【新闻】新疆若羌抽水蓄能电站主体工程全面启动 构建南疆新型电力系统核心支撑

2025-03-05

在国家能源局《抽水蓄能中长期发展规划(2021—2035年)》战略指引下,新疆巴音郭楞蒙古自治州若羌县迎来重大能源基础设施建设突破。作为国家"十四五"规划重点工程和南疆首个千万千瓦级抽水蓄能基地的启动项目,若羌抽水蓄能电站主体工程于2023年9月25日正式进入全面施工阶段。该工程总投资165.25亿元,总装机容量210万千瓦,设计年发电量26.25亿千瓦时,预计2030年9月底实现首台机组并网发电,建成后将承担南疆电网40%的调峰容量需求。

一、工程规划与技术体系创新
电站选址于若羌县城南36公里处的铁干里克镇,地处北纬39°02'、东经88°10'的若羌河左岸山麓带,属典型的大陆性干旱气候区,年蒸发量达2800毫米。枢纽工程由上水库、下水库、输水系统、地下厂房及补水系统四大单元组成,其中上水库位于若羌河出山口左岸山顶台地,采用沥青混凝土面板全库盆防渗结构,最大坝高95米,坝顶长度487米,正常蓄水位1635米,调节库容884万立方米;下水库位于3号冲沟中下游段,主坝为混凝土面板堆石坝,最大坝高113米,坝顶长度894米,总库容914万立方米,形成652米的额定发电水头,水能利用率达82.7%。

输水系统工程采用"三洞六机"布置方案,高压管道水平长度2357米,内径5.2米,最大承受水头735米,管材选用NK-HITEN610U2高强度钢板,屈服强度≥610MPa,壁厚从38mm渐变至52mm,焊缝经100%超声波探伤和磁粉检测。在压力钢管防腐处理中,创新应用三层复合防护体系:底层为80μm厚环氧富锌底漆,中间层为150μm厚云铁环氧漆,面层为200μm厚聚氨酯面漆,设计防腐寿命超过30年。调压室采用阻抗式结构,直径16米,高度72米,设置三道环形加强肋板。

机组选型配置6台单机容量350MW的立轴混流可逆式机组,转轮直径4.75米,额定转速375r/min,最大过流量295m³/s。发电电动机采用全空冷结构,额定电压18kV,额定功率因数0.9(发电工况)、0.95(抽水工况),定子绕组温升控制在65K以内。调速系统集成PID控制算法和模糊逻辑补偿,调节精度达±0.05Hz,可在120秒内完成空载至满负荷转换。球阀装置采用双密封结构,活门直径2.8米,操作油压16MPa,漏水量控制在0.5L/s以内。

二、地质条件与工程处理技术
工程区域地质构造复杂,穿越F12、F23、F31三条Ⅱ类断层及五条Ⅲ类断层,最大断层破碎带宽18米,岩体完整性系数BQ值在280-350之间。施工团队建立三维地质模型进行动态设计,采用TSP203超前地质预报系统,结合钻孔摄像技术,实现掌子面前方50米范围内的地质精准预测。主厂房轴线经优化调整为N15°E,与最大主应力方向形成15°夹角,围岩变形量控制在3.2mm以内。在F23断层处理中,创新应用"超前管棚+径向注浆"复合支护技术,使用Φ108×8mm无缝钢管,环向间距40cm,纵向搭接长度3米,注浆压力控制在1.5-2.0MPa,浆液扩散半径达2.8米。

地下厂房洞室群开挖总量135万立方米,主厂房尺寸为168m×25m×55m(长×宽×高),采用"分层分块"开挖法,每层开挖高度控制在8-10米。爆破作业使用电子雷管微差起爆技术,单段最大药量限制在90kg,爆破振动速度严格限制在5cm/s以内,半孔率保持92%以上。岩锚梁施工采用C40硅粉混凝土,埋设Φ32精轧螺纹钢锚杆,锚杆间距1.2m×1.2m,预紧力施加至280kN,成型精度误差±2mm。在洞室支护中,采用预应力锚索与钢纤维喷混凝土组合结构,锚索长度25m,设计承载力2000kN,喷层厚度15cm,抗压强度不低于C25。

三、智能建造与数字化管控体系
项目构建BIM+GIS三维协同管理平台,集成1500个物联网监测点,实时采集施工数据。混凝土生产系统配置2座HZS240型智能拌和楼,通过温度联动控制系统,将夏季出机口温度控制在12℃以下,骨料预冷采用液氮喷射技术,降温幅度达15℃。在温控防裂方面,埋设分布式光纤测温系统,监测点间距0.5米,实现大体积混凝土内部温度场24小时可视化监控,确保内部最高温度不超过55℃,内外温差≤20℃。

运输系统配备12台无人驾驶矿卡,通过5G网络实现厘米级定位精度,运输效率提升38%,燃油消耗降低22%。钢筋加工中心配置智能弯曲中心和数控锯切生产线,日均加工能力220吨,材料利用率达98.7%,较传统工艺提高12个百分点。质量追溯系统应用区块链技术,建立从砂石骨料到机组设备的全生命周期电子档案,数据存证量超过2.5TB,实现质量责任可追溯周期达30年。

四、生态环境综合防护体系
工程建设严格执行生态保护红线制度,划定500米生态退缩区,施工扬尘控制TSP日均浓度≤0.3mg/m³,噪声昼间≤65dB(A)、夜间≤55dB(A)。创新实施"表土剥离-集中存放-生态修复"模式,累计剥离表土46万立方米,建设23.6公顷珍稀植物迁地保护园,成功移植国家二级保护植物紫斑牡丹124株、太行花86丛,移植成活率达96.3%。水土保持工程采用"工程措施+植物措施+临时防护"综合体系,布设浆砌石排水沟42.6公里、沉沙池58座,实施边坡绿化19.3万平方米,选配紫穗槐、多花胡枝子等6种乡土植物进行生态修复,植被恢复率98.5%。

