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【践行“双碳”】中国电建:“科技+绿色”打造抽蓄样板工程

水电十二局发布时间:2022-04-18 09:44:01  作者:韩佳福

2020年9月,中国正式向国际社会承诺“力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。2021年3月,中央财经委员会第九次会议上提出构建以新能源为主体的新型电力系统。抽水蓄能电站作为新型电力系统建设的关键环节,对于助力国家早日实现“双碳”目标具有重要意义。

“十成抽蓄,九成电建”。中国电建作为最早从事抽蓄电站设计和建设的“国家队”,参与了国内90%以上的抽水蓄能电站建设,在抽水蓄能领域拥有勘测设计、建设施工、运维管理全产业链一体化优势,培养了一大批设计技术人才和成建制管理团队,编制了一系列国家标准与行业规范,攻克了抽水蓄能电站建设方面诸多世界级难题,是国内全面掌握大型抽水蓄能电站施工关键核心技术的企业之一,在抽水蓄能电站建设领域居于“领军者”地位,为我国抽水蓄能电站施工达到世界领先水平贡献了应有力量。 

从世界装机容量最大的河北丰宁抽蓄电站,到中国单机容量最大、净水头最高、埋深最大的广东阳江抽蓄电站,从全国首座在超大型城市中建设的深圳抽蓄电站,到国内抽水蓄能行业首批采用集设计、采购、施工于一体的EPC总承包建设模式的阜康、清原抽蓄电站,中国电建一直在引领中国抽蓄发展大势。

近日,中国电建勘测设计并承担全部施工任务的浙江宁海抽水蓄能电站传来喜讯,成功实现上下水库双坝登顶重要节点。宁海湾畔,峰峦之中,一颗抽蓄明珠将闪耀于世。

大山深处的超级“充电宝”

2021年9月,国家能源局发布《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》,提出到2025年抽水蓄能投产总规模达到6200万千瓦以上,到2030年抽水蓄能投产总规模达到1.2亿千瓦左右,到2035年抽水蓄能投产总规模要达到3亿千瓦,形成满足新能源高比例大规模发展需求的,技术先进、管理优质、国际竞争力强的抽水蓄能现代化产业。

中国电建积极践行国家战略,充分发挥自身优势,以“深耕抽水蓄能,点亮绿色未来”为己任,打造了一大批百万千瓦级的超级“充电宝”,宁海抽水蓄能电站是其中之一。

宁海抽水蓄能电站位于浙江省宁海县境内,为国家能源局“十三五”规划重点建设项目、浙江省重点工程,一等大(1)型工程,总投资79.5亿元。电站总装机容量140万千瓦,设计年平均发电量14亿千瓦时,被称为大山深处的超级“充电宝”。电站投运后每年可以节约燃煤约18万吨,减排二氧化碳约36万吨,能够加快推动能源绿色低碳转型,加速构建以新能源为主体的新型电力系统,助力实现“碳达峰、碳中和”目标。

在工程建设期间,每年可拉动地方GDP超过30亿元,直接增加就业岗位2400个,间接拉动就业岗位2640个。宁海抽水蓄能电站靠近浙东沿海地区,位居环杭州湾宁波、绍兴、舟山负荷中心,电站建成后将主要承担浙江电网的调峰、填谷、调频、调相及事故备用等任务,可以进一步优化浙江省电网电源结构,助力浙江建设国家清洁能源示范省,促进区域经济发展,具有显著社会效益、经济效益、生态效益。

在宁海抽水蓄能电站建设过程中,中国电建充分发挥勘测设计、建设施工、运维管理全产业链一体化优势,创造了“科技抽蓄、绿色抽蓄”的生动实践,打造了抽水蓄能电站“样板工程”。

