浩蕩長(zhǎng)江，匯聚大川、穿行長(zhǎng)峽，蘊(yùn)含豐富的水能、航運(yùn)、淡水等資源。
烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩、三峽、葛洲壩6座大型水電站，沿長(zhǎng)江干流自上而下排列，構(gòu)成了世界最大清潔能源走廊：跨越1800多公里，水位落差超900米，總計(jì)110臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組接續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，浩浩江水帶來(lái)滾滾綠電。
不久前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在6座梯級(jí)水電站部署完畢，標(biāo)志著世界最大清潔能源走廊“工業(yè)大腦”基本建成，水電站運(yùn)營(yíng)效率、運(yùn)行安全可靠性大幅提升。
6座梯級(jí)水電站累計(jì)發(fā)電量突破3.5萬(wàn)億千瓦時(shí)，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤超10億噸，減排二氧化碳超28億噸。同時(shí)，梯級(jí)水庫(kù)協(xié)同配合，航運(yùn)保暢、水資源保障、生態(tài)保護(hù)等效益綜合釋放。
7169.5萬(wàn)千瓦總裝機(jī)容量
“1滴水發(fā)6次電”，六庫(kù)聯(lián)調(diào)讓“綠色引擎”更強(qiáng)勁
深邃峽谷間的白鶴灘水電站，最大壩高289米的混凝土雙曲拱壩攬入奔騰江水。從200多米高飛瀉而下的水流，推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)組每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈便可發(fā)電約150千瓦時(shí)。
白鶴灘水電站的16臺(tái)百萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組全力運(yùn)行。長(zhǎng)江電力白鶴灘電廠運(yùn)行部副主任王斌說(shuō)：“運(yùn)行人員24小時(shí)值守，傳感器實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)，運(yùn)行指標(biāo)一旦出現(xiàn)異常，系統(tǒng)自動(dòng)預(yù)警。”
“發(fā)電機(jī)組就像一個(gè)靠水力轉(zhuǎn)動(dòng)的陀螺，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。”中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“三峽集團(tuán)”)白鶴灘工程建設(shè)部原副主任康永林介紹，每分鐘111轉(zhuǎn)的速度下，立于其上的硬幣紋絲不動(dòng)，運(yùn)行期間各軸承擺度均小于0.1毫米……“機(jī)組總體布置、電磁設(shè)計(jì)、主要大部件制造等關(guān)鍵技術(shù)先后取得重要?jiǎng)?chuàng)新成果，見(jiàn)證了中國(guó)水電在裝備制造、設(shè)計(jì)安裝等領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。”
2022年12月，白鶴灘水電站實(shí)現(xiàn)全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。從白鶴灘回望，這條清潔能源走廊見(jiàn)證了我國(guó)水電技術(shù)的一次次突破。
竣工于上世紀(jì)80年代的葛洲壩，水輪發(fā)電機(jī)組單機(jī)最大容量17萬(wàn)千瓦。作為世界上規(guī)模最大的水利樞紐工程，三峽水電站攻克了70萬(wàn)千瓦機(jī)組的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。隨后開(kāi)工建設(shè)的溪洛渡、向家壩、烏東德水電站，水輪發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量相繼突破77萬(wàn)、80萬(wàn)、85萬(wàn)千瓦。
