哈郑工程再次刷新特高压直流工程建设新纪录
扫描二维码
随时随地手机看文章
哈郑工程再次刷新了特高压直流工程建设的新纪录。投运后,新疆丰富的煤电和风电资源将源源不断送至中东部负荷中心地区。
一条空中的能源“丝绸之路”正在开启。
1月27日,备受关注的“疆电外送”首个特高压项目哈密南—郑州±800千伏特高压直流输电工程(下称哈郑工程)正式投运。
哈郑工程是继向家坝—上海±800千伏特高压直流输电示范工程、锦屏—苏南±800千伏特高压直流输电工程之后,公司自主设计和建设的第三个特高压直流输电工程。
工程西起新疆哈密南天山换流站,止于河南郑州中牟县中州换流站,途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南6个省(区),输电线路全长2210公里,总投资230多亿元,输送容量达800万千瓦,是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最长的特高压直流工程,创造了多项世界之最。这是公司电网建设的重大成就,也是中国电力工业发展的重大成果。
没有最好只有更好
哈郑工程从设计之初便提出,以安全可靠、自主创新、经济合理、环境友好、国际一流为目标,努力打造一个优质精品工程。
“哈郑工程是公司建设的第三个特高压直流输电项目,但并不意味着一定有捷径可循。相反,在某种程度上,施工技术和管理水平需要有更大的创新和突破。”长期负责直流工程建设的国网直流建设部主任刘泽洪在接受记者采访时强调说。
黄河大跨越是哈郑工程在河南境内的一个标段,线路全长3.9公里,铁塔仅有5基,加之工程首次在国际上采用6分裂1000平方毫米大截面导线,放线的难度不言而喻。
“哈郑工程与以往在河南境内建设任何工程相比难度更大,主要体现在跨越线路长、工期紧、地质条件复杂、强度高等方面。”负责该标段的业主项目部经理、国网河南电力基建部副主任宋晓磊深有感触地说。
如何保证放线的安全,并且符合黄河防汛技术要求,负责承建的河南送变电公司反复研究和试验后提出,对5基钢管结构铁塔,采用国内首创的低承台、斜高立柱灌注桩铁塔基础浇制,确保了铁搭的稳定性和安全性。同时,实施无人直升机作业,投入国内最大吨位的1850毫米轮径的2×100千牛张力机,进行牵引作业,最终成功创造了国内跨越段最长、世界上导线截面积最大的架线作业纪录。
创新和突破不仅仅在2000公里的输电线路上,在换流站等关键项目,建设者对极致的追求也无处不在。
2013年12月18日下午5时,哈郑工程中州换流站最后一台换流变压器顺利安装到位,负责施工的华东送变电公司经理李文终于长吁了一口气。
华东送变电公司负责中州换流站电气安装B包工程。按照施工要求,安装前必须对交流滤波器和并联电容器测量电容值。“以往都是要将设备上的短线拆除测量后再接起来。这样做耗时耗力,还可能影响设备整体稳定性。”李文分析说。
要做到提高效率的同时,安装质量也能得到提升,李文和同事在堆满资料的办公桌上反复研究后拿出了新的方案。在不拆除连接线的情况下,采用低压配平方法直接对电容器单体进行测量。后经检验和实践,实测值与标称值误差小于±1%,该公司所负责的电气安装设备全部一次通过带电检测,且效率提高了三分之一。
同样的例子在千里之外的哈密南换流站也能发现。在电气安装阶段时,哈密已经进入冬季。零下十几摄氏度的低温,现场已经是呵气成霜。新疆送变电公司是第一次承担特高压变电站电气安装。相比以前承建的750千伏变电站,哈密南换流站的换流变压器体积大,单体是750千伏变电站主变的1.3倍,一根普通的安装套管长度要比750千伏变电站的长1倍多。另外,工艺要求严格,业主项目部要求施工单位必须一次通过。新疆送变电公司项目部人员几乎每天都会在一起开会,研究施工方案。通过改进工器具、自制工具等措施,仅用3个月就实现了首次在换流站同时接入750千伏及500千伏两个电压等级,更创造了500千伏封闭式组合电器设备(GIS)安装工期最短的历史记录。
国网直流建设分公司总经理丁扬告诉记者,哈郑工程从2012年8月主体开工到2013年年底双极全压解锁,有效果工期仅17个月,比同为±800千伏的向上工程、锦苏工程建设分别提前8个月和1个月;哈密南、中州两站极Ⅱ高端各6台换流站安装、调试时间分别为9.2天和11.2天,创造了特高压直流建设工程的新纪录。更可贵的是,提高效率的同时,工程质量也同步提升。整个工程的分系统调试、站系统调试等所有一次设备均一次带电成功。
