解剖白鶴灘水電站：完備產(chǎn)業(yè)鏈撐起的超級(jí)工程

發(fā)布日期：2019-07-18來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)來(lái)源編輯：張世輝

[摘要]

　　 完整的工業(yè)體系、齊全的工業(yè)門(mén)類(lèi)、豐富的產(chǎn)業(yè)鏈條，大大增強(qiáng)了中國(guó)經(jīng)濟(jì)的韌性。 作為在建的巨型水電站，白鶴灘水電站的建造過(guò)程涉及水電設(shè)計(jì)、重大裝備制造、建設(shè)管理等諸多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，彰顯了我國(guó)完備的產(chǎn)業(yè)鏈在鍛造大國(guó)重器、超級(jí)工程中的優(yōu)勢(shì)。正是完備的產(chǎn)業(yè)鏈才支撐起了我國(guó)的超級(jí)工程建設(shè)。

　　 時(shí)至盛夏，川滇交界，金沙江畔，遠(yuǎn)望山巔，云舒云卷。地處四川省涼山州寧南縣和云南省昭通市巧家縣交界處的白鶴灘水電站建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，酷暑中的施工更顯火熱。

　　 全工程應(yīng)用低熱硅酸鹽水泥混凝土（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“低熱水泥”）、率先使用單機(jī)容量百萬(wàn)千瓦級(jí)水輪機(jī)組，作為在建的巨型水電站，白鶴灘工程建設(shè)將把中國(guó)水電產(chǎn)業(yè)和中國(guó)水電設(shè)計(jì)水平、施工能力、重大裝備制造能力、建設(shè)管理水平提升到一個(gè)全新的高度。白鶴灘水電站建成投產(chǎn)后，將產(chǎn)生巨大的發(fā)電、防洪等效益，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約1968萬(wàn)噸，減少排放二氧化碳5160萬(wàn)噸。這個(gè)超級(jí)工程背后的支撐，是中國(guó)完備的產(chǎn)業(yè)鏈。

　　 溫控防裂，特種水泥解難題

　　 “正是因?yàn)橛邪Q灘水電站這樣的巨大需求，相關(guān)技術(shù)才有了用武之地”

　　 大體積混凝土的溫控防裂一直是工程界的難題。“白鶴灘水電站建設(shè)至今，尚未出現(xiàn)一條溫度裂縫。”白鶴灘工程建設(shè)部教授級(jí)高工孫明倫說(shuō)。

　　 大壩建設(shè)需要澆筑大量混凝土，混凝土中的水泥水化反應(yīng)會(huì)產(chǎn)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。如果不采取有效的溫度控制措施，任由混凝土熱脹冷縮，難免會(huì)產(chǎn)生裂縫。為了從源頭上解決大壩的溫度裂縫問(wèn)題，白鶴灘全壩采用特種水泥——低熱水泥。

　　 白鶴灘拱壩高289米，混凝土總方量為803萬(wàn)立方米，低熱水泥的水化熱比中熱水泥低約15%，能提高混凝土出機(jī)口溫度、減少混凝土冷卻通水量，僅溫控費(fèi)用一項(xiàng)，就可節(jié)省上億元。“對(duì)于1700多億元的工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，節(jié)省上億元不是最關(guān)鍵的。控制溫度裂縫，提高工程質(zhì)量和保證工程長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行才是我們最看重的。”孫明倫說(shuō)。

　　 低熱水泥的應(yīng)用并非心血來(lái)潮。國(guó)外很早就能夠生產(chǎn)低熱水泥，但是因?yàn)樵缙趶?qiáng)度低、生產(chǎn)成本高、影響工期等因素沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。為了降低低熱水泥生產(chǎn)成本，我國(guó)5家科研單位早在“九五”期間就開(kāi)始進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)利用離子摻雜提高水泥礦物活性等技術(shù)突破。“三峽工程三期圍堰進(jìn)行了混凝土試驗(yàn)，溪洛渡電站泄洪洞因使用低熱水泥裂縫數(shù)量下降了70%，等到現(xiàn)在建設(shè)白鶴灘、烏東德水電站，咱們的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。”孫明倫說(shuō)。

　　 實(shí)際上，低熱水泥一般只用在水電站大壩、港口等大體積混凝土建設(shè)領(lǐng)域。“正是因?yàn)橛邪Q灘水電站這樣的巨大需求，相關(guān)技術(shù)才有了用武之地。沒(méi)有白鶴灘，低熱水泥就沒(méi)有市場(chǎng)；而沒(méi)有嘉華、華新這樣的水泥廠，白鶴灘大壩混凝土溫度控制就要難得多。”孫明倫說(shuō)，超級(jí)工程催生了超級(jí)材料、超級(jí)技術(shù)。

