中國三峽集團(tuán)：建設(shè)世界最大清潔能源走廊 實(shí)現(xiàn)“水電引領(lǐng)”

　　黨的十八大以來的十年，是中國水電事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展勇攀世界高峰的十年。

　　三峽集團(tuán)承前啟后，帶動水電全產(chǎn)業(yè)鏈攻堅(jiān)克難，實(shí)現(xiàn)了水電裝備自主設(shè)計、自主制造和重要材料的全國產(chǎn)化，走出了一條具有三峽特色的創(chuàng)新之路。今天的三峽集團(tuán)，已通過建設(shè)運(yùn)營世界最大清潔能源走廊，成為名副其實(shí)的水電原創(chuàng)技術(shù)“策源地”。

　　接續(xù)開拓發(fā)展 實(shí)現(xiàn)“水電引領(lǐng)”

　　三峽工程建成后，三峽集團(tuán)揮師西進(jìn)，啟動金沙江下游梯級水電站開發(fā)建設(shè)。面對金沙江得天獨(dú)厚的水能資源，三峽集團(tuán)聯(lián)合國內(nèi)水電裝備設(shè)計制造企業(yè)，在水電重大技術(shù)裝備領(lǐng)域不斷刷新紀(jì)錄。2012年，向家壩水電站首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，國產(chǎn)機(jī)組成功實(shí)現(xiàn)70萬千瓦向80萬千瓦的跨越。

航拍向家壩水電站

　　2021年6月28日，白鶴灘水電站首批100萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組順利投產(chǎn)，在引領(lǐng)世界水電發(fā)展征程上實(shí)現(xiàn)了新突破。

　　機(jī)組容量提升的背后，是新材料、新工藝、新設(shè)備和新技術(shù)的全面研發(fā)與應(yīng)用，是貫穿設(shè)計開發(fā)、材料采購、加工生產(chǎn)、部件裝配、出廠驗(yàn)收到機(jī)組運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新。

　　隨著金沙江下游四座梯級電站相繼投產(chǎn)，我國水電重大裝備實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。三峽集團(tuán)突破并掌握了70萬千瓦至100萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組研制核心技術(shù)，目前全球大于70萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組全部在三峽集團(tuán)。

白鶴灘左岸地下電站全景

　　“三峽集團(tuán)通過聯(lián)合攻關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)制定、協(xié)同研發(fā)，引領(lǐng)中國水電全產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)自主設(shè)計、自主制造、自主知識產(chǎn)權(quán)和重要原材料的全國產(chǎn)化，填補(bǔ)了國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的空白，實(shí)現(xiàn)了從‘中國制造’到‘中國創(chuàng)造’的轉(zhuǎn)變，使我國水電裝備制造技術(shù)跨入世界領(lǐng)先地位。”中國工程院院士、三峽集團(tuán)原總工程師張超然這樣評價水電機(jī)組國產(chǎn)化歷程。

　　國產(chǎn)化機(jī)組裝機(jī)容量節(jié)節(jié)攀升的同時，我國拱壩建造也進(jìn)入了“智能”時代。

　　在白鶴灘工程建設(shè)管理中心，工作人員用鼠標(biāo)輕輕一點(diǎn)，關(guān)于大壩的全部信息就出現(xiàn)在大屏之上。

　　大壩施工期間，一個集成BIM、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等前沿信息技術(shù)的系統(tǒng)，通過埋設(shè)在大壩身體里的上萬支監(jiān)測儀器，24小時不間斷地采集澆筑進(jìn)度、混凝土溫度、環(huán)境溫度、濕度等數(shù)據(jù)，并根據(jù)大壩需要采取相應(yīng)措施，確保大壩時刻處于最“舒適”的狀態(tài)。

　　早在溪洛渡大壩建造時，三峽集團(tuán)就創(chuàng)新建立了一套全過程、全方位、全生命周期的仿真系統(tǒng)，溪洛渡大壩一旦出現(xiàn)“頭疼腦熱”，便能及時準(zhǔn)確地“匯報病情”，為技術(shù)人員“對癥下藥”提供依據(jù)。

