【新闻】河北抚宁抽水蓄能电站核心工程迈入主机设备安装新阶段

2025-04-08

2025年4月,河北抚宁抽水蓄能电站迎来建设里程碑——首台机组首节尾水肘管顺利完成吊装,标志着项目正式进入主机设备安装阶段。这一进展不仅是国家能源局“十三五”规划重点项目推进的关键突破,更是我国抽水蓄能领域技术创新与工程实践的重要体现。该电站总装机容量120万千瓦,总投资80.59亿元,计划2027年实现首台机组投产,2028年全面投运,投运后年发电量达16.06亿千瓦时,年抽水电量21.41亿千瓦时,将为华北电网调峰、调频、储能等核心功能提供重要支撑。

工程概况与技术参数
河北抚宁抽水蓄能电站位于河北省秦皇岛市抚宁区燕山南麓,距京津地区直线距离约200公里。枢纽工程由上水库、下水库、输水系统及地下厂房系统四部分组成,总占地面积约197.25公顷。上水库设计正常蓄水位762米,调节库容1120万立方米;下水库依托龙门滩水库支流建设,正常蓄水位325米,调节库容1360万立方米。两库水平距离3180米,额定水头388米,距高比7.28,能量转化效率设计值75%。电站安装4台单机容量30万千瓦的可逆式水泵水轮机组,转轮直径4.1米,额定流量135立方米/秒,配套日调节系统,满发时长9小时,抽水功率1280兆瓦,工况切换时间15秒。电力接入方案采用2回500千伏线路接入京津及冀北电网主网架,线路总长78公里,导线型号为JL/G3A-900/75钢芯铝绞线,最大输送容量2400兆伏安。

地下厂房建设与施工突破
作为电站“心脏”的地下厂房工程已全面完成开挖,总开挖土石方量约18万立方米,相当于72个标准游泳池容积。地下厂房呈“一”字形布置,总长164米,最大开挖高度54.5米,跨度26.5米,分7层采用分层分块施工工艺。施工过程中揭露断层破碎带3处,最大宽度2.8米,采用超前管棚支护结合双液注浆加固方案,注浆压力3-5兆帕,渗透半径达2.8米,岩芯采取率91.2%,岩石质量指标(RQD)平均82.4%。施工团队创新应用硬岩隧道掘进机(TBM)技术,采用世界首台大直径超小转弯半径TBM“抚宁号”,开挖直径9.53米,设计转弯半径90米,整机总长85米,总重1700吨。该设备在交通洞、通风兼安全洞施工中实现月进尺320米,较传统钻爆法效率提升40%,并攻克了洞室群最小转弯半径90米、纵向坡度-9.02%—+6%的技术难题,填补了超小转弯半径隧洞机械化施工的空白。

主机设备安装关键技术
首台机组尾水肘管吊装标志着机电安装工程全面启动。该肘管采用高强度合金钢铸造,单节重量82吨,安装精度要求轴向偏差≤1.5毫米、径向偏差≤2毫米。施工团队应用激光跟踪仪与三维建模技术,实现吊装过程毫米级精度控制。机组轴线校准采用全站仪与水力轴线测量系统,确保转轮中心与发电机定子同心度偏差≤0.05毫米;压力钢管焊接总长3180米,管径6.8米,壁厚32毫米,采用X80级钢板,焊缝超声波探伤一次合格率99.3%;调速系统调试中,数字电液调节系统响应时间≤0.2秒,负荷波动控制精度±0.5%。

生态保护与资源利用
项目严格执行《河北省生态环境保护条例》,实施四大生态工程:剥离表层土42万立方米,建设5处防尘网全覆盖临时堆存场,配套喷淋抑尘设施;布设三维植被网18万平方米,种植狗牙根、百喜草等耐旱植物,覆盖度达95%;建设鱼类增殖站1座,规划年放流倒刺鲃、光倒刺鲃等土著鱼苗50万尾;地下厂房安装双层隔音门,隔声量35分贝,厂界噪声昼间≤55分贝,夜间≤45分贝。施工废水处理系统设计日处理能力1200立方米,采用“絮凝沉淀+活性炭吸附”工艺,悬浮物去除率≥98%,化学需氧量(COD)排放浓度≤50毫克/升,优于国家一级A标准。

经济效益与电网调节能力
工程静态投资67.5亿元,动态总投资80.29亿元,其中机电设备及安装工程占比34.6%(23.3亿元),施工辅助工程占比22.1%(14.9亿元)。经济评估显示,在容量电价650元/千瓦·年、电量电价0.25元/千瓦时的政策下,项目全生命周期内部收益率(IRR)达6.8%,投资回收期22年。电网调节方面,电站投运后可提升华北电网调峰容量4.3%,平抑80万千瓦级功率波动的时间缩短至15秒,9小时持续放电能力可满足秦皇岛市全域(2024年最大负荷185万千瓦)2.6小时的电力需求,显著增强电网事故备用能力。配套建设的砂石骨料加工系统设计产能1200吨/小时,可满足工程75%的骨料需求;施工供电新建10千伏线路28公里,安装3150千伏安变压器8台,供电可靠率99.98%。

工程组织与技术创新
项目建设团队攻克多项技术难题,形成三大创新成果:超小转弯半径TBM施工体系研发变纵坡小转弯隧洞渣料运输系统,实现90米转弯半径隧洞群连续掘进,较传统工法效率提升40%;数字孪生管控平台基于BIM+GIS技术构建工程三维模型,实时监控21个作业面施工进度与资源调度,材料浪费率降低18%;微震监测预警系统在地下厂房顶拱布设32个传感器,预警岩体变形精度达毫米级,累计规避施工风险47次。截至2025年4月,项目累计投入管理人员228人、作业人员417人,完成场内道路建设28公里、地下厂房开挖18万立方米、压力钢管制作安装3200吨。

审查验收与质量管控
国家能源局组织专家对可行性研究报告进行审查,确认设计方案符合《抽水蓄能电站工程设计规范》要求。施工质量管控体系涵盖材料检测、工艺标准与安全监测:钢筋、混凝土等主材抽检合格率100%,压力钢管焊缝无损检测一次合格率99.3%;地下厂房开挖轮廓面半孔率≥90%,超挖控制≤15厘米;布设收敛计、多点位移计等监测设备236套,顶拱最大变形值7.3毫米,低于设计允许值12毫米。

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