公司副总经理郑宝森在视察中州换流站时指出,经过一年多的建设,哈郑工程完成直流线路的建设、验收和带电测试,完成两个换流站的交、直流站系统调试等工作,工程取得重大阶段性成果。这个成果来之不易,是全线数十家参建单位和上万名建设者艰苦奋战的结果。
国产化率84%
哈郑工程不仅代表了目前公司特高压直流工程建设的最高水平,而且也带动了民族电工装备制造业的发展和壮大。
记者了解到,哈郑工程仅换流站的工程设备就达到4000多台套,换流变压器56台,此外还有大量的断路器、隔离开关以及GIS设备等。“在重要的工业领域我们不能受制于人,必须掌握独立的研发和制造能力。”刘泽洪强调说。
这一观点也得到了丁扬的认同,“公司建设的是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最长的特高压直流工程,世界性的技术难题都集中在这里,为什么我们不能成为技术和产品的引领者和推动者。”
支持和提升国产电工装备制造业这一诉求在哈郑工程体现得尤为明显。整个工程没有签署一份外汇合同,所采用的设备大部分为国产设备,即便有些外国品牌,大多是以零部件供应或合同分包的方式参与,工程国产化率达到84%。更重要的是,与国内设备企业合作的过程中,公司倡导产业链共赢的思路,既保证设备企业有合理利润,同时进一步降低工程造价。
“扣除通货膨胀率,哈郑工程的投资比向上工程和锦苏工程还降低了5%~10%。”刘泽洪自豪地说。在他眼里,随着近几年公司特高压直流建设步伐不断加快,一个以企业为主体、市场为导向、产学研合作,共同打造特高压直流产业链的格局已经形成。受益于此,一批国产电工装备企业的综合实力不断提升,如南瑞继保、许继、中电普瑞、沈电等已跻身世界领先水平厂商的行列,有的开始向国外输出技术和产品。
充满期待的还在后面。随着公司提出“以坚强智能电网承载和推动第三次工业革命”的重要观点,相信未来骨干网架进一步加强和智能电网建设的进一步推进,国产电工装备将迎来新的发展机遇。
“在今后的特高压直流工程建设中,我们将会进一步推进国产化,国产设备的比重也会越来越高。”刘泽洪表示。
打造和谐工程
如果说古代丝绸之路是以丝绸为开路先锋,开启了对外文化交流的大门,那么,如今的电力丝绸之路,则在肩负能源资源配置重任的同时,还传递着公司倡导的能源、经济、生态和谐发展的理念。
哈郑工程的送端地区——新疆资源丰富,煤炭预测储量2.19万亿吨,占全国预测储量的40%,陆上风能资源占全国总量的37%。不过由于自身消化能力有限,外送通道缺乏,资源难以有效转化。与此相对应的是,我国70%以上的能源需求集中在中东部。
刘泽洪告诉记者,大型能源基地和负荷中心相距上千公里,在负荷区建设电站,会带来煤炭资源供应、环境污染等问题;在能源基地建设电厂,现有的外送能力远满足不了长距离、大规模的电力输送,反而造成资源的浪费。解决问题
的路径只有一条,建设特高压电网。
作为公司落实中央新疆大开发战略的重要举措,哈郑工程投运后,新疆丰富的煤电和风电资源将源源不断送至中东部负荷中心地区,从而实现在全国范围优化配置能源和电力资源。而新疆的资源优势将转化为经济优势和产业优势,成为实现跨越式发展并推动西部大开发的新引擎。
据初步测算,借助哈郑工程这条能源大通道,额定功率运行下每年可向华中地区输电量500亿千瓦时以上,直接拉动新疆投资1000亿元,拉动河南GDP增长2500亿元,相当于运输煤炭2300万吨,减少排放二氧化碳4000万吨、二氧化硫33万吨,真正实现了能源、经济、环境的和谐发展。
而从具体层面来看,诸多隐形的设计和思考,同样折射出公司在工程建设与和谐发展方面追求最大的平衡。
以换流站建设为例。中州换流站是目前特高压直流换流站中占地面积最小的,仅有16.38公顷。建设单位通过压缩交流场和直流场之间的距离、各设备之间的间距以及通道宽度等,使中州站比原来规划节省了不少的占地。
“只要符合换流站生产运行和安全的要求,技术又可靠和经济,就应该采取合理的方式布置,尽量节约每一寸土地。”刘泽洪道出了背后的原因。
在这样的理念影响下,打造和谐工程的追求已经融入了施工的每一个环节。