升級(jí)不是簡(jiǎn)單的加法，每一次的研發(fā)技術(shù)難度系數(shù)都呈幾何級(jí)增長(zhǎng)。單機(jī)容量邁向百萬(wàn)千瓦級(jí)，離不開(kāi)一系列新工藝、新材料的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了水力設(shè)計(jì)、發(fā)電機(jī)通風(fēng)、機(jī)組總體設(shè)計(jì)等全產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)。“百萬(wàn)千瓦級(jí)機(jī)組的水頭沖擊力更大、轉(zhuǎn)速更快、承壓更高，三峽集團(tuán)牽頭大型鋼企，研制出800兆帕級(jí)高強(qiáng)蝸殼鋼板，擺脫了長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面。”三峽集團(tuán)機(jī)電技術(shù)中心副主任李海軍舉例道。
6座梯級(jí)水電站總裝機(jī)容量達(dá)7169.5萬(wàn)千瓦，相當(dāng)于3個(gè)三峽水電站的裝機(jī)容量，不斷增強(qiáng)能源保供底氣，其中5座成為“西電東送”骨干電源站。
“長(zhǎng)江水依次經(jīng)過(guò)6座水電站，相當(dāng)于1滴水發(fā)6次電。”康永林算了一筆細(xì)賬：1立方米水通過(guò)三峽水電站可生產(chǎn)綠電0.25千瓦時(shí);六庫(kù)聯(lián)調(diào)實(shí)現(xiàn)發(fā)電乘數(shù)效應(yīng)，發(fā)電量可達(dá)2千瓦時(shí)，效率提升到8倍。
“流域巨型電站群的運(yùn)營(yíng)調(diào)度涉及‘水、機(jī)、電’多個(gè)環(huán)節(jié)，規(guī)模巨大、時(shí)空多變、跨區(qū)跨網(wǎng)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。梯級(jí)水電站同時(shí)承擔(dān)峰荷和基荷，對(duì)水電長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行提出更高要求。”長(zhǎng)江電力科學(xué)技術(shù)研究中心副主任湯正陽(yáng)說(shuō)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)深度賦能智能運(yùn)維、智能檢修、智慧調(diào)度、智能決策等全業(yè)務(wù)場(chǎng)景，全面提升設(shè)備智能運(yùn)維水平，助力水電站數(shù)字化建設(shè)。
768公里深水庫(kù)區(qū)航道
釋放“黃金水道黃金效益”，助力長(zhǎng)江貨運(yùn)量保持領(lǐng)先
三峽大壩，雙線五級(jí)船閘坐落左岸。2023年船閘安全運(yùn)行超1.1萬(wàn)閘次，過(guò)船超4.2萬(wàn)艘次——上萬(wàn)次開(kāi)啟約900噸的人字門(mén)、千噸巨輪攀爬113米的水位落差，如何安全高效運(yùn)行?
“三峽船閘是世界上規(guī)模最大、連續(xù)級(jí)數(shù)最多、水頭最高、運(yùn)行條件最復(fù)雜的內(nèi)河船閘，在運(yùn)行中，我們建立機(jī)制、確保航運(yùn)暢通。”三峽集團(tuán)流域樞紐運(yùn)行管理中心樞紐管理部副主任楊化說(shuō)，為確保各類(lèi)建筑設(shè)備安全可靠，三峽船閘會(huì)定期實(shí)施計(jì)劃性停航檢修。4月5日，三峽北線船閘2024年計(jì)劃性停航檢修圓滿結(jié)束，這是自2012年開(kāi)始計(jì)劃性停航檢修以來(lái)工期最長(zhǎng)、任務(wù)最重、工序銜接協(xié)調(diào)難度最大的一次停航檢修。16家單位、800余人參與，45天內(nèi)主要完成了三峽船閘工控系統(tǒng)升級(jí)改造、12扇人字門(mén)和12扇反弧門(mén)檢修、9套油缸更換等，進(jìn)一步提升了船閘運(yùn)行的安全性和可靠性。
船過(guò)三峽，不僅能“爬樓梯”，還能“坐電梯”。船閘右側(cè)，是三峽升船機(jī)。楊化介紹，高10米、水深3.5米的承船廂，可容納一艘3000噸級(jí)船舶，只需10分鐘就能將其升至近40層樓的高度。今年1至4月，三峽船閘過(guò)閘貨運(yùn)量超4140萬(wàn)噸，升船機(jī)安全運(yùn)行1685廂次，過(guò)機(jī)貨運(yùn)量超196萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)127.73%。
