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丰满水电站蝶变新生

发布时间: 2019-09-23   来源:本站编辑  作者:高雅 韩冰

pk10开奖  9月20日,丰满水电站全面治理(重建)工程首台机组——1号机组正式投产发电,老丰满开始重焕青春的光彩。

  横跨美丽的松花江、兴建于1937年的丰满水电站,是我国最早的大型水电厂,素有“中国水电之母”的称号。历史上的丰满水电站连接着辽、吉、黑三省电网,承担着东北电网的调峰、调频、调相、事故及检修备用等任务,担负着发电、防洪、灌溉、城市的生产生活用水等重要任务,曾对东北地区的经济发展起到至关重要的作用。

  重建后的丰满水电站社会、经济和环境效益更加显著,崭新的丰满水电站将被打造成为绿色能源基地、教育培训基地、旅游观光基地和经济可持续发展基地,为全面带动地区经济建设发挥新的重要作用。

  论证——彻底解决,不留后患

pk10开奖  站在丰满老坝未拆除的右岸坝段上,入目的是三块石头一样的混凝土样块。从外表上看,这三块混凝土样块骨料堆积、层间结合差、结构松散。“这三块混凝土样块分别是从日伪时期浇筑的丰满老坝16、23、28坝段内部取出的。受历史条件限制,大坝设计和施工技术水平较低,建筑材料、施工质量较差。可以说,大坝在建成之初就存在着诸多严重的先天性缺陷。”丰满建设局副总工程师孟继慧介绍。

  因为先天不足,建好之后的丰满大坝,一直伴随着补强加固措施。2003~2005年,在丰满大坝第二次安全定期检查中,国家电监会大坝安全监察中心组织院士和权威专家对丰满大坝问题进行了全面梳理和诊断,鉴定结论将丰满大坝安全等级评为“病坝”。

  既是病,就要治。如何根治丰满大坝之病经历了一个漫长的论证过程。

pk10开奖  2006年2月,国家电网公司向国家发改委报送《关于丰满发电厂水库大坝全面加固工程按基本建设程序开展前期工作的请示》,并在当年4月得到批复,同时确定了“彻底解决、不留后患、技术可行、经济合理”的工作原则。

  此后,相关专家从“加固”和“重建”两个方面论证了七个方案,经过多次比选,“下游重建”和“灌浆加固”被确定为重点研究方案。

pk10开奖  2009年7月,国家电网公司召开了丰满水电站大坝全面治理工程方案论证会,会议成立了以潘家铮院士为组长,国内相关院士、设计大师和专家组成的13人专家组,全面开展了方案论证比选工作。在充分听取与会各方面代表意见的基础上,专家组最终选择了下游重建方案。

  “这个选择主要是基于技术可行性、治理效果等方面,更重要的是安全考虑。丰满大坝的安全直接关系到下游吉林、哈尔滨等11个县(市)人民生命财产安全和黑龙江、吉林两省经济社会的发展。不夸张地说,如果丰满大坝垮了,半个东北都要受牵连。”孟继慧说。

  纵然补强加固措施从未间断,但大坝先天缺陷却难以根除,正如潘家铮院士指出:“丰满病坝的治理是个老大难问题,已经困扰我们几十年了。方案取舍实质上是值不值得多花30亿元换取工程安全保障度的增加和现代化改进。专家组的意见是肯定的。”

pk10开奖  2012年10月11日,丰满水电站全面治理(重建)工程获得核准,当月29日开工建设。重建工程是在原大坝下游120米处新建一座大坝,并保留电站原三期2台14万千瓦国产机组,新建6台单机20万千瓦国产混流式水轮发电机组,电站总装机容量达到148万千瓦,较原装机容量增加近48万千瓦,年均发电量17.09亿千瓦时,工程总工期78个月。

  新建大坝工程于2014年7月开工,2018年12月12日,丰满水电站旧坝体首次爆破成功。老坝拆除期间,通过白山水库和丰满水库联合调度,在保证防洪度汛安全的同时确保下游供水需求。

pk10开奖  2019年5月20日11时16分,随着丰满水电站老坝预留的挡水坎被炸开一个缺口,松花湖水通过缺口缓缓涌向新建的丰满大坝,新坝和老坝间首次开始充水。运行了80年之久的丰满老坝正式退出历史舞台,与此同时,建设了5年的新坝正式投入使用。

  建设——用技术让质量更可靠

  “大坝新建之前,我们一直在想,要建成一个什么样的大坝?建设过程中怎么管理?怎么给以后的维修留下可靠的资料?”孟继慧说。这些问题都需要技术手段来解决,随着大数据、互联网等技术的发展,留下数字化档案的想法逐渐演变成全程可视、实时传送、智能处理、业务协同的三维立体的“智慧丰满”基建管控系统平台。

pk10开奖  在“智慧丰满”基建管控系统上可以清晰地看到大坝重建工程所有环节的细节。“感知、网络、平台、应用全部都有,可以说,‘智慧丰满’就是泛在电力物联的典型应用。”孟继慧说。

pk10开奖  实体工程怎样筑起一寸大坝、浇灌一立方米混凝土、敷设一段电缆,通过“智慧丰满”基建管控系统,电脑都可以丝毫不差地建设另一个数字模拟电站。工程完工时,建设者们会交出两个工程,一个是工地上的实体工程,一个是在计算机中生成的数字虚拟工程。