华东院承担了宁海抽水蓄能电站全过程的勘测设计任务。华东院设有国家能源水电工程技术研发中心——抽水蓄能工程分中心,先后设计建成天荒坪、桐柏、泰安、宜兴、宝泉、响水涧、仙游、仙居、洪屏、绩溪等抽水蓄能电站,形成了抽水蓄能选点规划、勘测设计、工程建设管理以及工程总承包等一整套成熟的技术和管理体系,在水库防渗、复杂地质条件下的成库与筑坝技术、高压水道设计、混流式水泵水轮机、数字化电站等方面掌握了核心技术。

水电十二局承担宁海抽水蓄能电站全部土建工程施工任务。宁海抽水蓄能电站是水电十二局近年来承建的最全面、最系统、单体最大的抽水蓄能电站项目,引进SBM与TBM掘进机、创新应用大坝碾压智能管控系统、推广应用植被混凝土复绿技术……系列创造性举措为大山深处的超级“充电宝”插上了科技和绿色的翅膀。

春日的宁海,峰峦叠翠、欣欣向荣,进入电站施工现场,可以看到,党旗飞扬、车来人往、机械轰鸣,上下水库、地下厂房、引水斜井等主体标工程施工正如火如荼开展。“心中有目标,脚下有力量”的电建人迎着大好春光掀起了创新热潮、大干热潮、争先热潮。

科技加身的“样板工程”

习近平总书记在两院院士大会上指出,关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。只有把关键核心技术掌握在自己手中,才能从根本上保障国家经济安全、国防安全和其他安全。总书记的这一重要论述,道出了掌握关键核心技术的重要性。

无数实践证明,只有努力实现关键核心技术自主可控,才不会有被“卡脖子”的隐忧,才能让国家在抽水蓄能领域长期保持领先优势。项目部坚持以科技创新为驱动,立足施工一线进行技术攻关,同时积极运用新设备、探索新工艺、实现新变革,不断推动抽水蓄能电站施工向机械化、智能化、数字化转变。

2021年12月28日,目前国内首台大直径全断面深竖井盾构机(SBM)从宁海抽水蓄能电站排风竖井破岩而出,顺利完成198米排风竖井掘进施工,标志着该设备的首次亮相运用取得巨大成功。

大直径全断面深竖井盾构机(SBM)为我国自主设计研发,是目前国内最先进的智能竖井掘进设备。为使该设备在宁海抽水蓄能电站工程充分发挥效率,项目部提前开展试验性调研,全面做好施工技术、安全等对接,从设备进场、拼装、调试、整机试运行、机械设备参数调整、出渣系统改进等全过程与作业队伍紧密协作,进一步提升了设备掘进速度,达到日4.82米进尺,工效是人工的2倍以上。

大直径全断面深竖井盾构机(SBM)能够完全实现远程化操控、井下无人化作业、机械式同步出渣、井身设计断面一次成型,可谓集智能、安全、环保、高效等优点于一体。该设备的成功运用是“机械换人”的一次成功案例,也是一次推进我国抽水蓄能电站工程洞室施工变革的范例。项目总工程师刘杰介绍道。

2021年9月30日,超小转弯半径硬岩盾构机(TBM)“游刃”230天后,从宁海抽水蓄能电站地下厂房第三层破岩而出,顺利完成2841米的地下厂房排水洞施工。

超小转弯半径硬岩盾构机(TBM)是国内最先进的硬岩隧洞掘进设备,日进尺最高达到25.35米,创下国内抽水蓄能行业最快纪录,是常规人工开挖效率的8至10倍。

宁海抽水蓄能电站地下厂房排水洞与村庄民居直线距离仅百米左右,采用传统爆破施工方法,必然会对村民房屋产生较大影响。超小转弯半径硬岩盾构机(TBM)的使用,免去了人工爆破,降低了施工安全风险等级,减小了岩石扰动与噪声污染,真正做到了施工进度与安全文明双保证。

