷三十載艱苦磨礪,白鶴灘水電站終于迎來首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。

    作為國際上目前在建規(guī)劃最大的水電工程,白鶴灘水電站是金沙江下流四個(gè)水電梯級——烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩中的第二個(gè)梯級,在制作中發(fā)明了多項(xiàng)國際紀(jì)錄:地下洞室總長217公里,地下洞室群規(guī)劃國際榜首;攔河拱壩高289米,相當(dāng)于100層樓高,為國際第三;最大泄洪量到達(dá)每秒42348立方米,6分鐘即可灌滿整個(gè)西湖,樞紐泄洪功率國際第三。

    據(jù)三峽集團(tuán)董事長雷鳴山介紹,白鶴灘水電站核心技術(shù)均為自主研制,“2022年7月悉數(shù)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電后,白鶴灘水電站將成為僅次于三峽水電站的國際第二大水電站。”
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    在群山峽谷之中制作水電站,發(fā)電廠房建在哪?怎么讓每臺高50米、分量超8000噸的水輪發(fā)電機(jī)組安臥其間?對此,三峽集團(tuán)白鶴灘工程制作部主任汪志林介紹,水電站的引水發(fā)電體系設(shè)備被安頓在兩邊山體專門開挖的地下洞室中,地下洞室開挖量達(dá)2500萬立方米,“足夠填滿2個(gè)西湖”。

    與此一起,左右岸的引水發(fā)電體系共安置了超越160條隧洞,由進(jìn)水口、壓力管道、尾水隧洞、尾水出口等建筑物組成,加上各種廊道、管道,然后構(gòu)成一個(gè)龐大的地下洞室群。而左右兩岸的地下廠房長達(dá)438米,高度近90米,相當(dāng)于30層樓高,跨度34米,也是國際之最。這里,正是16臺百萬千瓦機(jī)組的“棲身之地”。

    施工制作中,工程人員還霸占了300米級特高拱壩溫控防裂的國際級難題。

    “白鶴灘水電大壩最大壩高289米,全體方案澆筑低熱混凝土803萬立方米,規(guī)劃巨大。”三峽集團(tuán)白鶴灘工程制作部黨委書記何煒說,大體積混凝土的溫控防裂一直是工程界的難題?;炷林械乃嗨磻?yīng)會發(fā)生熱量,使得混凝土澆筑后溫度上升,之后再緩慢冷卻到環(huán)境溫度。如果不采納有用的溫控辦法,任由混凝土熱脹冷縮,難免會發(fā)生裂縫。

    而白鶴灘水電站大壩做到了沒有一條毫米級的溫度裂縫。何煒介紹,這一方面得益于“北斗”體系的助力,另一方面得益于自主研制的低熱水泥。為完結(jié)“無縫”目標(biāo),工程人員使用北斗導(dǎo)航體系完結(jié)對澆筑階段的實(shí)時(shí)監(jiān)控、全面感知。而為從源頭上處理溫度裂縫問題,白鶴灘特高拱壩選用我國自主研制的低熱水泥,有用操控混凝土最高溫度,防止混凝土溫度裂縫。

    智能制作體系

    破解國際超大“泄洪消能”難題

    很多混凝土澆筑條件下,怎么完結(jié)智能制作,是三峽集團(tuán)白鶴灘工程制作部工程師劉春風(fēng)一直關(guān)注的要點(diǎn)。得益于長期的水電工程制作經(jīng)歷,在白鶴灘水電站制作過程中,智能制作體系給每一倉混凝土原材料配上“身份證”,完結(jié)智能配比和可追溯。

    如今,盯著體系,輕點(diǎn)鼠標(biāo),大壩施工全過程數(shù)據(jù)、科研成果等模塊便順次展開。劉春風(fēng)介紹,體系完結(jié)了全天候不間斷,迅速回應(yīng)著動(dòng)態(tài)監(jiān)督、評價(jià)預(yù)警、終端推送等多方需求,保證最客觀、最直接的數(shù)據(jù)助力現(xiàn)場科學(xué)決策。

    在安全安穩(wěn)的地下洞室開挖完結(jié)之后,怎么保證大體積混凝土澆筑的質(zhì)量則是工程人員考慮的要點(diǎn)。“地下廠房橋機(jī)最大起分量達(dá)1300噸,牽引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪吊裝時(shí),需求巖壁梁來承當(dāng)這樣巨大的荷載。”汪志林說,如果巖壁梁混凝土澆筑不密實(shí)不緊固,后果不可思議。

    為了戰(zhàn)勝挑戰(zhàn),工程人員將白鶴灘地下洞室的建筑物外立面做到了“免裝飾”水平。汪志林介紹,“免裝飾”就是外立面潤滑細(xì)膩,混凝土直接澆出,后期不用裝飾就已有陶瓷般的觸摸感。這得益于工程人員在澆筑模板選型、結(jié)構(gòu)安置等方面的精益求精。“比方模板的選擇,常規(guī)的鋼模板能夠重復(fù)使用,可一旦模板變形,便會導(dǎo)致澆出的混凝土坑坑洼洼。”為此,制作者們選用了只可使用兩次的模板,以此保證澆筑的平整與潤滑。

