目前世界上一次性建成、规模最大的抽水蓄能电站,装机容量达240万千瓦
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• 电站自首台机组投产以来,共输送高峰电量25.70亿千瓦时,吸纳低谷电量32.10亿千瓦时
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• 紧急时刻,电站同时应急启动4台机组,为电网输送120万千瓦有效功率
6月15日,国家重点工程广东省惠州抽水蓄能电站举行工程投产仪式,标志着目前世界上一次性建成、装机容量最大(240万千瓦)的抽水蓄能电站工程全面竣工投产。
作为国家重点工程,惠州抽水蓄能电站(以下简称惠蓄电站)是广东省内兴建的第二座大型抽水蓄能电站,是“西电东送”能源战略的重要配套工程。工程静态总投资约70.56亿元,动态总投资约81.34亿元。由南方电网公司负责建设。
惠蓄电站工程建成后,将进一步优化广东电源结构,为电网安全稳定运行提供调峰、调频、调相、紧急事故备用等综合服务,为“西电东送”长距离交直流混合运行安全提供重要的保障;可以提高“西电东送”以及电网系统内火电、核电的综合经济效益,为广东地区经济社会发展提供强大动力;同时对深入推进国家能源战略的实施,促进更多太阳能发电、风电、潮汐发电等新能源接入电网,发展低碳经济发挥重要作用。
绿色电站 推进低碳经济发展
当前优化能源结构、发展低碳经济,已经成为世界各国的共识。南方电网公司努力在节能减排、支持新能源和清洁能源快速灵活接入电网有所作为,积极落实国家能源战略部署。建设惠州抽水蓄能电站,就是为了适应南方电网负荷快速增长对调峰调频电源需求的增长,保障国家大容量、远距离、高电压的“西电东送”能源战略工程安全,服务风电、太阳能发电等新型绿色能源快速接入电网,为国家开发绿色能源、发展低碳经济、调整经济结构提供保障、做好服务。
中国工程院院士罗绍基认为,广东用电以轻工业和民用为主,因而广东用电负荷变动剧烈,“也就是峰谷差大,低谷的负荷约占高峰负荷的60%,因此电网负荷调节的要求大”。而目前向电网送电的主要有火电、水电和核电。但火电机组若频繁启停,变动出力,容易使煤燃烧不充分,增加耗煤量和污染物排放量;核电机组如果参与电网削峰填谷,就会导致核电机组不能满发,造成核燃料浪费、核废料增加,则是更大的污染。而抽水蓄能电站既是发电厂又是用电户,有着其他任何类型发电厂所没有的电网削峰填谷作用,因此在广东电网负荷中心周边建设惠蓄电站成为了电网首要选择。
据介绍,电网用电高峰时,惠蓄电站可以将海拔高的上水库水放至下水库,将水势能转化为电能输送电网;用电低谷时,可以将下水库的水抽到上水库,将电能以势能形式存储下来,消纳电网中多余的电量,从而发挥‘调峰填谷’的作用。根据惠蓄电站设计标准,电站一年可向电网输送高峰电量45.63亿千瓦时,吸纳低谷电能60.03亿千瓦时,通过电力生产模拟分析,惠蓄电站每年可使电网节约标煤23万吨,减少二氧化碳排放量50.6万吨,减少二氧化硫排放量0.46万吨。
至“十二五”末,南方电网区域将有483万千瓦风电、太阳能发电等新能源接入。而惠蓄电站的投产,可有效解决风能、太阳能发电等新能源的间歇性、随机性、反调峰以及接入电网困难等问题,有力支持南方五省风电、太阳能发电资源实现规模开发,并顺利接入电网,为南方电网建设绿色电网、支持广东低碳经济发展提供重要支持。
同时惠蓄电站还能有效提升电网消纳东送西电的能力,促进扩大西电东送规模。目前南方电网已形成“八交五直”的500千伏西电东送大通道,输电能力超过2300万千瓦,约占广东省电网总负荷7000万千瓦的1/3。至“十二五”末,南方电网将形成“八交九直”西电东送大通道,西电东送达4300万千瓦,其中送广东3810万千瓦。而惠蓄电站装机容量240万千瓦,可以显著增加电网消纳东送西电的能力,改善大容量、远距离、高电压线路的运行状况。
资料显示,惠蓄电站自首台机组投产以来,共向电网输送高峰电量25.70亿千瓦时,吸纳低谷电量32.10亿千瓦时,为电网运行发挥了重要的削峰填谷的作用。首台机组投产以来,紧急反应13次,共启动机组17台次,应急启动成功率100%。最紧急时刻,惠蓄电站同时应急启动4台机组,为电网输送120万千瓦有效功率,真正为电网安全稳定经济运行保驾护航。
耗时八年 全力打造优质工程
惠蓄电站为周调节抽水蓄能电站,运行周期呈周循环规律。专家表示,周调节就要求电站可调节库容要足够大。惠蓄电站上、下水库蓄水库容分别为3171和3191万立方米,天然落差为531米,可调节库容分别为2713万和2739万立方米。相比之下,国内同样规模而为日调节的广州抽水蓄能电站,上、下水库调节库容则只有1686万和1712万立方米。
惠蓄电站工程作为国家发改委关于抽水蓄能电站机组国产化依托项目之一,提升了国内抽水蓄能电站机组设备制作水平,为抽水蓄能电站机组设备国产化作出了重大贡献。电站工程率先在国内水电工程建设中引进并推行南非《NOSA五星安健环系统》。同时,惠蓄电站工程按照国家优质工程要求,严格控制施工质量。开工以来,电站土建工程共验收8941单元,合格率100%,优良率90%。机电设备安装项目累计评定1417个单元,优良单元1279个,优良率达90.3%。