pk10开奖  随意选取一段混凝土,在“智慧丰满”基建管控系统平台上,可以看到有两块相对应的画面,一个是施工时现场监控录像,一个是碾压后的混凝土颜色,绿色显示合格,其他颜色需要重新返工。“经过混凝土的抗冻、抗渗和抗压等生产性实验,我们认为新坝需要碾压十遍,但碾压遍数很难目测,碾压车驾驶员自己也容易弄混,这个系统就解决了这个问题。当碾压遍数不同时对应的颜色也不同,驾驶员可以通过颜色变化来确定并更正自己的操作。”时任丰满建设局工程部主任刘亚莲说。

pk10开奖  在以往的工程建设中,碾压车施工时要有专人在现场盯守,并在施工后取样检测,防止发生漏压、少压等影响大坝筑造质量的问题。然而,人力终究有限,无法面面俱到,而且有一定主观性,导致无法客观评估整个层面的碾压质量。

  “智慧丰满”中的碾压质量监控技术彻底解决了这一问题。通过在碾压设备上安装集成有高精度GPS接收机的监测设备装置,对碾压车的路线、速度、碾压参数等进行实时监控、记录,通过实际数据的分析得出碾压质量的综合评价。一旦出现不符合质量要求的情况,系统会自动向质检、监理人员报警,并提醒碾压车驾驶员更正。此外,这些碾压数据还会保存下来,为大坝以后的维护提供依据。

  应用在丰满大坝上的技术还有很多。大坝混凝土碾压智能监测系统、大坝防裂动态智能温控系统、灌浆检测分析可视化信息系统、全视频监控系统、移动安监系统等15个子系统共同组成了“智慧丰满”基建管控系统。这个系统的应用让丰满重建工程全程可控、能控、在控,并多次创下工程纪录。

  走进大坝的厂房内,入目的就是一个水轮机转轮模型。转轮被称作水轮发电机组的“心脏”,它的制造质量至关重要。“为了把丰满水电站做好,我们‘量体裁衣’,以丰满水电站近80年的机组运行数据为基础,结合水情、电情,开发了13个新转轮模型,最后优中选优确定选取第11个。”哈尔滨电机厂有限责任公司大电机研究所副所长覃大清说。

  东北风电丰富,丰满水电站调峰的作用远大于发电的作用,如何在调峰时保证稳定性是转轮模型的最大挑战。现在水电机组的稳定运行基本需要在50%以上出力运行,但丰满水电站可以做到25%以上,摆度做到了0.04毫米左右,而一般水轮机达到0.2~0.3毫米就算是性能优良。

  这种不留遗憾、精益求精的工艺随处可见,厂房的清水混凝土整体浇筑,一次成优;所有盘柜统一样式、板材、尺寸、厚度;按电压等级分层的电缆,都是一样的绑扎方式与间距,一眼望去非常整齐。

  环保——不留遗憾,做到最好

pk10开奖  历史上的丰满大坝自1953年以来20余次放流,对松花江流域下游的防洪、灌溉起到了至关重要的作用。新建的大坝则实现500年一遇设计、万年一遇校核,泄洪能力达到每秒20830立方米,从根本上保证松花江沿岸的安全,同时通过丰满水库的调节,承担下游城市及环境用水。

  新建的大坝不仅质量强,还将环保理念贯彻始终。“丰满重建工程地处AAAA级风景区,水电站必须实现经济效益与生态环境可持续协调发展,将对周边环境的影响降到最低。”国网新源公司总工程师、丰满建设局局长王永潭说。继1号机组投产后,丰满重建工程2号机组计划于今年10月投产,最后一台机组将于2020年9月并网发电。6台机组全部投产后,每年将减少二氧化碳排放量约152万吨,机组跑冒滴漏现象将得到彻底根治,松花江流域水质将更加优良。

  过鱼设施是丰满水电站重建工程中着重考虑的一环。大坝主体过鱼设施包括“集鱼系统+升鱼机+放流系统”,整体位于枢纽右岸。集鱼系统环绕厂房尾水渠布置,按照尾水水位变化幅度,鱼道全程在4个高程设置了6个进口,结合运行实际调整开启方式。过鱼设施可自动将集鱼系统内的鱼通过升鱼机系统升到坝顶,并送到运渔船上,然后放流。

  除了大坝的过鱼设施,丰满水电站还以重建工程为契机,新增了永庆反调节水库鱼道,修复松花江467千米长的鱼类生态环境,保证鱼类洄游通道的畅通。

pk10开奖  同时,为了调节下泄水温,保护下游水生态环境,丰满水电站利用老坝拆除下来的剩余岩坎,形成前置挡墙。多种环保措施使得坝下水质、水生态及上下游生物多样性得到改善和保护。

pk10开奖  每到冬季,尽管松花湖上一抹如镜、冰冻如铁,但冰层下面几十米深的水仍能保持4摄氏度的水温,湖水从丰满水电站的水轮机流出,水温和地面温差经常在30摄氏度左右,温差使江水产生雾气,沿江十里长堤,苍松林立,在一定的气压、风向、温度等条件作用下,大量的雾气遇冷凝结在树枝上,形成了雾凇景观。重建后丰满水电站通过新机组和原三期机组联合发电,保护了雾凇景观形成的条件。

      关键词: 丰满水电
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