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中国三峡集团:建设世界最大清洁能源走廊 实现“水电引领”

2022-10-20 15:02 来源:国资委网站 次阅读
 
中国三峡集团:建设世界最大清洁能源走廊 实现“水电引领”

党的十八大以来的十年,是中国水电事业高质量发展勇攀世界高峰的十年。

三峡集团承前启后,带动水电全产业链攻坚克难,实现了水电装备自主设计、自主制造和重要材料的全国产化,走出了一条具有三峡特色的创新之路。今天的三峡集团,已通过建设运营世界最大清洁能源走廊,成为名副其实的水电原创技术“策源地”。

接续开拓发展 实现“水电引领”

三峡工程建成后,三峡集团挥师西进,启动金沙江下游梯级水电站开发建设。面对金沙江得天独厚的水能资源,三峡集团联合国内水电装备设计制造企业,在水电重大技术装备领域不断刷新纪录。2012年,向家坝水电站首批机组投产发电,国产机组成功实现70万千瓦向80万千瓦的跨越。


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航拍向家坝水电站


2021年6月28日,白鹤滩水电站首批100万千瓦水轮发电机组顺利投产,在引领世界水电发展征程上实现了新突破。

机组容量提升的背后,是新材料、新工艺、新设备和新技术的全面研发与应用,是贯穿设计开发、材料采购、加工生产、部件装配、出厂验收到机组运行维护的技术创新和管理创新。

随着金沙江下游四座梯级电站相继投产,我国水电重大装备实现跨越式发展。三峡集团突破并掌握了70万千瓦至100万千瓦水轮发电机组研制核心技术,目前全球大于70万千瓦水轮发电机组全部在三峡集团。


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白鹤滩左岸地下电站全景


“三峡集团通过联合攻关、标准制定、协同研发,引领中国水电全产业链实现自主设计、自主制造、自主知识产权和重要原材料的全国产化,填补了国内外相关领域的空白,实现了从‘中国制造’到‘中国创造’的转变,使我国水电装备制造技术跨入世界领先地位。”中国工程院院士、三峡集团原总工程师张超然这样评价水电机组国产化历程。

国产化机组装机容量节节攀升的同时,我国拱坝建造也进入了“智能”时代。

在白鹤滩工程建设管理中心,工作人员用鼠标轻轻一点,关于大坝的全部信息就出现在大屏之上。

大坝施工期间,一个集成BIM、物联网、大数据等前沿信息技术的系统,通过埋设在大坝身体里的上万支监测仪器,24小时不间断地采集浇筑进度、混凝土温度、环境温度、湿度等数据,并根据大坝需要采取相应措施,确保大坝时刻处于最“舒适”的状态。

早在溪洛渡大坝建造时,三峡集团就创新建立了一套全过程、全方位、全生命周期的仿真系统,溪洛渡大坝一旦出现“头疼脑热”,便能及时准确地“汇报病情”,为技术人员“对症下药”提供依据。

乌东德、白鹤滩在溪洛渡智能建造的基础上更进一步,为传统建造行业的数字化、智能化提供了“三峡样板”。

串珠成链 勇当产业链“链长”

2017年4月,白鹤滩大坝的第一仓混凝土抵达仓面。1510天后,一座最大坝高289米、坝顶弧长709米的巨型建筑屹立在金沙江上。


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航拍白鹤滩水电站大坝上下游面形象


构成这座雄伟大坝的是一种名为“低热水泥混凝土”的材料,它能有效降低混凝土的最高温度,提高混凝土抗裂安全能力。

虽然低热水泥混凝土优点众多,但由于国内外建造行业对它的发热规律和后续养护措施掌握不够充分,属于它的大规模应用场景始终没有到来。直到乌东德、白鹤滩水电站的建设,低热水泥混凝土才迎来了“主角”时刻。

“三峡集团率先在乌东德、白鹤滩特高拱坝全坝采用低热水泥混凝土新技术,为建造包括‘无缝大坝’在内的混凝土工程提供了重要的技术支撑。”张超然介绍说。

为了建设“无缝大坝”等优质混凝土工程,三峡集团踏出了关键一步。三峡集团联合相关企业和科研单位,首次制定了水工混凝土低热水泥技术标准,形成了一整套低热水泥混凝土施工工法和工艺,研发出相配套的温控防裂技术,为低热水泥混凝土大规模推广运用创造了条件。

