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news近日,在新疆哈密市伊吾(wú)县淖毛湖镇(zhèn)戈壁上的光热工(gōng)业园区内,由中国能建西北院参股投资并总(zǒng)承包建设的哈密50兆瓦(wǎ)熔盐(yán)塔式光热发电站正式进入并网发电期(qī)。1万余(yú)面(miàn)五边形"巨蜥式(shì)"定日(rì)镜将太阳(yáng)光反射、聚集到集热塔(tǎ)顶(dǐng)部,每年可输出1.98亿度清(qīng)洁电力。
从(cóng)广袤无垠的撒(sā)哈拉沙漠,到海拔(bá)近3000米(mǐ)的(de)青(qīng)藏高(gāo)原腹地(dì),再到新疆荒凉的戈壁,如(rú)今,在这些全世界(jiè)日照资源(yuán)最丰富的的地区,太阳正以(yǐ)一种新的形式——光(guāng)热(rè)发电在荒漠中迸发(fā)能量,书写(xiě)着人类逐日(rì)的新篇章。
在这些荡气回肠的篇(piān)章里,皆有西北院(yuàn)浓(nóng)墨重(chóng)彩的一笔。西(xī)北院深耕光热发电十(shí)余载,在塔式、槽(cáo)式、线(xiàn)性菲涅尔等光热项目上取得了耀眼的成(chéng)绩(jì),成为国内唯(wéi)一同时拥有光热(rè)科研示(shì)范(fàn)项目、商(shāng)业运行项目(mù)的设计企业。而在西北(běi)院一(yī)步步"征(zhēng)服"光热发(fā)电的道路上,有这样一个团(tuán)队(duì),他们叩(kòu)石垦壤,精诚钻研;他们(men)不怕"烫(tàng)手山芋",敢啃"硬骨头";他们(men)争分夺秒,攻(gōng)坚技(jì)术难题;他们为工程的(de)安全(quán)稳(wěn)固保驾护航,为项目的推进扫清(qīng)障碍(ài);他们(men)参(cān)与(yǔ)制定(dìng)行业标准,推(tuī)动行业技术发展进步……他(tā)们,便(biàn)是西北院光热发电项目(mù)土建(jiàn)攻关组。
破局——攻坚克难勇做先耕行者(zhě)
西北院(yuàn)2007年便涉足光热发电(diàn)项(xiàng)目设计,是国内最早开展(zhǎn)光热发电技术研发的电力设计(jì)企业(yè)之一(yī)。彼时,光热发(fā)电方兴未艾(ài),国内外投入应用的光热电(diàn)站数量(liàng)不(bú)多,且技(jì)术(shù)保(bǎo)密,许多光热(rè)发电特殊结构(gòu)物设计尚无规范规(guī)程可依,可借鉴的经验少(shǎo)之又少,这些都给西北院团(tuán)队带来了极(jí)大(dà)挑战。
面对这(zhè)样的情况,西北(běi)院土建结(jié)构专(zhuān)业团(tuán)队迅速(sù)成立技术(shù)攻关小组(zǔ),由李红星(xīng)副总工程师担任团队负责(zé)人,与土建结构室主工何邵(shào)华共(gòng)同组成土建光热攻关组的"排头兵",重点研究存(cún)在的新的结构形式和新的技术难(nán)点,在项目推进过(guò)程中与时间赛跑(pǎo),攻克技术(shù)难点问(wèn)题,并将(jiāng)成果(guǒ)应用(yòng)到实(shí)际工程(chéng)中。
摩洛哥努奥塔(tǎ)式光热电站(zhàn)是目前世界上单(dān)机容量最大的电站(zhàn),其中(zhōng)作为动力之源的吸热塔(tǎ)的设计(jì)是整个项目成败的关键。
"单机(jī)容量(liàng)最大,吸(xī)热(rè)塔最高,努奥三期项目创(chuàng)下两项世界之最的同时,也意味(wèi)着我们面临着前(qián)所未有的设计挑战!"李红星副(fù)总工程(chéng)师介绍。
本(běn)工程吸热塔(tǎ)高243米,底部直径23米,是典型的高(gāo)柔细结构。根据(jù)工艺要求,在吸热塔顶部(bù)要布置各类(lèi)大(dà)型设备,塔顶(dǐng)荷载重达3000吨,且吸热塔(tǎ)结(jié)构(gòu)外形有突变,这些特征都(dōu)决定了它与其(qí)它高耸结构有较大区(qū)别(bié)。而当时在国际范围(wéi)内尚未有(yǒu)相应(yīng)的规程规范来(lái)指导设计。这给西北院在吸热塔的结(jié)构的设计(jì)上带来(lái)很大挑战(zhàn),其抗风(fēng)、抗震、消(xiāo)能减振问题亟待研究(jiū)解决。