在大坝填筑过程中,项目部创新应用大坝碾压智能管控系统,实时监测仓面碾压机运行轨迹、速度、高程、振动状态、碾压遍数等施工参数,实现了对碾压施工全过程的智能监控与反馈。依托基建智能管控中心,建立数字沙盘模型,构建虚拟施工现场,同时在工地现场布设高清球机,实现监控全覆盖无死角,成功打造“虚实”结合的工程管控模式,全面提升了大坝建设质量管控水平。

目前,宁海抽蓄项目拥有先进施工设备1260多台套,除SBM、TBM掘进机外,项目部还引进了湿喷台车、三臂凿岩台车、反井钻机等大型施工设备,为提高效率、顺利履约奠定了坚实基础。

用心绘就的“生态画卷”

浙江省是“两山”理论的起源地,从浙江天荒坪抽蓄电站到安吉长龙山抽蓄电站再到宁海抽蓄电站,一直以来中国电建坚定做生态文明建设的践行者,致力让祖国天更蓝、山更绿、水更清、生态环境更美好,让大好河山变成金山银山的同时,还更宜居、更宜业、更宜乐、更宜游。

宁海抽水蓄能电站被茶林竹海环绕,靠近东海云顶风景区,上水库大坝的左边是象山港,右边几百米处就是茶园,盛产观海茶。

宋代《嘉定赤城志》载:“盖苍山,在(宁海)东北九十里。一名茶山,濒大海,绝顶睇诸岛屿,纷若棋布,以其地产茶,故名。”文中所提到的盖苍山即现在的东海云顶,茶即为当地特产观海茶。

在宁海抽水蓄能电站建设过程中,中国电建把“绿色工程”与优质工程、平安工程、生态工程等高度结合,将绿色环保要求贯穿各环节、全过程,多措并举打造抽水蓄能电站中的颜值天花板。

用“绿色”画笔,绘好“生态画卷”。为实现山体、明线复绿及时跟进,让工程复绿与施工保持同步,切实做好施工区域生态保护。项目部在宁海抽蓄电站工程建设过程中积极推广应用植被混凝土VCC、TBS复绿等新技术,尤其是VCC复绿技术的应用,有效解决了岩质边坡复绿周期长、存活率低等难题,最大程度保护了施工区域原生态。

目前,宁海抽水蓄能电站施工区域已累计完成复绿20万平方米以上。进入电站施工区域,从隧洞洞口到沿途坡面再到周边山林,放眼望去皆郁郁葱葱、生机勃勃,完全刷新了过去施工区域给人留下的林毁山裸、烟尘横飞的刻板印象。

山水相依,林溪相映。为建立全面的环水保控制体系,项目部还修建了8座一体化沉淀循环废水处理系统,2座移动废水处理系统,每小时废水处理能力近1000立方米,实现了整个电站土建工程废水处理全覆盖。废水处理系统采用先进处理工艺与系统,实现了多级沉淀、循环使用和污水零排放。

2022年,宁海抽水蓄能电站工程建设任务艰巨,要先后实现上下水库大坝填筑到顶、主副厂房洞开挖完成、水库下闸蓄水、1#与2#斜井开挖完成等系列节点目标。目前宁海抽水蓄能电站近2000名建设者正在快马加鞭,24小时轮班倒施工,覆盖好几座山头,足足有300多公顷的施工区域,白天车水马龙,晚上灯火通明,加速推进项目建设。

初心如磐,山河为证。中国电建将以“深耕抽水蓄能,点亮绿色未来”为己任,以“科技+绿色”践行“两山”理念,以抽蓄样板工程引领行业发展,为构建以新能源为主体的新型电力系统,早日实现“双碳”目标做出更大贡献。

国内首台大直径全断面深竖井盾构机(SBM)主驱动入井


紧凑型超小转弯半径硬岩盾构机(TBM)开挖效果

1号进场公路洞脸复绿效果


砂石料生产系统废水循环处理


宁海抽水蓄能电站效果图

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