澜沧江水电开发建设是全省绿色能源产业发展中的重要部分。作为云南水电支柱产业和实施“西电东送”“云电外送”的核心企业和龙头企业,近年来,华能澜沧江水电股份有限公司(下称“华能澜沧江公司”)结合流域水电开发工作实际,参与了多个国家重点研发计划项目,推动全省绿色能源创新发展。
实时监控为大坝上游穿上“防水服”
黄登水电站是澜沧江上游河段梯级开发的第五级水电站,电站大坝高203米,是中国已建成的最高碾压混凝土重力坝。去年11月,在中国大坝工程学会2019年学术会暨第八届碾压混凝土坝国际研讨会上,黄登水电站荣获第四届碾压混凝土坝国际里程碑奖,意味着该坝摆脱了坝工界对其安全性的质疑,成为行业丰碑。而能取得这一荣誉,与华能澜沧江公司6年多来的创新探索密不可分。
随着水电建设高速发展,碾压混凝土坝专业技能人才渐显不足,人工管控出现薄弱环节,由此出现的层间间歇时间过长、上游面防渗层加浆工艺粗放等问题,导致建成的几座碾压混凝土坝蓄水后渗漏量大。
2013年,为了解决这些问题,华能澜沧江公司科研团队分析、研究了国内多座碾压混凝土坝的施工工艺和质量控制后得出结论:碾压混凝土坝要建好,关键是碾压层面要结合紧密、变态混凝土施工质量要控制到位,最终敲定“以全面数字化建设黄登大坝”的方案。联合国内多家科研单位进行系统和集成创新,华能澜沧江公司研发了一套“数字黄登大坝施工管理信息化系统”,综合运用信息化手段,对整个大坝施工进行360度无死角全程监控。
“数字化”能具体解决哪些问题?华能澜沧江公司一级咨询艾永平介绍,在碾压施工中,黄登大坝综合利用GPS、北斗卫星技术,实时监控、分析和反馈混凝土碾压质量,同时利用数字化温控手段对混凝土温度和通水冷却进行全面智能监控,确保碾压质量和温控指标都满足要求。在上游面变态混凝土施工中,制定了加浆实时监控指标体系,控制加浆量、浆液浓度、加浆位置等参数,确保灌浆质量良好,为防渗关键的大坝上游穿上了一件密实的“防水服”。
通过与数字化融合,2018年7月,黄登水电站首台机组顺利投产,大坝建成后,渗漏量小于每秒10升,混凝土芯样长度达24.6米,创造了世界同类工程的最好记录。
水力式升船机打通水运通道
水路成本远低于公路、铁路等运输方式,但客船、货船等船舶通过大坝时,由于大坝上下有几十米甚至上百米的水位落差,需借助船闸或升船机才能通航。升船机是70米以上高坝通航的首选型式,传统升船机均由电机驱动,有钢丝绳卷扬式和齿轮齿条爬升式两种类型,但在船厢漏水时不能正常运行,河道水位快速、大幅变化时船厢对接困难。因此,需要研究一种安全性更高、适应性更强、能自我平衡的新型升船机。
2004年,中国工程院院士、华能澜沧江公司高级顾问马洪琪带领团队,开始发明一种利用水能作为提升动力和安全保障措施的全新升船机。船厢倾斜了怎么办、注水泄水时如何保持竖井中平衡重的稳定……克服这些挑战,团队历时十余年开展科技攻关,最终研发了水力式升船机。
该项目取得多项创新成果,其中,首创提出了水力式升船机原理,实现从电力驱动到水力驱动的全新转变;解决了非线性、大流量、高流速条件下竖井群多点均衡出力难题,为船厢升降提供了同步平稳的动力输出。
景洪水力式升船机的建成,打通了澜沧江——湄公河水运通道,成为升船机历史上的重要里程碑事件。有专家评价认为,其不仅为世界首创、中国原创,更是世界通航技术领域的重大创新,2018年该成果获国家技术发明奖二等奖。
这样具有国际性的成就,华能澜沧江公司还有很多。“十三五”期间,企业参与了“水动力型特大滑坡灾害致灾机理与风险防控关键技术研究”“基于演化过程的滑坡防治关键技术及标准化体系”等4个“十三五”国家重点研发计划项目。同时,以小湾、糯扎渡等重大工程项目为依托,瞄准行业科技发展的最前沿,开展了一系列设计水电工程建设和运行、生态环境保护、工程安全等方面的科研项目,在高坝建设和运行、新型通航建筑物、流域环境保护等方面取得多项核心关键技术,有效助力全省打造“绿色能源牌”。
华能澜沧江公司相关负责人表示,结合云南省在新能源、水电等方面的规划,接下来,企业在提升科技创新能力的同时,还将强化水电绿色智能建造技术等核心技术研发,解决“卡脖子”和短板问题,争取取得新突破和标志性成果。此外,加大云计算、人工智能、5G等新一代信息技术的研发与公司生产经营融合发展,支撑数字化企业、智能化工程、智慧化电厂转型。(昆明日报 记者张怡)