凤滩水电站工程位于沅陵县沅水支流酉水河上,是国内第一座大型空腹重力拱坝,见证着一个时代的科技奇迹。
党的十九届五中全会提出了国家“十四五”能源发展纲要,提出“要积极发展可再生能源,推进能源技术创新”,国网凤滩水电厂老旧机组改造项目孕育而生,也是国家电网为实现“双碳”目标迈出的坚实步履。
凤滩水电厂是上世纪七十年代修建的世界第一空腹重力拱坝,装机容量40万千瓦。为提高水资源利用效率,2004年实现了扩建增添两台机组,使装机容量增加到了80万千瓦。本次4号机组增容改造是对老旧机组逐台进行升级改造有机更新,实现每台机组增加1.5万千瓦,为国家实现”碳达峰、碳中和“发展战略添砖加瓦。

工程于2021年8月29日开工,截至2022年4月8日全面竣工,比计划工期提前22天。改造各项目部从战略和全局的高度,勇挑重担,用”三精“创“四稳”,实现了“五高”,锻造了一支队伍,创造出老旧机改造业内品牌。
“三方”合力 实现“三精”
精细化管理,创新发展。项目的精细化管理就是落实管理责任,将任务具体化、分工明确化、质量精细化。
2016年完成了《湖南凤滩水电厂增容改造工程可行性研究》报告,编写改造施工方案20个,选用技术先进、性能优良、运行稳定的转轮模型。为确保工程的顺利开展,2021年2月1日,凤滩老旧机组改造业主项目部、监理项目部、施工项目部”同时成立,2022年3月10日成立了以国网湖南省电力有限公司副总经理张孝军为主任委员的“机组改造启动验收委员会”。
工程于2018年7月6日通过湖南省发改委批准,在建设方、施工方、监理方的共同努力下,凤滩水电厂4号机增容改造于2021年8月23正式启动。计划工期为2021年08月28日至2022年4月30日,共246天。

精诚协作,克服困难。在组织措施,技术措施,安全措施和应急处置措施都优化完善后,凤滩水电厂4号机改造工程于2021年8月29日全面开工。
业主项目部对设备及物资的质量全面把关,并负责厂家及电科院等外来单位的工作协调,还要对施工中的技术攻关进行出谋划策。特别在疫情期间,业主方“疫”路关怀,共赴时艰。自开工以来哈尔滨已爆发4轮大规模疫情,对关键设备试验、质量见证、出厂验收、物资到货、工艺人员派驻等影响较大,特别是给现场工作造成被动。凤滩水电厂先后对哈尔滨电机厂来电厂人员(包括司机)进行人、货、车核酸采样100余人次,还开展了4次视频验收。
施工项目部由领导小组、安全监督组、质量监督组、后勤服务组组成。作业方面呈现出高处作业、吊装作业和交叉作业多,施工人员少尤其是专业技术人员缺乏的“三多一少”的特点。据施工项目部项目经理曾令桃介绍,改造高峰期投入人力不足80人,专业技术人员匮乏,关键时刻充分挖掘现有人员潜能,加班加点,在设备供应方哈尔滨电机厂驻厂代表、工艺代表通力配合下,最终层层攻克技术壁垒,实现完美收关。
监理项目部负责监理日常工作,负责沟通和协调,负责施工全过程旁站、关键工艺和工序的质量验收把关,做好业主项目部的参谋,遇到问题及时组织三方协商解决。
精控“四段”,工期提前。“三方”通力合作,加之领导亲力亲为,厂商及电厂密切配合,全体职工工作积极性高,执行力到位,对项目建设的推动作用显著,精控施工安全与工程质量,进度超出预期。
施工中要经历“四个阶段”。拆卸阶段:9月6日吊出转子,9月13日吊出水涡轮,9月29日转子中心体分解转运,9月30日定子分解转运出厂房。装配阶段:10月1日起进入装配阶段,12月19日定子下线完毕,2022年1月15日定子装配整体试验验收合格,2月19日导水机构预装完成。装复阶段:2月19日吊入水涡轮,2月24日吊入转子,3月27日机组设备安装全部完成,标志着所有设备单体调试已完成,具备无水试验条件。试验阶段:从3月28起开展包括调速器系统、励磁系统、监控系统以及机组稳定性等28项调试试验全面铺开,直至4月8日全部试验完毕,全部验收合格。“如若各项试验顺利通过,预计工期比计划提前22天。”厂长周立华激动地说。
采用四“新” 实现四“稳”
对“新技术、新材料、新设备、新工艺”的采用,是本次改造最大的亮点。据凤滩检修部副主任李孝凯介绍:”这次改造不是修旧如新,而是能改全改,焕然一新。只有这样,才能从根本上解决汽蚀多发、腐蚀加快、振动加剧等毛病,确实“稳”定生产,实现本质安全!”
“稳”基础。“基础不牢,地动山摇。”这是电力生产系统总结出来的规律。设备是电力生产的基础,稳定了设备就是抓住了问题的”根“。水系统中的锈管和埋管全部换成了明管,材料也换成了不锈钢,不仅增加了管道刚强度,更是彻底实现了“不锈”和“不漏”,让设备锈蚀从此“拜拜”。当然,更换的还有很多,尤其包括转轮和定转子等。由于采用新材料和新工艺,使得设备的绝缘等级由B级升为F级,实现了耐温和耐压等级的性能突变。为了解决振动的难题,水电公司联合哈电厂家多轮次开发转轮模型试验,优中选优,并由第三方北京水科院技术鉴定,目的是确保实现转轮出力、效率、压力脉动等关键指标达到或者优于合同要求。
4月7日上午的机组带负载试验结果表明,试验水头下可以全负荷稳定运行,机组稳定性能优秀,最小振动值小于0.001毫米。本次改造拓宽了机组安全稳定运行的负荷区间,由45%至100%拓宽到0至100%,实现了国内改造机组的首创,该技术达到或超过世界先进水平。
“稳”电网。风能、太阳能的并网,给以水、火电支撑的电网稳定运行带来了严峻挑战,尤其是风能对系统的影响。试验表明,当前水头下增容改造后的机组实现全负荷区间无振动运行,保证了系统负荷频率适时变化灵活机动的需要,改造后的机组能很好发挥出调频、调峰及系统备用的性能,让电网更平稳,运行风险更小,在国民经济建设中贡献更大。凤滩老旧机组升级改造无疑是深度挖潜增效的优质水电资源,为稳定电网运行,加强能源保障能力建设开辟了新思路。
“稳”建筑物。机组改造增大了凤滩水库汛期弃水的利用效率,有利于节水增发电量,有利于公司提质增效,有利于国家“碳达峰、碳中和”,对建筑物的洪水危害以及由于机组振动引起的建筑物位移的危害也大大降低。改造后的机组更适应AGC运行及频繁开停机的大电网新要求,同时消除了转轮引水板焊缝易开裂的安全隐患,把对建筑物的可能性危害程度降低到最小。
“稳”人心。新机组的稳定、新机组的高效、新机组的更安全、环保、节能,实现人机和谐。改造机组通过新技术应用,提高了机组的自动化和智能化水平,更有利于电厂后期运维管理和智能水电厂建设,适应未来水电厂的状态化检修、远程集控、无人值班的发展趋势。新机组的安全、稳定、可靠,让运行人员更省心,更放心地参与电网深度调频、调峰和旋转备用;同时设备稳定运行,振动磨损小,机组性能高,维护小,让维护检修人员劳动强度得到彻底释放,更有利于实现状态检修。

