投產(chǎn)發(fā)電中的白鶴灘水電站（7月1日攝）。新華社記者江文耀攝
日前，隨著15號(hào)、2號(hào)機(jī)組順利投產(chǎn)，白鶴灘水電站16臺(tái)百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組已有4臺(tái)投產(chǎn)發(fā)電。這個(gè)水電站位于四川省寧南縣和云南省巧家縣交界的金沙江干流河段上，是實(shí)施“西電東送”的國家重大工程，被譽(yù)為當(dāng)今世界在建規(guī)模最大、技術(shù)難度最高的水電工程。
金沙江上，“白鶴”起舞。2022年7月全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電后，白鶴灘水電站將與三峽、葛洲壩以及金沙江烏東德、溪洛渡、向家壩水電站，共同構(gòu)成一條世界最大的清潔能源走廊，助力我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，減少溫室氣體排放。
“白鶴”騰飛，6項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)世界第一
白鶴灘水電站總裝機(jī)1600萬千瓦，僅次于三峽水電站，左右岸共安裝16臺(tái)我國自主研制的全球單機(jī)容量最大功率水輪發(fā)電機(jī)組，首批2臺(tái)機(jī)組已于6月28日投產(chǎn)發(fā)電。
白鶴灘水電站大壩地質(zhì)條件極其復(fù)雜，峽谷地形不對(duì)稱，以及百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組的研發(fā)等，都是一個(gè)個(gè)“攔路虎”。
面對(duì)挑戰(zhàn)，建設(shè)者勇闖世界水電“無人區(qū)”，6項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)達(dá)到世界第一，包括單機(jī)容量100萬千瓦；地下洞室群規(guī)模；圓筒式尾水調(diào)壓井規(guī)模；無壓泄洪洞群規(guī)模；300米級(jí)高拱壩抗震參數(shù)；300米級(jí)特高拱壩中，首次全壩使用低熱水泥混凝土。
百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組是什么概念？這樣的一臺(tái)機(jī)組直徑16.2米、高達(dá)50米，轉(zhuǎn)子重量就超過2000噸。
“轉(zhuǎn)輪每轉(zhuǎn)一圈可發(fā)電約150度，相當(dāng)于一個(gè)普通家庭一個(gè)月的用電量。單臺(tái)機(jī)組每分鐘就能發(fā)電近1.7萬度。”三峽集團(tuán)白鶴灘工程建設(shè)部主任汪志林說。
混凝土硬化中水泥放熱造成的“無壩不裂”，可謂全球水電人心中的“魔咒”。白鶴灘大壩壩高289米，混凝土用量800多萬立方米。在不久前對(duì)大壩的一次鉆孔取芯中，芯樣穿過52個(gè)澆筑坯層、長達(dá)25.7米，為世界最長，這表明“無縫大壩”已經(jīng)筑就。
汪志林揭示了其中奧秘：白鶴灘特高拱壩首次全面采用我國自主研制的新型低熱水泥，具有溫升緩慢、溫升小、收縮小、綜合抗裂性能高等特點(diǎn)。
不僅如此，埋設(shè)在壩體內(nèi)的數(shù)千支溫度計(jì)，還能幫助工程師實(shí)時(shí)監(jiān)控混凝土的“頭疼腦熱”。
站在白鶴灘水電站大壩上，“高峽出平湖”，蔚為壯觀。乘坐工程交通車沿著隧洞進(jìn)入山體，仿佛進(jìn)入一座巨大的地下城，廠房、通道、線路等各類設(shè)施在山體內(nèi)部縱橫交錯(cuò)，令人震撼。
在狹窄的金沙江上大規(guī)模建發(fā)電廠房并不現(xiàn)實(shí)，建設(shè)者只能拿兩岸山體“做文章”。白鶴灘水電站工程樞紐部分設(shè)計(jì)總工程師陳建林介紹，地下洞室群施工克服了高地應(yīng)力等困難，開挖量達(dá)到2500萬立方米，地下工程里程數(shù)達(dá)到217公里。
“連珠成串”，構(gòu)筑世界最大清潔能源走廊
金沙江是我國乃至世界上水力資源極為富集的河流，規(guī)劃了多級(jí)梯級(jí)水電開發(fā)。“十三五”以來，金沙江國家級(jí)水電基地建設(shè)快速推進(jìn)，新增水電裝機(jī)創(chuàng)歷史最高。
其中，三峽集團(tuán)在金沙江下游布局建設(shè)溪洛渡、向家壩、烏東德、白鶴灘四座世界級(jí)巨型梯級(jí)水電站，總裝機(jī)超過4600萬千瓦，相當(dāng)于兩個(gè)三峽工程的裝機(jī)規(guī)模。
在白鶴灘水電站首批機(jī)組投產(chǎn)前，裝機(jī)規(guī)模全球第七大的烏東德水電站全部機(jī)組已于今年6月中旬投產(chǎn)發(fā)電。這兩座世界級(jí)水電站的成功投產(chǎn)，是中國乃至世界水電發(fā)展史上的里程碑。
烏東德水電站位于云南省祿勸彝族苗族自治縣和四川省會(huì)東縣交界的金沙江干流河段上，也是實(shí)施“西電東送”的國家重大工程，總裝機(jī)容量1020萬千瓦。截至今年6月15日，該電站已累計(jì)發(fā)電近245億度，相當(dāng)于替代約768萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