向家壩升船機(jī)是繼三峽升船機(jī)之后我國(guó)建設(shè)的第二座巨型升船機(jī)，2023年全年載貨量較上年增加15.51%;葛洲壩船閘通航40多年來(lái)，日均運(yùn)行閘次數(shù)由8閘次提升到49閘次。三峽集團(tuán)流域樞紐運(yùn)行管理中心有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，三峽、向家壩、葛洲壩水利樞紐促進(jìn)了長(zhǎng)江航運(yùn)和沿江經(jīng)濟(jì)發(fā)展，助力長(zhǎng)江貨運(yùn)量持續(xù)穩(wěn)居世界內(nèi)河第一位。
6座梯級(jí)水電站形成768公里深水庫(kù)區(qū)航道，長(zhǎng)江通航條件穩(wěn)步改善。
一段段險(xiǎn)灘急流變成水上通途。三峽工程建成后，重慶至宜昌航道維護(hù)水深從2.9米提高到3.5米至4.5米，船舶噸位從1000噸級(jí)提高至5000噸級(jí)，壩址至重慶之間的109處灘險(xiǎn)、34處單行控制河段、12處需絞灘通行的航段得以消除，“自古川江不夜航”成為歷史。
一座座港口由小到大再到強(qiáng)。重慶境內(nèi)長(zhǎng)江航道上，形成多個(gè)5000噸級(jí)以上深水碼頭。湖北宜昌、重慶涪陵和萬(wàn)州等三峽庫(kù)區(qū)港口蓬勃發(fā)展。長(zhǎng)江水運(yùn)能耗低、運(yùn)能大、成本低等優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮，進(jìn)一步釋放“黃金水道黃金效益”。
總庫(kù)容919億立方米
形成戰(zhàn)略性淡水資源庫(kù)，為供水、補(bǔ)水、生態(tài)調(diào)度提供支撐
長(zhǎng)江流域是我國(guó)水資源配置的戰(zhàn)略水源地，多年平均水資源量9959億立方米，約占全國(guó)的36%。其中，這條清潔能源走廊，形成總庫(kù)容919億立方米的梯級(jí)水庫(kù)群和戰(zhàn)略性淡水資源庫(kù)。
供水補(bǔ)水作用效益顯著。長(zhǎng)江電力三峽梯調(diào)副總工程師李鵬介紹：“我們合理統(tǒng)籌調(diào)蓄計(jì)劃和能源保供要求，為供水、發(fā)電、航運(yùn)、生態(tài)等綜合效益發(fā)揮提供了保障。”
生態(tài)調(diào)度持續(xù)開(kāi)展。魚(yú)類(lèi)資源是衡量河流健康的重要指標(biāo)，水庫(kù)有序增加下泄流量，制造河段水位緩漲過(guò)程，可為魚(yú)類(lèi)自然繁殖營(yíng)造條件。2023年是烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩、三峽水庫(kù)全部納入生態(tài)調(diào)度范圍的第二年，相關(guān)單位先后協(xié)調(diào)組織開(kāi)展疊梁門(mén)分層取水水溫調(diào)節(jié)、“基荷發(fā)電”促產(chǎn)粘沉性卵魚(yú)類(lèi)繁殖、促進(jìn)產(chǎn)漂流性卵魚(yú)類(lèi)繁殖等3類(lèi)12次生態(tài)調(diào)度試驗(yàn)，世界最大清潔能源走廊成為一條生態(tài)保護(hù)走廊。
生態(tài)調(diào)度范圍不斷擴(kuò)大。水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，目前調(diào)度對(duì)象從促進(jìn)魚(yú)類(lèi)繁殖擴(kuò)展到分層取水水溫調(diào)節(jié)、防治水華、庫(kù)區(qū)排沙減淤、抑制沉水植物過(guò)度繁殖等多種對(duì)象，調(diào)度水庫(kù)從三峽水庫(kù)拓展到金沙江、雅礱江、漢江等流域梯級(jí)水庫(kù)，有力推進(jìn)長(zhǎng)江流域水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)。
三峽集團(tuán)有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，世界最大清潔能源走廊綜合效益的全面發(fā)揮，在更高層次、更寬領(lǐng)域、更大范圍為長(zhǎng)江流域防洪安全、航運(yùn)安全、能源安全和生態(tài)安全提供堅(jiān)強(qiáng)支撐，將持續(xù)助力長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展。