　　烏東德、白鶴灘在溪洛渡智能建造的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，為傳統(tǒng)建造行業(yè)的數(shù)字化、智能化提供了“三峽樣板”。

　　串珠成鏈 勇當(dāng)產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長”

　　2017年4月，白鶴灘大壩的第一倉混凝土抵達(dá)倉面。1510天后，一座最大壩高289米、壩頂弧長709米的巨型建筑屹立在金沙江上。

航拍白鶴灘水電站大壩上下游面形象

　　構(gòu)成這座雄偉大壩的是一種名為“低熱水泥混凝土”的材料，它能有效降低混凝土的最高溫度，提高混凝土抗裂安全能力。

　　雖然低熱水泥混凝土優(yōu)點(diǎn)眾多，但由于國內(nèi)外建造行業(yè)對它的發(fā)熱規(guī)律和后續(xù)養(yǎng)護(hù)措施掌握不夠充分，屬于它的大規(guī)模應(yīng)用場景始終沒有到來。直到烏東德、白鶴灘水電站的建設(shè)，低熱水泥混凝土才迎來了“主角”時刻。

　　“三峽集團(tuán)率先在烏東德、白鶴灘特高拱壩全壩采用低熱水泥混凝土新技術(shù)，為建造包括‘無縫大壩’在內(nèi)的混凝土工程提供了重要的技術(shù)支撐。”張超然介紹說。

　　為了建設(shè)“無縫大壩”等優(yōu)質(zhì)混凝土工程，三峽集團(tuán)踏出了關(guān)鍵一步。三峽集團(tuán)聯(lián)合相關(guān)企業(yè)和科研單位，首次制定了水工混凝土低熱水泥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，形成了一整套低熱水泥混凝土施工工法和工藝，研發(fā)出相配套的溫控防裂技術(shù)，為低熱水泥混凝土大規(guī)模推廣運(yùn)用創(chuàng)造了條件。

　　隨著烏東德、白鶴灘兩座大壩的建成，低熱水泥混凝土的優(yōu)點(diǎn)不斷顯現(xiàn)，與之配合的各種施工方案得到了優(yōu)化和驗(yàn)證，開創(chuàng)了高拱壩大體積溫控防裂的新途徑，“無壩不裂”這一困擾水電行業(yè)多年的難題成為了歷史。

航拍烏東德大壩

　　兩座巨型水電站對低熱水泥混凝土的龐大需求量，帶動了相關(guān)廠商原材料供應(yīng)鏈技術(shù)發(fā)展，提升了產(chǎn)品質(zhì)量以及供應(yīng)能力。對低熱水泥混凝土的研究和運(yùn)用，打通了創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的最后一公里。

　　低熱水泥混凝土規(guī)模化應(yīng)用是近年來三峽集團(tuán)“研有所用”的一個縮影。在烏東德、白鶴灘建設(shè)過程中，三峽集團(tuán)攜手主體設(shè)計院、相關(guān)參建單位及生產(chǎn)廠商，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)800Mpa高強(qiáng)鋼首次大規(guī)模運(yùn)用、550kV特大容量組合式變壓器的核心部件——高磁感取向硅鋼片國產(chǎn)化等重大突破。通過新材料、新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)應(yīng)用，三峽集團(tuán)在形成大水電建造和運(yùn)營核心技術(shù)的同時，帶動了全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

　　深入世界水電“無人區(qū)”

　　“總裝機(jī)容量達(dá)7169.5萬千瓦，占全國水電裝機(jī)總量的近19%，是長江流域防洪安全、航運(yùn)安全、生態(tài)安全、水資源安全和能源安全的基石。”張超然這樣評價世界最大清潔能源走廊。

　　建設(shè)好、運(yùn)營好世界最大清潔能源走廊，是三峽集團(tuán)的使命。黨的十八大以來，三峽集團(tuán)積極發(fā)揮科技創(chuàng)新主力軍作用，在建設(shè)運(yùn)營世界最大清潔能源走廊的征途中，以解決實(shí)際問題為導(dǎo)向，深入世界水電“無人區(qū)”，開展全過程創(chuàng)新，不斷夯實(shí)中國水電的世界引領(lǐng)地位。