李红(hóng)星(xīng)在仔细评(píng)估项目情况(kuàng)后,带领攻(gōng)关组迅速行动,一方面立刻联系国内风工程方面的学者,咨询(xún)讨教(jiāo),另一方面(miàn)深入研究国内外设计(jì)规范(fàn)及(jí)其背景资料(liào),对高柔(róu)细吸热塔结构开展(zhǎn)了风洞试验研究(jiū)和(hé)有限元数值(zhí)模拟(nǐ)分析(xī),最终,经过(guò)攻(gōng)关组(zǔ)的(de)不懈努力,成功地解(jiě)决了设(shè)计难题。高243米(mǐ)的吸热塔(tǎ)稳(wěn)稳(wěn)矗立(lì)于撒哈拉滚烫(tàng)的沙砾中(zhōng),犹如(rú)一块丰碑,篆刻着西北院(yuàn)人的智慧(huì)与勇气。
此(cǐ)次设计难关的(de)攻(gōng)克不仅顺利解决(jué)了吸(xī)热塔结构设计的技(jì)术难题(tí),而且为行(háng)业乃(nǎi)至土木工程学科的发展也做出了一定贡献,其(qí)研究成(chéng)果还(hái)被纳(nà)入(rù)相关规范,成功应用于后续相关工程实践(jiàn)中。
在(zài)哈密光热发电项目中,高温熔盐储罐基础和定日(rì)镜基(jī)础的设计(jì)是最大(dà)的技术难题。高温(wēn)熔盐(yán)罐内温度(dù)在580℃左右,并(bìng)且熔盐的密度较大(dà),基础设计时需兼顾保温隔热(rè)和承载力要求。针对这一情况(kuàng),西北院土建攻关(guān)组开展了(le)大量的研究工作(zuò),最终选择以散粒体陶粒土作为熔盐罐基础的保温隔热(rè)材料,引(yǐn)入环形钢板外(wài)箍(gū)以满足承载力的要求。工程实(shí)践表明,该基础设计方案不仅经济合(hé)理,而且施(shī)工方便。
定日镜具有面积大,自重轻、数量(liàng)多(duō)的特点,对(duì)于安装(zhuāng)精度要(yào)求极(jí)高,针(zhēn)对(duì)这些特点(diǎn),西北院土建攻(gōng)关组设计了桩柱一体的混凝土(tǔ)预应(yīng)力管桩方案,充分(fèn)利用(yòng)预应(yīng)力管桩承载(zǎi)力高、刚度大的特(tè)点,采用栽桩施工方(fāng)法,不仅施工方便,而且(qiě)在节约(yuē)造价的同时也节省了工期。
而在海西州多(duō)能互补集成优化示范工程(chéng)光(guāng)热项目中,作为太阳能光热电站储换热区域(yù)主(zhǔ)要(yào)构(gòu)筑物之一的熔盐(yán)泵支(zhī)架又为设(shè)计师带来了(le)挑战。项目(mù)中熔盐泵支(zhī)架需采用悬挑长度达到7到10米的长(zhǎng)悬挑结构,西北院土建攻关(guān)组在总结(jié)摩洛哥项目设计经验的基础上,进行(háng)了多项数(shù)值(zhí)模拟分析与计算,最终成功将长悬(xuán)挑(tiāo)支架应用(yòng)于本项目中,对(duì)结构(gòu)的(de)布置方(fāng)案(àn)进行了(le)较大优化和调整。
在探索(suǒ)光热发(fā)电项目(mù)的过程(chéng)中(zhōng),诸如此类特殊构筑物(wù)设计的技术困(kùn)境还(hái)遇(yù)到过很多次,而每一次,西北院土建攻关(guān)组都冲锋在前,挑(tiāo)大梁,堪重(chóng)任,以推动行业技术发展为(wéi)目标,攻克技术(shù)难关,根据施工条件(jiàn)、施(shī)工(gōng)环(huán)境积极(jí)提出应对方案(àn),快速响应,不仅为西(xī)北院光热项目的(de)推(tuī)进扫清障碍(ài),同时也勇(yǒng)敢的走在技术探索前沿,披荆斩棘,为光热发电行业(yè)的技术进步贡献(xiàn)应有之力。
合作——协同(tóng)设计铸就精品工程
在项目推进(jìn)过程中,设计单位之(zhī)间(jiān)、各专(zhuān)业之间如(rú)何良(liáng)好协同设计成为制约工程设计质量(liàng)、工作效(xiào)率的关键所在。