哈郑线从送端换流站出来后,首先进入甘肃境内的戈壁滩。戈壁滩地区在以往的输电线路建设中,多采用钢筋混凝土开挖基础的方式,其未能充分利用戈壁地区的碎石土所具有的良好的抗剪性能,材料消耗量大,不利于环境保护。国网甘肃电力根据安全、运行、巡视等规范规程要求,首次采用戈壁碎石土地基掏挖基础,大大减少了挖填方量,有效降低了工程造价,减少了对原地貌和植被的破坏。
“如果我们各行各业都能注重环保和生态,企业对社会、环境包括企业自身的贡献也就更大。”刘泽洪语重心长地说。
团队不断成长
不仅如此,更值得关注的是,通过哈郑工程的锻炼,一批朝气蓬勃的直流建设队伍迅速成长起来,成为公司未来电网建设的宝贵财富。
丁扬告诉记者,哈郑工程的参建人员来自公司总部、直流建设分公司、送变电公司、物资公司、监理以及科研机构,其中30岁至40岁的中青年人占到三分之二以上,一些关键项目上甚至高达80%。
2012年,35岁的邹军峰来到哈郑工程中州换流站时,他意识到这里将成为自己新的战场。邹军峰是直流建设分公司中州换流站业主项目部经理,从事直流建设工作已经8年,曾先后参加和负责三峡输变电建设,宜都、灵宝、青岛等换流站项目建设。他所带领的团队共有20多人,平均年龄30来岁,不少员工具有丰富的直流工程建设管理经验。
对于这支团队而言,负责换流站建设应该是驾轻就熟的工作。然而,从接到任务的第一天起,他们就没有轻松过。
“哈郑工程是我参加过的直流建设项目中,最具挑战性的,也是责任最重的。”邹军峰深有感触地说。
哈郑工程有效工期不到20个月,是同类型工程中工期最短的,同时又是工程量最大、施工最复杂、要求最高的工程。以中州换流站建设为例,配置单相双绕组有载调压换流变压器28台,规划500千伏交流出线8回,本期建设6回,直流出线1回,接地极出线1回。不仅如此,由于站址土质为沙土,且地下水位高,地址条件复杂,且因为征地问题,工期拖延了2个多月。
邹军锋告诉记者,以前参加其他直流工程建设,地址条件简单,工期相对宽松,现在面对哈郑工程压力相当大。“最担心的是完成任务,全线都在干,唯独咱们步子慢了,这可不是小事。”回想当时的情况,邹军锋感慨道。
虽然在国网直流建设部和国网直流建设分公司以及国网河南电力公司的共同协调下,征地问题妥善解决。但留给邹军锋的时间已经不多了。
若按照传统的施工模式,根本没办法按期完成任务。邹军锋和项目部同事一道,白天在现场指挥处理工作,晚上讨论研究、确定技术方案、组织编写和审查评审报告。有时已经深夜,他们还驱车去现场。经过努力,这支年轻的团队,围绕直流工程的总体目标和工期规划,创造性地提出“分区移交”的工序新模式,即改串行施工为并行施工,交叉作业,平行推进。同时,为了保证安全和质量,各单位采用互查、监理专项检查以及业主项目专项检查的方式,层层把关,不留死角。
刚开始,有些施工单位不理解,认为为什么要等别人施工完了自己才能施工,为什么工程进行一半了要停下来等别人。业主项目的员工心里也不舒服,认为太折腾。
一天晚上,忙碌了一天的邹军峰约了施工单位、监理单位的负责人,连同业主项目部的员工,坐在一起和大家交心。他说,我们不能因为时间紧就放弃创新。要想在哈郑工程站稳脚跟,必须不断地学习和创新,让工程经得起历史的考验。
慢慢的,各参建单位意识开始转变,工程速度和优良率稳步提高。比邹军峰年长几岁的项目部执行经理陈绪德告诉记者,在中州换流站建设高峰期,现场曾有6家单位,上千名施工员,十多台汽车和工程机械,分多个作业面同时施工。“即便在这样的情况下,土建施工、电气安装、系统调试等所有建设任务,都是在规定期间内按质量一次性完成,这远远超出了我们当初的设想。”
哈郑工程的建设也激发一些刚参加工作的年轻人的热情。“很庆幸自己能参加这么重要的工程建设,可以和专家面对面学习,这些实践经验丰富和提升了我的理论知识,非常宝贵。”清华博士毕业仅2年多的专责杨鹏程深有感触地说。
年仅24岁、从清华毕业的刘超仍然记得刚来中州换流站时的情形。“当初还担心学了知识没有机会用,但经过这大半年的锻炼,我学到了许多书本上学不到的实践知识,这对我的成长非常有帮助,也让我更有信心参与到公司以后的项目建设中。”
不仅仅是邹军峰、杨鹏程、李超,还有很多来自其他参建单位的年轻建设者,当他们的同龄人在玩手机、看美剧、泡吧的时候,这些年轻人却在自己的岗位上坚守着自己的信念与目标。
“我希望看到我们的事业后继有人,愿意看到这些年轻人不断成长最终担负起直流建设的历史重任。”刘泽洪意味深长地说。