    金沙江流域降水年內(nèi)分配極不均勻,年降水首要會集在5至10月,可占到年降水量的80%以上。白鶴灘拱壩坐落金沙江上的河谷狹隘處,汛期來勢兇猛的強(qiáng)降雨匯入金沙江后,洪水向大壩奔涌而來。最大泄洪量每秒42348立方米,下泄落差高達(dá)190米,9萬兆瓦的能量需求消剎。如此大的“泄洪消能”,在國際上難度也最大。

    為處理窄河谷、大泄量條件下泄洪消能等問題,負(fù)責(zé)規(guī)劃的華東勘察規(guī)劃研討院選用壩身孔口和岸邊泄洪洞聯(lián)合泄洪的方法進(jìn)行泄洪。工程師們通過對壩身最大泄量的深入研討,合理確定了壩身與岸邊泄洪洞之間的泄量分配比例。針對壩身泄洪消能,工程師們在綜合剖析下流河床承受能力、壩身孔口安置方法、壩身開孔對壩體結(jié)構(gòu)影響等因素的基礎(chǔ)上,通過很多水工模型試驗(yàn)驗(yàn)證,決定選用“壩身兩層孔口”的安置方案,將壩身孔口的最大泄量操控在30000立方米每秒,泄洪建筑物超泄能力強(qiáng)、運(yùn)行可靠性高,有用處理了超大泄洪規(guī)劃不對稱拱壩壩身泄洪消能的技術(shù)難題。

    “零配重”百萬千瓦機(jī)組

    助力碳達(dá)峰碳中和

    據(jù)了解,白鶴灘水電站裝機(jī)總?cè)萘?600萬千瓦,左右兩岸別離裝置8臺100萬千瓦水電機(jī)組。6月28日,首批2臺機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。

    據(jù)研制發(fā)電機(jī)組的東方電機(jī)有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,白鶴灘水電站單機(jī)容量為百萬千瓦,是國際上單機(jī)容量最大的水電機(jī)組。水輪機(jī)最優(yōu)功率到達(dá)96.7%,發(fā)電機(jī)額外功率超越99%,是國際上功率指標(biāo)最高的水輪發(fā)電機(jī)組。

    一起,機(jī)組定子繞組溫升不超越63K,轉(zhuǎn)子繞組溫升不超越58K,為水電行業(yè)最嚴(yán)厲的溫升操控水平;額外電壓24千伏,為水電行業(yè)最高電壓等級。

    發(fā)電機(jī)組核心部件完結(jié)了智能制作。東方電機(jī)有限公司工藝部相關(guān)負(fù)責(zé)人鄒應(yīng)冬介紹,白鶴灘發(fā)電機(jī)核心部件定子線棒、轉(zhuǎn)子線圈、定子沖片的出產(chǎn)制作,選用了數(shù)字化車間出產(chǎn),出產(chǎn)功率大幅進(jìn)步,運(yùn)營成本大幅降低,產(chǎn)品研制周期大幅縮短,產(chǎn)品不良品率和能耗大幅降低。

    與以往不同,此次運(yùn)行機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件由上萬個(gè)零部件構(gòu)成,重達(dá)2600噸,但在總裝后卻完結(jié)了“零配重”,成為全球首個(gè)巨型水輪發(fā)電機(jī)組不需試運(yùn)行配重即滿意精品指標(biāo)的案例,也是水電史上首個(gè)“零配重”機(jī)組。

    東方電機(jī)白鶴灘項(xiàng)目部現(xiàn)場負(fù)責(zé)人冷建華介紹,百萬千瓦機(jī)組由轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)子、主軸等組成,上萬個(gè)零部件拼裝。“這些零部件如果不是一個(gè)機(jī)床出產(chǎn)的,或許都會呈現(xiàn)纖細(xì)的分量差別,那么轉(zhuǎn)起來就會呈現(xiàn)力矩不平衡誤差,需求‘配重’之后才干進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)。”冷建華說,但白鶴灘百萬千瓦機(jī)組完結(jié)了“零配重”,幾乎沒有力矩不平衡,說明在研制規(guī)劃、制作加工、裝置誤差操控上均做到了極致。

    值得注意的是,水電站的水輪發(fā)電機(jī)組零部件已悉數(shù)完結(jié)國產(chǎn)化。據(jù)介紹,東方電機(jī)充分總結(jié)以往經(jīng)歷,形成了包含機(jī)組總體規(guī)劃、轉(zhuǎn)輪研制、核心部件制作、磁極繞組空內(nèi)冷技術(shù)、低損耗軸承技術(shù)、24千伏絕緣體系、平衡受力新型轉(zhuǎn)子支架開發(fā)等一系列自主知識產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù)。

    “水電站徹底建成后,年均發(fā)電量約624億千瓦時(shí),每年可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤1968萬噸,減排二氧化碳5160萬噸。”汪志林說,這對于我國如期完結(jié)2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和目標(biāo)將發(fā)揮重要作用。我國三峽集團(tuán)官網(wǎng) 作者:王永戰(zhàn)

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    白鶴灘水電站

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