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那一道美妙的弧線

時(shí)間的灰燼

<h3>　　水，是平靜的，舒緩的，也是磅礴的，有力的，如果用其蘊(yùn)含的巨大能量來發(fā)電的話。</h3> <h3><font color="#010101">　　黃河小浪底水電站調(diào)水調(diào)沙時(shí)泄流</font></h3> <h3>　　世界水電看中國。近年來，中國水電產(chǎn)業(yè)突飛猛進(jìn)，在世界水電行業(yè)實(shí)現(xiàn)了從“追隨者”到“領(lǐng)跑者”的飛躍，中國正逐漸成為世界上的水電超級大國。</h3><h3><br></h3><h3> 截止2015年底，中國已建水電裝機(jī)超3.2億千瓦，占全球水電總裝機(jī)份額超四分之一，是第二名美國的三倍以上，遙遙領(lǐng)先！世界上在建的大型水電站中，中國水電企業(yè)的身影比比皆是。中水、葛洲壩等建設(shè)公司和幾大水電勘測設(shè)計(jì)院在海外承建了大批水電工程。海外項(xiàng)目總裝機(jī)早已突破一億千瓦。</h3> <h3><font color="#010101">　　截止2015年底世界各國水電裝機(jī)分布圖</font></h3> <h3><font color="#010101">　　如今，從流域規(guī)劃、可研設(shè)計(jì)、梯級開發(fā)，到投資建設(shè)、運(yùn)營管理，全過程參與一個(gè)國家的流域水電開發(fā)，成為中國水電“走出去”戰(zhàn)略的一個(gè)新的探索。中國水電這張“中國名片”越擦越亮。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　水電之美</font></h3> <h3>　　這里隨便聊聊大壩以及水電那點(diǎn)事兒。</h3><h3><br></h3><h3> 目前中國已建各類水壩超8.6萬座，其中大型水壩數(shù)量超5萬座，占世界大壩總量超50%。</h3> <h3>　　在三江并流保護(hù)區(qū)附近，在瀾滄江金沙江長江上游已建、在建和規(guī)劃了多個(gè)梯級電站，下圖中的一道道杠就是一座座水電大壩。這個(gè)圖可以形象地看出中國的大壩有多密集。</h3> <h3>　　在大香格里拉區(qū)域，包含云南四川的怒江、瀾滄江、金沙江、雅礱江、大渡河、岷江等，是國內(nèi)水電資源最為豐富的區(qū)域，下圖中的每個(gè)紅點(diǎn)，都是一座巨型大壩。洶涌的江水被攔腰截?cái)啵兊脺仨槹察o下來。</h3> <h3>　　這是四川雅礱江上的梯級水電站分布圖，類似的大型水電基地中國一共規(guī)劃有十三個(gè)。金沙江、雅礱江、大渡河、黃河上游、瀾滄江、怒江……等等，規(guī)劃建設(shè)了一串串梯級電站。</h3> <h3><font color="#010101">　　紅軍飛奪瀘定橋的故事就發(fā)生在大渡河上。2015年7月大渡河雙江口水電站在四川開工。該水電站大壩高314米，將成為世界第一高壩，雙江口是大渡河干流規(guī)劃28級電站中的第五級電站。在已建和在建的大小水電站束縛下，昔日桀驁不馴的大渡河，已面目全非，這條憤怒的大河已完全沒了昔日的脾氣。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　大渡河流域梯級開發(fā)水電站分布圖</font></h3> <h3><font color="#010101">　　詩句“金沙水拍云涯暖，大渡橋橫鐵索寒”，說的就是金沙江和大渡河。大渡河已經(jīng)被一連串大壩截的支離破碎。金沙江呢？<br><br>　　從攀枝花到宜賓的金沙江下游河段，規(guī)劃了四座巨型水電站，總裝機(jī)4646萬千瓦，超過兩個(gè)三峽電站。其中溪洛渡和向家壩已經(jīng)建成投產(chǎn)發(fā)電，烏東德和白鶴灘正在建設(shè)中。當(dāng)巨無霸般的大壩一出，曾經(jīng)澎湃洶涌的金沙江江面變成了一段段臺階狀的“樓梯”?！敖鹕乘脑蒲屡币灿纱硕ǜ裨诹藲v史中不復(fù)重現(xiàn)。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　談到金沙江，就不得不提當(dāng)下正在建設(shè)的兩個(gè)千萬千瓦級別巨型水電項(xiàng)目——烏東德和白鶴灘，全世界最大的單機(jī)百萬千瓦機(jī)組，兩個(gè)電站都采用雙曲拱壩。其中，烏東德大壩壩高270米，電站安裝12臺單機(jī)出力85萬千瓦機(jī)組（最大出力100萬千瓦）。白鶴灘大壩壩高289米，電站安裝16臺單機(jī)出力100萬千瓦機(jī)組，建成后將成為全球第二大水電站。<br><br>　　其實(shí)，烏東德水輪機(jī)也是按照百萬千瓦出力設(shè)計(jì)的，只是國家這次有意讓東電哈電出風(fēng)頭，拿到世界最大出力機(jī)組名號，又一個(gè)“世界第一”，曾經(jīng)作為師傅的兩家外企福伊特和阿爾斯通就只能靠邊站了。于是乎，只有白鶴灘電站對外宣稱是百萬千瓦機(jī)組。在德國海德海姆福伊特總部進(jìn)行烏東德水輪機(jī)模型試驗(yàn)時(shí)，三峽業(yè)主特意測試了機(jī)組在百萬千瓦運(yùn)行時(shí)的狀況，看到機(jī)組在1015MW出力運(yùn)行得非常平穩(wěn)，業(yè)主十分滿意。