随着乌东德、白鹤滩两座大坝的建成,低热水泥混凝土的优点不断显现,与之配合的各种施工方案得到了优化和验证,开创了高拱坝大体积温控防裂的新途径,“无坝不裂”这一困扰水电行业多年的难题成为了历史。


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航拍乌东德大坝


两座巨型水电站对低热水泥混凝土的庞大需求量,带动了相关厂商原材料供应链技术发展,提升了产品质量以及供应能力。对低热水泥混凝土的研究和运用,打通了创新链和产业链的最后一公里。

低热水泥混凝土规模化应用是近年来三峡集团“研有所用”的一个缩影。在乌东德、白鹤滩建设过程中,三峡集团携手主体设计院、相关参建单位及生产厂商,实现了国产800Mpa高强钢首次大规模运用、550kV特大容量组合式变压器的核心部件——高磁感取向硅钢片国产化等重大突破。通过新材料、新技术、新标准的研发应用,三峡集团在形成大水电建造和运营核心技术的同时,带动了全产业链发展。

深入世界水电“无人区”

“总装机容量达7169.5万千瓦,占全国水电装机总量的近19%,是长江流域防洪安全、航运安全、生态安全、水资源安全和能源安全的基石。”张超然这样评价世界最大清洁能源走廊。

建设好、运营好世界最大清洁能源走廊,是三峡集团的使命。党的十八大以来,三峡集团积极发挥科技创新主力军作用,在建设运营世界最大清洁能源走廊的征途中,以解决实际问题为导向,深入世界水电“无人区”,开展全过程创新,不断夯实中国水电的世界引领地位。

金沙江下游有着丰富的水能资源,也有着复杂的地质条件,想要在这里建好四座巨型水电站,需面对一系列世界级难题。

溪洛渡水电站地下洞室群开挖量足足有874万立方米,曾是已建水电站的世界之最,在不到1平方公里内有近百条洞室纵横交错。在开挖如此巨大的地下洞室过程中,稍有不慎,就可能引起岩体开裂破坏甚至塌方,影响施工和后期运行安全。


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航拍溪洛渡水电站


三峡集团首创地下洞室群围岩稳定、变形控制实时监测与反馈分析系统,利用监测数据,进行分析研究,用电脑来模拟岩体的应力、变形等特性,从而判断岩体当前和长期的稳定性。

建设过程中,三峡集团提出了地下洞室开挖与支护精细化、个性化的成套施工技术和标准化工艺工法,针对不同部位和不同的应力条件,采取不同的施工手段。

“监测成果表明,溪洛渡地下洞室群围岩稳定、安全可靠。”张超然说。

针对巨型地下洞室群围岩变形与稳定控制的成套技术,经过规模更大、地质条件更复杂的白鹤滩地下洞室群建设,得到进一步验证与提升。

近年来,传统能源行业纷纷开始数字化转型,三峡集团积极利用现代信息技术,为世界最大清洁能源走廊高效发挥发电、防洪、航运等综合效益提供了数字化方案。

在三峡集团运营的水电站里,总能看见这样的工作场景,技术人员只需使用手机或平板,就能完成包括设备维护管理、运行调度管理、安全可靠性监测、文档管理在内的各项任务。

便捷的工作流程源于三峡集团研发的电厂运行管理信息系统(ePMS)。ePMS是一个协同、集成的电力生产经营管理信息化应用平台,实现了在同一套应用系统里对多个电站电力生产管理活动的集中管理,用数字化手段实现了电力生产“精益运行、精心维护、精确调度”。随着ePMS的广泛运用和不断优化,三峡集团不仅保障了流域梯级枢纽安全稳定高效运行,更是创造了人均运营5万千瓦水电装机的世界纪录。

三峡集团面向世界最大清洁能源走廊,走出了一条以国家重大工程项目为载体,以解决建设运营中的实际问题为导向,以产学研用一体化发展为纽带,以资金等要素投入为保障,提供首台首套应用场景,最终推动重大装备和关键核心技术国产化的三峡特色创新之路。这条创新之路结下的累累硕果,正为绿色中国带来澎湃电力,不断巩固着中国水电的世界引领地位。(文章来源:中国长江三峡集团有限公司 )

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