順江而下，已投產(chǎn)的溪洛渡水電站總裝機(jī)容量達(dá)1386萬千瓦，是金沙江“西電東輸”的重要工程；向家壩水電站是金沙江下游河段的最后一梯級(jí)水電站，總裝機(jī)容量640萬千瓦，是兼顧灌溉功能的超級(jí)大壩；而作為長江上第一座大型水電站，葛洲壩水電站是中國人自己設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行管理的水利樞紐工程。
舉世矚目的三峽水電站是當(dāng)前世界上規(guī)模最大的水利樞紐工程和綜合效益最廣泛的水電工程，總裝機(jī)容量2250萬千瓦。2020年，三峽水電站全年累計(jì)生產(chǎn)1118億度綠色電能，創(chuàng)世界單座水電站年發(fā)電量新紀(jì)錄，且防洪、發(fā)電、航運(yùn)、水資源利用等綜合效益全面發(fā)揮。
三峽集團(tuán)董事長雷鳴山說，白鶴灘水電站將與三峽、葛洲壩以及金沙江烏東德、溪洛渡、向家壩水電站“連珠成串”，構(gòu)成世界最大的清潔能源走廊，不僅惠及更多沿江群眾，更為我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展輸送源源不斷的綠色動(dòng)力。
中國工程院院士王浩表示，伴隨著烏東德、白鶴灘水電站的投產(chǎn)，三峽集團(tuán)擁有了從金沙江延伸至長江的梯級(jí)電站群，這六大水庫群實(shí)現(xiàn)聯(lián)合統(tǒng)一調(diào)度，將放大單座水電站的綜合效益，統(tǒng)籌實(shí)現(xiàn)防洪、補(bǔ)水、發(fā)電、水生態(tài)保護(hù)等多目標(biāo)綜合調(diào)度，充分發(fā)揮水庫大壩調(diào)節(jié)和生態(tài)保障作用。
從無到有，闖出從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”之路
這條世界最大清潔能源走廊的崛起之路，也是水電重大裝備從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的自主創(chuàng)新之路。
20多年前，在三峽工程建設(shè)過程中，科研人員就創(chuàng)造了112項(xiàng)世界之最，擁有934項(xiàng)發(fā)明專利，使我國在樞紐工程建設(shè)、70萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組國產(chǎn)化、工程運(yùn)行和生態(tài)環(huán)境保護(hù)、工程管理等方面取得一系列重大技術(shù)突破。
白鶴灘水電站的全球單機(jī)容量最大功率百萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組，研制、安裝難度超越世界上現(xiàn)有機(jī)組，實(shí)現(xiàn)了我國高端裝備制造的重大突破。
“白鶴灘水電站關(guān)鍵核心技術(shù)均為自主研制。”三峽集團(tuán)副總經(jīng)理范夏夏說。在三峽集團(tuán)帶動(dòng)引領(lǐng)下，哈電集團(tuán)、東方電氣集團(tuán)把轉(zhuǎn)輪制造車間建在金沙江邊，不僅研發(fā)出百萬千瓦發(fā)電機(jī)組精品轉(zhuǎn)輪，還有各自的“獨(dú)門絕技”。
國際水電協(xié)會(huì)執(zhí)行總裁艾迪·里奇認(rèn)為，白鶴灘、烏東德水電站克服了世界水電工程方面最具挑戰(zhàn)性的技術(shù)難題，標(biāo)志著中國水電工程實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)規(guī)劃、材料科學(xué)、裝備制造、施工技術(shù)到智能管理等全生命周期的技術(shù)進(jìn)步。
這并非朝夕之功。在1994年修建三峽工程之前，中國還不具備制造35萬千瓦以上水電機(jī)組的能力。
在三峽工程左岸機(jī)組的研制過程中，60公斤級(jí)的蝸殼高強(qiáng)鋼板都要從國外高價(jià)進(jìn)口。為擺脫進(jìn)口材料“卡脖子”困境，三峽集團(tuán)牽頭鞍鋼、寶武鋼鐵等兄弟單位進(jìn)行科研攻關(guān)，最終讓三峽工程右岸機(jī)組用上國產(chǎn)化鋼材。
白鶴灘工程建設(shè)部黨委書記何煒說，如今運(yùn)用在白鶴灘水電站蝸殼制造上的國產(chǎn)化高強(qiáng)鋼已達(dá)到80公斤級(jí)，高等級(jí)硅鋼片、高強(qiáng)度磁軛鋼板等關(guān)鍵材料也已全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。
此外，在配套設(shè)備上，從橋機(jī)、母線、大型變壓器，到調(diào)速、勵(lì)磁、監(jiān)控系統(tǒng)……我國水電裝備全產(chǎn)業(yè)鏈不斷升級(jí)，助推百萬千瓦機(jī)組登頂世界“水電珠峰”。