　　 中國(guó)制造，物美價(jià)廉顯優(yōu)勢(shì)

　　 “參建白鶴灘水電站的水電四局，為其直接供貨的生產(chǎn)商超過(guò)百家，絕大多數(shù)是國(guó)內(nèi)廠家”

　　 夏日白鶴灘，35攝氏度以上的高溫是常態(tài)。從拌和廠出廠到大壩施工現(xiàn)場(chǎng)的7分鐘時(shí)間里，如何盡可能保證低溫?cái)嚢杌炷敛粫?huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境溫度變化驟然升高？

　　 “混凝土拌和過(guò)程中不僅要加入低溫水，還要摻入一定比例的冰屑；而混凝土從拌和樓出來(lái)后，就會(huì)灌入專(zhuān)門(mén)加裝了保溫材料的自卸式貨車(chē)，再通過(guò)纜機(jī)在幾分鐘內(nèi)迅速送到大壩施工現(xiàn)場(chǎng)。”水電四局白鶴灘施工局機(jī)電大隊(duì)大隊(duì)長(zhǎng)苗育西說(shuō)，反復(fù)比選，最終選擇了國(guó)產(chǎn)的“武漢新武新”作為冷水方案提供方。國(guó)產(chǎn)冷水機(jī)一小時(shí)能夠生產(chǎn)300多立方米8攝氏度的冷水，進(jìn)口的只能生產(chǎn)250立方米；而從價(jià)格上說(shuō)，國(guó)產(chǎn)的機(jī)器118萬(wàn)元，進(jìn)口的則高達(dá)180萬(wàn)元，只要是企業(yè)，都不難作出選擇。

　　 “30多年前，就是想用國(guó)產(chǎn)的產(chǎn)品，也未必買(mǎi)得到。最早只能進(jìn)口冷水機(jī)組，因?yàn)閲?guó)內(nèi)壓根就不能生產(chǎn)。”建了二三十年水電站的苗育西，也是我國(guó)水電工程建設(shè)領(lǐng)域的見(jiàn)證者。上世紀(jì)八九十年代，忙碌在水電站的施工設(shè)備，至少有一半是從國(guó)外進(jìn)口的。而在如今的白鶴灘，想找進(jìn)口裝備可有點(diǎn)難。

　　 “倒不是我們會(huì)優(yōu)先考慮國(guó)內(nèi)廠商，而是國(guó)內(nèi)廠商的性?xún)r(jià)比高。”苗育西給記者算了筆賬：性能基本一致的自卸式貨車(chē)，一臺(tái)進(jìn)口車(chē)要近百萬(wàn)元，可國(guó)產(chǎn)的“紅巖金剛”才40萬(wàn)元，價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯。

　　 “其實(shí)對(duì)我們來(lái)說(shuō)，采購(gòu)設(shè)備不僅看價(jià)格，更重要的是看性?xún)r(jià)比。國(guó)外不少?gòu)S商配件到位慢，個(gè)別軟件只能由廠家操作。有時(shí)久等不來(lái)影響施工進(jìn)度，我們不敢買(mǎi)。”苗育西說(shuō)，國(guó)內(nèi)設(shè)備不僅價(jià)格低，質(zhì)量也非常可靠。“參建白鶴灘水電站的水電四局，為其直接供貨的生產(chǎn)商超過(guò)百家，絕大多數(shù)是國(guó)內(nèi)廠家。”

　　 “我們抱著開(kāi)放的心態(tài)，絕不會(huì)刻意區(qū)分國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口，關(guān)鍵還是看哪個(gè)物美價(jià)廉。”苗育西說(shuō)。

　　 智能建造，建設(shè)安全更高效

　　 “不必冒著酷暑去工地，只要坐在指揮部，現(xiàn)場(chǎng)視頻、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)全都一目了然”

　　 怎么能最便捷直觀地了解白鶴灘水電站的建設(shè)進(jìn)度？“不必冒著酷暑去工地，只要坐在指揮部，現(xiàn)場(chǎng)視頻、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)全都一目了然。”苗育西說(shuō)。