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　中國第一座水電站——云南石龍壩水電站于1910年從德國引進(jìn)水輪發(fā)電機(jī)組，福伊特(J.M. Voith)提供水輪機(jī)，西門子(Siemens-Schuckert Werke)提供發(fā)電機(jī)。機(jī)組出力240千瓦，1912年投產(chǎn)發(fā)電。一百年過去了，這座中國第一座水電站的馬達(dá)依然在轟鳴，已累計(jì)發(fā)電量超過10億千瓦時(shí)，見證著中國水電百年的歷史，也見證了德國制造的品質(zhì)。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　實(shí)際上，福伊特在水輪機(jī)尤其是大型混流式水輪機(jī)方面還是具有一定優(yōu)勢的，畢竟早期也是從水輪機(jī)起家的，積累了近150年的水輪機(jī)設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)。水電行業(yè)內(nèi)有這么一說，“水輪機(jī)看福伊特，發(fā)電機(jī)看阿爾斯通?！弊罱鼛啄辏Ｒ撂氐陌l(fā)電機(jī)感覺是有點(diǎn)拖后腿了。要說歷史，福伊特和西門子兩家在水電市場緊密合作超過了百年，一家提供水輪機(jī)，一家提供發(fā)電機(jī)，2000年西門子發(fā)電機(jī)業(yè)務(wù)與福伊特合并成為福伊特西門子水電公司（Voith Siemens Hydro Power Generation），西門子占比35%，2007年公司名稱改為了福伊特水電，西門子仍保留35%股份并將發(fā)電機(jī)技術(shù)百分百移交給福伊特水電。然而，近些年在發(fā)電機(jī)研發(fā)方面卻有點(diǎn)人才斷檔青黃不接。發(fā)電機(jī)在幾個(gè)項(xiàng)目上也不是太順利。唉，不說了！</font></h3> <h3><font color="#010101">　　說到水力發(fā)電，就離不開將水能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的設(shè)備。作為水輪機(jī)核心部件之一的轉(zhuǎn)輪，其代表作三峽轉(zhuǎn)輪就是一個(gè)重達(dá)500噸直徑10米的大家伙。水能推動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，通過大軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而發(fā)出電能。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　發(fā)電機(jī)的核心部件之一——轉(zhuǎn)子，三峽轉(zhuǎn)子重量近2000噸，外徑近19米，超級巨無霸，也是水電站中最重的單一部件。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　套在轉(zhuǎn)子外圈的就是發(fā)電機(jī)定子，三峽定子機(jī)座外徑近22米，這尺寸！幾百號人都裝進(jìn)去了！</font></h3> <h3><font color="#010101">　　歷史性的一刻，VGS (Voith-GE-Siemens聯(lián)營體)三峽轉(zhuǎn)輪的發(fā)運(yùn)儀式。按照協(xié)議，福伊特西門子將技術(shù)轉(zhuǎn)讓給東方電機(jī)，阿爾斯通技術(shù)轉(zhuǎn)讓給了哈爾濱電機(jī)。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　采用技術(shù)換市場的做法，可以說，在水電上是成功的。東電哈電通過三峽工程從原先最大三十萬千瓦機(jī)組能力一舉躍升到七十萬千瓦水電機(jī)組的設(shè)計(jì)制造能力。<br><br>　　后續(xù)的兩個(gè)單機(jī)七十萬千瓦項(xiàng)目廣西龍灘和云南小灣繼續(xù)采用這一模式，東電與福伊特組成聯(lián)營體拿下水輪機(jī)，哈電與阿爾斯通組成聯(lián)營體拿下發(fā)電機(jī)。兩家外企負(fù)責(zé)機(jī)組總體設(shè)計(jì)并制造了前四臺機(jī)組，東電哈電兩家國企照做最后兩臺機(jī)。通過這幾個(gè)項(xiàng)目，國內(nèi)基本上吸收掌握了七十萬千瓦級別水電機(jī)組設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，從而邁入世界先進(jìn)行列。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　一個(gè)轉(zhuǎn)輪從車間的制作開始……</font></h3> <h3><font color="#010101">　　到運(yùn)輸至工地，非一朝一夕。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　沿途風(fēng)景秀麗，群山萬壑之間，轉(zhuǎn)輪離新家也不遠(yuǎn)了～～</font></h3> <h3><font color="#010101">　　鑒于運(yùn)輸尺寸限制，也可選擇直接在工地制作。