施工废水处理系统采用"旋流沉淀+气浮+MBR膜"三级工艺,设计处理能力2000m³/d,出水CODcr≤30mg/L、SS≤20mg/L,回用率85%。生态流量保障系统设置直径1.2米的生态流量管,施工期下泄流量不低于0.85m³/s,配套建设鱼类增殖站,年增殖放流新疆裸重唇鱼苗15万尾,鱼苗成活率超过85%。空气质量控制配置18台雾炮机和3套车辆自动冲洗装置,PM2.5浓度控制在35μg/m³以下。

五、社会经济带动效应分析
工程建设期直接投资165.25亿元,其中机电设备购置费占比28.7%(47.4亿元),建筑工程费占比41.2%(68.1亿元)。施工高峰期将直接提供4500个就业岗位,其中技术工种占比65%,预计为当地居民创造劳务收入4.8亿元/年。配套产业带动水泥消耗85万吨、钢材12万吨,激活运输车辆320台,形成年产值7.2亿元的建材物流产业集群。移民安置工程妥善搬迁137户428人,建设移民新村住宅2.7万平方米,配套500亩特色经济林和年出栏1万头的生态养殖场,户均年增收可达4.5万元。

电站投运后,每年可为电网提供调峰电量21.9亿kWh,替代燃煤机组减少标准煤耗134.5万吨,相当于减排二氧化碳404.6万吨、氮氧化物1.03万吨。在电力辅助服务方面,机组具备±10%额定容量的AGC调节能力,调频响应时间≤15秒,可有效平抑风电、光伏出力波动。经华北电力设计院仿真计算,项目投运可使南疆电网新能源消纳能力提升2.3个百分点,电网频率合格率提高至99.98%,电压合格率提升0.7个百分点。

六、工程进度与质量控制体系
项目总工期81个月,分筹建期(24个月)、主体施工期(51个月)、调试运行期(6个月)三个阶段推进。当前已完成施工供电系统建设,建成35kV变电站2座,架设输电线路23.6公里,供电容量达25MVA;进场道路工程贯通路基58万立方米,浇筑混凝土路面12.6万平方米,最大纵坡控制在8%,满足550吨变压器运输要求;通风兼安全洞、进厂交通洞开挖支护完成82%,关键线路工程形象进度达18.7%。

质量管理实施"四级验收"制度,设立98个质量控制关键点。压力钢管纵缝焊接一次合格率99.2%,环缝焊接合格率98.7%,蜗壳安装同心度偏差≤1.5mm。混凝土工程应用GPS卫星定位系统控制模板安装,垂直度偏差≤1/1000,结构尺寸误差±5mm。机组安装建立激光跟踪测量系统,座环水平度≤0.05mm/m,转子圆度偏差≤0.4mm,定子铁芯叠压系数达98.6%。金属结构防腐涂层厚度检测1500点,平均厚度≥420μm,附着力测试达8MPa。

七、安全管控与应急管理体系
项目构建"双重预防机制",辨识重大风险源27项,其中地下工程突水突泥风险等级评定为Ⅱ级。配备超前钻探设备12台,执行"有疑必探、先探后掘"原则,超前钻孔深度保持开挖进尺3倍以上。建立三维水文地质模型,布设渗压计86支,实时监测地下水位变化,预警响应时间缩短至15分钟。在F31断层带施工中,采用"超前小导管+双液注浆"技术,注浆压力2.5MPa,水泥-水玻璃浆液配比1:0.6,堵水率达92%以上。

应急管理体系配置大功率排水系统,总排水能力3000m³/h,设置逃生通道38处,储备应急物资1200万元。开展塌方、涌水等专项应急演练每季度不少于1次,演练场景覆盖率100%。施工区域建立智慧安全培训中心,配置VR事故模拟系统,累计培训1.2万人次,违章作业率下降至0.3‰。洞室施工配备应急氧舱3套,实现15分钟紧急救援响应,创下连续安全生产890天的纪录。

八、移民安置与文物保护措施
移民安置工程涉及137户428人,创新采用"集中安置+产业扶持"模式。建设移民新村住宅2.7万平方米,户均建筑面积198平方米,配套建设社区卫生站、文化活动中心和双语幼儿园。产业发展方面,规划建设500亩红枣-苜蓿间作经济林,配套滴灌系统和水肥一体化设施;建设年出栏1万头的标准化养殖场,采用"企业+合作社+农户"运营模式。在文物保护中,对施工区内的3处清代民居实施整体平移保护,采用液压同步顶升技术,移动距离128米,沉降误差控制在±2mm以内,木构架应力监测值≤8MPa。

当前工程已完成地下厂房系统顶拱开挖支护1.2万立方米,上下水库坝基处理完成土石方开挖85万立方米,关键线路施工进度符合总工期控制目标。混凝土生产系统单日最大浇筑量突破4500立方米,钢材加工中心月均产能达4500吨,物资储备满足6个月连续施工需求。工程指挥部建立进度预警机制,对56个关键节点实施动态管控,确保2028年底首台机组投产目标的实现。项目建成后将形成210万千瓦的调节能力,每年可支撑350万千瓦新能源并网消纳,为南疆新型电力系统构建提供核心支撑。

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