　　金沙江下游有著豐富的水能資源，也有著復(fù)雜的地質(zhì)條件，想要在這里建好四座巨型水電站，需面對一系列世界級難題。

　　溪洛渡水電站地下洞室群開挖量足足有874萬立方米，曾是已建水電站的世界之最，在不到1平方公里內(nèi)有近百條洞室縱橫交錯。在開挖如此巨大的地下洞室過程中，稍有不慎，就可能引起巖體開裂破壞甚至塌方，影響施工和后期運(yùn)行安全。

航拍溪洛渡水電站

　　三峽集團(tuán)首創(chuàng)地下洞室群圍巖穩(wěn)定、變形控制實(shí)時監(jiān)測與反饋分析系統(tǒng)，利用監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析研究，用電腦來模擬巖體的應(yīng)力、變形等特性，從而判斷巖體當(dāng)前和長期的穩(wěn)定性。

　　建設(shè)過程中，三峽集團(tuán)提出了地下洞室開挖與支護(hù)精細(xì)化、個性化的成套施工技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化工藝工法，針對不同部位和不同的應(yīng)力條件，采取不同的施工手段。

　　“監(jiān)測成果表明，溪洛渡地下洞室群圍巖穩(wěn)定、安全可靠。”張超然說。

　　針對巨型地下洞室群圍巖變形與穩(wěn)定控制的成套技術(shù)，經(jīng)過規(guī)模更大、地質(zhì)條件更復(fù)雜的白鶴灘地下洞室群建設(shè)，得到進(jìn)一步驗(yàn)證與提升。

　　近年來，傳統(tǒng)能源行業(yè)紛紛開始數(shù)字化轉(zhuǎn)型，三峽集團(tuán)積極利用現(xiàn)代信息技術(shù)，為世界最大清潔能源走廊高效發(fā)揮發(fā)電、防洪、航運(yùn)等綜合效益提供了數(shù)字化方案。

　　在三峽集團(tuán)運(yùn)營的水電站里，總能看見這樣的工作場景，技術(shù)人員只需使用手機(jī)或平板，就能完成包括設(shè)備維護(hù)管理、運(yùn)行調(diào)度管理、安全可靠性監(jiān)測、文檔管理在內(nèi)的各項(xiàng)任務(wù)。

　　便捷的工作流程源于三峽集團(tuán)研發(fā)的電廠運(yùn)行管理信息系統(tǒng)(ePMS)。ePMS是一個協(xié)同、集成的電力生產(chǎn)經(jīng)營管理信息化應(yīng)用平臺，實(shí)現(xiàn)了在同一套應(yīng)用系統(tǒng)里對多個電站電力生產(chǎn)管理活動的集中管理，用數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn)了電力生產(chǎn)“精益運(yùn)行、精心維護(hù)、精確調(diào)度”。隨著ePMS的廣泛運(yùn)用和不斷優(yōu)化，三峽集團(tuán)不僅保障了流域梯級樞紐安全穩(wěn)定高效運(yùn)行，更是創(chuàng)造了人均運(yùn)營5萬千瓦水電裝機(jī)的世界紀(jì)錄。

　　三峽集團(tuán)面向世界最大清潔能源走廊，走出了一條以國家重大工程項(xiàng)目為載體，以解決建設(shè)運(yùn)營中的實(shí)際問題為導(dǎo)向，以產(chǎn)學(xué)研用一體化發(fā)展為紐帶，以資金等要素投入為保障，提供首臺首套應(yīng)用場景，最終推動重大裝備和關(guān)鍵核心技術(shù)國產(chǎn)化的三峽特色創(chuàng)新之路。這條創(chuàng)新之路結(jié)下的累累碩果，正為綠色中國帶來澎湃電力，不斷鞏固著中國水電的世界引領(lǐng)地位。