　　 混凝土澆筑后，需要進(jìn)行平倉(cāng)振搗。依靠瑞能電器提供的高精度傳感器、北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)、中國(guó)電建成都院研發(fā)的監(jiān)控軟件，可以對(duì)混凝土的平倉(cāng)振搗全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，任何操作不到位的情況會(huì)自動(dòng)預(yù)警，提示現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理人員進(jìn)行糾偏；生產(chǎn)什么樣的混凝土，只要一線人員在手機(jī)上遠(yuǎn)程操作即可完成；負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸?shù)模瑒t是中國(guó)聯(lián)通。為了避免水電站在遭遇地震時(shí)潰壩、下泄而造成次生災(zāi)害，天河一號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)對(duì)白鶴灘水電站的抗震安全性進(jìn)行模擬分析，保證抗震設(shè)計(jì)安全。

　　 清華大學(xué)和三峽集團(tuán)共同研制的智能通水成套裝備和移動(dòng)實(shí)時(shí)軟件平臺(tái)，通過(guò)在新澆筑混凝土壩塊和水管中安裝數(shù)字溫度傳感器，實(shí)時(shí)測(cè)量混凝土溫度和進(jìn)出水溫。點(diǎn)開(kāi)手機(jī)，大壩施工狀態(tài)和各種參數(shù)盡在掌握。在冷卻水管中安裝的溫度、流量和一體流溫集成控制裝置，還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)智能控制。

　　 自主創(chuàng)新，國(guó)之重器有底氣

　　 “我國(guó)水電站建設(shè)、安裝、運(yùn)營(yíng)全產(chǎn)業(yè)鏈都已經(jīng)走出國(guó)門(mén)，成為中國(guó)的名片”

　　 在白鶴灘水電站眾多工程技術(shù)指標(biāo)中，“百萬(wàn)機(jī)組”格外引人注目。作為世界上首批百萬(wàn)千瓦水電機(jī)組，不僅實(shí)現(xiàn)了單機(jī)容量的巨大跨越，背后的技術(shù)支撐更將引領(lǐng)整個(gè)水電產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的提升。

　　 然而，鍛造“國(guó)之重器”談何容易？白鶴灘工程建設(shè)部機(jī)電項(xiàng)目部主任康永林介紹，最初三峽電站的發(fā)電機(jī)組所需的硅鋼片只能依靠進(jìn)口，當(dāng)我們自主研發(fā)右岸機(jī)組時(shí)，外方突然將價(jià)格提高到左岸機(jī)組的3倍。無(wú)奈之下，三峽集團(tuán)只能與寶鋼聯(lián)手研發(fā)。“如果當(dāng)時(shí)放棄了自主研發(fā)，可能白鶴灘水電站水電機(jī)組的硅鋼片還是需要進(jìn)口。”

　　 從三峽前單個(gè)機(jī)組發(fā)電能力的30萬(wàn)千瓦到白鶴灘的100萬(wàn)千瓦，中國(guó)水電裝備設(shè)計(jì)制造實(shí)現(xiàn)了大跨越。如果說(shuō)三峽是“引進(jìn)、消化吸收、再創(chuàng)新”，那么在白鶴灘，則實(shí)現(xiàn)了完全自主創(chuàng)新。

　　 引領(lǐng)世界，不少支撐技術(shù)只能首創(chuàng)，白鶴灘水電站的建設(shè)，倒逼東方電機(jī)、哈電集團(tuán)等研發(fā)新的絕緣材料、發(fā)電機(jī)組；倒逼中國(guó)電建、中能建集團(tuán)提升水電設(shè)施安裝水平。早在2006年，三峽集團(tuán)就牽頭國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)單位、科研院所和設(shè)備制造廠家，攻克發(fā)動(dòng)機(jī)散熱、新型材料等系列技術(shù)難關(guān)。三峽集團(tuán)通過(guò)在重大裝備科研、設(shè)計(jì)和制造、安裝和運(yùn)行鏈條中分層次有步驟地穩(wěn)步推進(jìn)國(guó)產(chǎn)化，已在機(jī)組設(shè)備、高壓電氣設(shè)備、輔助設(shè)備乃至基礎(chǔ)材料上取得了重要成果。

　　 “不僅是高大上的技術(shù)，白鶴灘水電站對(duì)于照明、供水、排風(fēng)管這樣的基礎(chǔ)配套設(shè)施也有更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。能夠參與電站建設(shè)，對(duì)相關(guān)企業(yè)來(lái)說(shuō)，也是其技術(shù)能力的體現(xiàn)，將有助于企業(yè)拓展普通消費(fèi)市場(chǎng)。”康永林介紹，“如今，我國(guó)水電站建設(shè)、安裝、運(yùn)營(yíng)全產(chǎn)業(yè)鏈都已經(jīng)走出國(guó)門(mén)，成為中國(guó)的名片。”

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