“五爱”合璧 铸造“五高”
凤滩水电厂有一支技术过硬、作风硬朗、爱岗敬业的队伍,正是他们甘当凤滩发展、进步的铺路石,才使改造跨障渡险攀上新高峰。
不惧困难爱付出。张斌和唐杰是水系统改造的负责人和工作班成员,这个系统改造复杂,难度大超出了预期。在长达200余天的施工中,二人凭着对事业的忠诚和热爱,克服家庭困难,无论是自身身体微恙,还是需要照看准备高考的女儿,他们自始至终没有离开项目一刻,用爱为工程助力。
不下火线爱岗位。退休却仍在上班的杨春梅,作为女中豪杰的她一直坚守在门机上,她的敬业和专注是有目共睹,因为缺人,她退而不休,继续为工程服务,有时仍然一天工作十多个小时,不抱怨、不叫苦、不请假,关键时刻不下火线。风雨无阻爱奉献。符祖安负责着部门的安全准入、安全把关、安全监督,放弃春节回家与亲人团聚的机会,坚守工地,把现场安全打理得井然有序,从没有出现过违章现场,是实实在在的安全施工“好管家”。

团结合作爱项目。施工方湖南省电网工程有限公司是一个团结的团队,曾令桃、全海军、严奇、李孝凯、贾文伟、高鹏、符海涛、杨志强、梅志峰等和大家一起长期坚守工作现场,形成了一股强大的合力,发挥着管理、技术上的榜样作用,牺牲双休和闲暇时光是”家常便饭“,几乎到了”忘我工作“的境地。
爱拼真的才会赢。改造中遇到的技术难题多,关键时刻,业主、施工、监理联合设备供应方哈尔滨电机厂驻厂代表、工艺代表,参建各方在厂长和书记的带领下时刻保持事不过夜的劲头,通力拼搏,克服重重困难,攻克了近十项安装技术难点,提出了50余项优化设计的建议或意见,为后续改造积累了宝贵经验。
增容改造后,水能利用率提高了5.87%,发电机效率提高了1.6%,全部改造完成后,同等水头和流量下每年可增发电量约1.2亿千瓦时。此外,改造后的机组安全稳定运行性能更好,更节能,更环保,智能化运行基础更好。另外,项目施工管理水平和职工检修技能得到极大提高。
举“一”杆旗 改“两”台机
4月12日10时10分,随着厂长周立华大声宣布:“一次启动投运,一次并网成功”标志着凤滩老旧机组改造工程暨4号机组增容改造项目胜利完工。
凤滩水电厂在任务重、工期短、技术复杂、施工难度大,疫情复杂的条件下不等不靠,主动担当作为,高标准地完成了4号机组增容改造任务,积累了在艰苦条件下保证组织得力、工艺精湛、安装精良的宝贵经验,在电厂同行及公司系统内树立起一个标杆,凤滩老旧机组改造堪称国内的样板工程。
4号机组增容改造的成功,实现老旧机组的充分挖潜赋能,充分发挥出水电调节的最强作用。下一步,凤滩水电厂将按计划开展3号、1号机组的增容改造,至2024年机组全部改造完成后,凤滩水电厂装机容量会增加4.5万千瓦,相当于新建一座小型水电站,实现最小投入发挥最大的效益。
运行43年的凤滩水电厂,累计发电量达870亿千瓦时,为湖南经济发展创造了巨大的经济效益和社会效益。而今,她秉承“人民电业为人民”的企业宗旨,为千家万户输送清洁能源。一代代水电人如同五线谱上一个个跳动的音符,用诚信、责任、创新和奉献谱写出一曲动听的“低碳”乐章,为党的“二十大“胜利召开献上一份厚礼。
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