1997年,惠蓄电站工程开始选址、勘测。从2004年工程项目核准,到2009年首台机组投产,再到2011年八台机组全部投产,工程历时八年,共有10多家施工单位参与了工程建设,先后有近万人参加。最高峰时段共2000多人同时奋斗作战在项目工地。工程参建单位成功克服了工程量大、工期紧、人手缺等困难,攻克了岩层地质带来的厂房、水道施工难关,以及供货拖延、设备设计制造缺陷带来的一系列难题,取得了工程建设重大胜利。
据不完全统计,电站土建工程8941个单元,机电设备安装1468个单元,工程土石方明挖工程量250万m3,洞挖工程量225万m3,开掘隧洞总长度33.5km,土石填筑工程量75万m3,混凝土工程量110万m3,金属结构及钢筋制安4.2万吨。工程移民301户,共1165人。
惠泽四方高山出平湖,蓄水并流南网添明珠。惠州抽水蓄能电站的建成,见证了中国抽水蓄能电站建设的新发展,更是南方电网公司支持低碳经济发展的体现,将为南方五省开发绿色能源、发展低碳经济发挥重要作用。
重质量 创造抽水蓄能电站建设新成绩
百年大计,质量第一。惠蓄电站工程建设们,以严谨的科学态度和创新精神,一丝不苟地把好质量关。
早在电站工程设计时,建设者们就严格按照国优工程标准来设计。设计院工程师表示,为了优化设计施工、保证工程质量,设计时参建单位无数反复研究、优化方案。在建设过程中,为了避开导水主动脉断层,将地下厂房位置向下游平移了150米;为了优化调压井安全和质量,调整了调压井直径和高度;为了攻克广东气候条件影响下库大坝碾压混凝土施工的难题,优化了施工技术和原材料;为了解决340米斜井施工难问题,编制了‘300米长斜井反井钻导井施工技术’……每次优化和突破,都要进行课题组研究和专家组论证决定,历时往往数星期甚至数月。“但为了保证工程质量,这些都是必须的,也是值得的”。
电站工程建设牢牢把控“预控”、“过程控制”、“终控”三道质量关。通过严格资质审查、首件控制、旁站监督、质量管理奖罚等工作机制,强化质量管控。电站还全国率先引入第三方机构进行工程质量监督,由广东省电力工程质量监督中心站负责监督检查、阶段验收和竣工验收,实行施工单元全检。
惠蓄电站工作人员积极参与设备安装调试工作,也很大程度保证了工程质量。电站工程一位负责人指出,电站利用有限技术力量,积极参与设备安装调试工作,认真跟踪机电设备的问题处理,依赖技术全面的专家组,对发现问题“一查到底、解决为止”,多渠道与设备供应商交涉,配合供应商进行了数十项的设计修改、缺陷处理、技术改造,保障了设备安全投产,为电站工程今后运行管理打下良好基础。
资料显示,惠蓄电站土建工程合格率100%,优良率达90%;机电设备和金属结构安装工程合格率100%,优良率90.3%。机组投产以来,共启动7562次,发电成功率99.37%,抽水成功率97.17%,机组等效可用系数84.90%。而惠蓄电厂自建厂以来,创造了安全生产无中断的安全纪录,实现了安全生产超1000天。
谋创新 率先推行NOSA安健环
作为世界一次性建成的、规模最大的抽水蓄能电站,惠蓄电站工程需要克服施工安全、质量、进度等系列难题,而技术创新则成为攻克难关的利器。
惠蓄电站率先在国内水电工程建设领域中,引进并推行南非“NOSA五星安健环管理系统”,并结合实际,增减该系统中的管理元素,创编了具有惠蓄特色的NOSA五星安健环管理系统,强化了工程的安全管理,填补了NOSA五星安健环管理系统在水电工程建设领域的适用空白。2009年1月,惠蓄工程通过南非“NOSA五星安健环系统”机构认证,成为全国首家推行“NOSA五星安健环系统”并达到“三星”标准的工程建设单位。
惠蓄工程建设过程中,创新混凝土垂直输送缓降器技术、上置式针梁钢模技术、长斜井(深竖井)反井钻导井施工技术等5项,其中参建单位结合工程施工实际,研发的“一种隧洞混凝土衬砌模板装置”、“一种混凝土垂直输送缓降器”先后获得国家的“发明专利”和“实用新型专利”授权。电站工程还应用了国家建设部“建筑业10项新技术”中的8大项14子项。
惠蓄电站工程作为国家发改委关于抽水蓄能电站机组国产化依托项目之一,由国家发改委按照“技贸结合,引进技术”的原则和统一招标的方式,引进国外先进技术。国内东方电机公司作为技术受让方,受让法国阿尔斯通公司水泵水轮机和发电电动机的关键设计技术。惠蓄电站工程提升了国内抽水蓄能电站机组设备国产化制作水平。
技术创新,对工程安全管理、质量监督和进度控制发挥了重要作用。目前惠蓄电站工程,共总结省部级工法1项、国家级工法1项,获得中国电力建设科学技术成果奖1项,中国电力科学技术奖1项,国家发明专利1项,国家实用新型专利1项,中国企业新纪录1项。
名词解释:NOSA简介
NOSA是南非国家职业安全协会的简称,是目前世界上具有重要影响并被广泛认可和采用的一种企业综合安全风险管理系统,它是专门针对人身安全而设计出来的一套比较完整的安全管理体系,共有5部分、72个元素、300多项基本标准、1200条实施细则,覆盖了企业的所有区域、所有设备、所有人员、所有活动所存在的职业安全健康状况和环保的管理。 (www.chinapower.com.cn)