在努(nǔ)奥三期项目(mù)中,西北(běi)院与国外公司存在(zài)很多设计配合工作,而由于中外(wài)双方在文(wén)化、理念、设计流(liú)程(chéng)上(shàng)存在(zài)较大差异,双(shuāng)方的磨(mó)合问题贯穿整个设计过程。在吸热塔基础设计过程(chéng)中(zhōng),双方存在分歧,僵持不下(xià),另一面,现场(chǎng)施工进度压(yā)力极大,于是,西北院土建攻(gōng)关组加强了(le)与外方团队(duì)的(de)沟通,李红星(xīng)、何邵华、杜吉克等(děng)设计(jì)人员白天不辞劳苦地分析模型、研(yán)究规范、商量方案,工(gōng)作(zuò)到深夜一(yī)两点,紧接着,再克服7个小时的时差,与外方(fāng)团(tuán)队开数个小时的视(shì)频会(huì)议沟通。正是在这样没日没夜连轴转的努力下,在与外方团队(duì)不(bú)断的相(xiàng)互(hù)碰撞(zhuàng)与学习中,西北(běi)院土建攻(gōng)关组充分发挥了多方协(xié)作效应,为精品工程的建造(zào)提供了良好的(de)支撑。
此(cǐ)外,西北院(yuàn)土建攻关(guān)组在技术攻关过程中还与许多(duō)厂家(jiā)、科研机构和高校(xiào)进行了调研与(yǔ)合作,并做了大(dà)量的文献收集和研究工作,完成了多项创新(xīn)型示范项目(mù)的设计(jì),为精(jīng)品工程的打(dǎ)造(zào)奠定了良好基础(chǔ)。
收获——精诚深耕结出累累硕果
在不断克服难题的过程(chéng)中,西(xī)北院土建攻关组完(wán)成(chéng)的多项研究(jiū)填补了国内光热工程领域的空(kōng)白,为光热工程(chéng)施工图(tú)设计创造了条件,更提高(gāo)了我国(guó)塔式光热电站的技术和应(yīng)用水(shuǐ)平,有助于实现塔式光(guāng)热电(diàn)站高效、安全、稳定运行的目标,对(duì)国内外光热电站的(de)有序良性发展提供(gòng)了有力的技术支持。
此(cǐ)外(wài),西北院土建攻关(guān)组不仅(jǐn)承(chéng)担了太阳能光热发电的(de)多项科研工作,还(hái)积极参与了国家光热发电相关标准和(hé)规范(fàn)的制定,并取得多(duō)项成果和奖项(xiàng)。迄今为止,团队(duì)已申请发明专利3项(xiàng),授权实用(yòng)新型(xíng)专利(lì)9项,研究成果被纳入国家标准《塔式太阳能光(guāng)热电站(zhàn)设计标准》,能源行业(yè)标准《塔式(shì)太阳(yáng)能电站吸热结构设计规(guī)范(fàn)》,汇编入著(zhe)作《塔式太阳能光热发电站设计(jì)关键技术》,为项目(mù)审查和设计(jì)提供了依(yī)据。其技术(shù)成果率先在国内光热电站中得到应用,并在国外"一带(dài)一路"多个(gè)工程项目中,得(dé)到业界(jiè)广泛认可,取得了(le)显著的经济效益(yì)和社会(huì)效(xiào)益。参与的项目(mù)共获得国家优(yōu)质工程金奖(jiǎng)1项,电力行业优(yōu)秀工程设(shè)计一(yī)等奖4项,电力建设(shè)科技进步一等奖(jiǎng)1项,中能建规划设计集团科技(jì)进(jìn)步一等奖1项(xiàng)。
潮起宜踏浪(làng),风正可扬帆。西北(běi)院土建攻关(guān)组攻坚(jiān)克难,无惧挑战的每一个(gè)日与夜(yè)也正是西北院所有研发人员的(de)缩影(yǐng)。在西北院光热领域硕果累累的(de)背后,是所有西北院研发人员不忘初心、牢(láo)记使命的担(dān)当;是开拓创新、永(yǒng)不停步的(de)信念;更是(shì)风(fēng)雨兼程、砥砺前(qián)行的精神。放眼未来,在"3060"目(mù)标的指引(yǐn)下,他们(men)将进一步瞄准太阳(yáng)能光热技术前沿,挑(tiāo)战攻(gōng)关重(chóng)大科(kē)研(yán)课题,做一往无前的(de)"拾光者",为大力发展光热(rè)发电事业再续新篇章(zhāng)。