龍灘、小灣、拉西瓦、糯扎渡、大崗山、梨園……一個(gè)又一個(gè)項(xiàng)目這么做了。優(yōu)點(diǎn)？直接在電站旁邊弄個(gè)簡易的廠房制作轉(zhuǎn)輪，不用千里迢迢運(yùn)輸過去，省去了一路上因超寬超限要拆掉一座座收費(fèi)站以及路橋加固工作。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　世界上最大的水力發(fā)電廠——長江三峽水電站，總裝機(jī)2250萬千瓦。32臺單機(jī)容量70萬千瓦機(jī)組外加兩臺五萬千瓦的小機(jī)組。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　泄洪時(shí)火力全開，雷霆萬鈞！</font></h3> <h3><font color="#010101">　　黃河小浪底電站調(diào)水調(diào)沙時(shí)的壯觀場面，水的力量！</font></h3> <h3><font color="#010101">　　三峽大壩為混凝土重力壩，壩高185米。簡單說就是用混凝土弄成一座山，用其自重來擋住水流。大壩本身就是一道錚錚鐵骨的混凝土墻，硬朗的一條直線，但缺少了點(diǎn)曲線婉轉(zhuǎn)，一如流淌的河道。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　大壩主要有兩種類型，混凝土壩和土石壩。作為混凝土壩之一的拱壩，是一種常見的壩型之一，且形態(tài)較為優(yōu)美，堪稱水電大壩的最佳顏值擔(dān)當(dāng)！<br><br>　　看起來有點(diǎn)單薄？上面可以并排開幾輛汽車?yán)玻?lt;/font></h3> <h3><font color="#010101">　　完美曲線</font></h3> <h3><font color="#010101">　　一道弧線劃過</font></h3> <h3><font color="#010101">　　著名的胡佛大壩，仔細(xì)看，壩頂上停了一長串汽車。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　曲線看起來是不是跟環(huán)境更和諧些？</font></h3> <h3><font color="#010101">　　四川大崗山水電站大壩，典型的雙曲拱壩，壩高210米。安裝了4臺單機(jī)出力65萬千瓦機(jī)組，總裝機(jī)260萬千瓦。是國電集團(tuán)在大渡河干流上28個(gè)梯級電站中單機(jī)容量最大總裝機(jī)第二大的電站，也是本人作為主任設(shè)計(jì)工程師負(fù)責(zé)的第一個(gè)大型項(xiàng)目。2008年項(xiàng)目啟動(dòng)，2015年11月底全部四臺機(jī)組順利投產(chǎn)發(fā)電。沒辦法，水電項(xiàng)目周期就是很長。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　溪洛渡水電站，雙曲拱壩，壩高285.5米。安裝了18臺單機(jī)出力77萬千瓦機(jī)組，2014年7月已全部投產(chǎn)發(fā)電。又一個(gè)千萬千瓦級別超級電站，目前僅次于三峽電站。本人有幸參與了該項(xiàng)目的部分工作。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　溪洛渡，宛若碧玉！</font></h3> <h3><font color="#010101">　　大崗山水電站全景（2012年），此時(shí)大壩尚在澆筑中，電站設(shè)備在山體內(nèi)深挖的地下廠房內(nèi)。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　全三維設(shè)計(jì)的大崗山水輪機(jī)</font></h3> <h3><font color="#010101">　　大崗山大壩，體態(tài)還是優(yōu)美的。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　云南小灣水電站，大壩高294.5米，世界第三高拱壩，國內(nèi)僅次于四川錦屏一級水電站大壩的305米。安裝了6臺單機(jī)容量70萬千瓦機(jī)組，國內(nèi)幾大巨型電站之一。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　本人參與了小灣項(xiàng)目的很多部件設(shè)計(jì)，也曾于幾年前去電站現(xiàn)場參與轉(zhuǎn)輪裂紋消缺工作，印象深刻。在海拔三千多米的崇山峻嶺之間，山谷里鑲嵌著碧綠迂回的瀾滄江（出了中國后叫湄公河），早晨還有鋪滿整個(gè)山澗河道的云海奇觀。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　四川錦屏一級水電站，大壩高305米，目前世界最高大壩。但這個(gè)記錄不會(huì)保持太久，它即將被四川雙江口電站的314米大壩超越。錦屏一級共安裝了6臺單機(jī)60萬千瓦機(jī)組。<br><br>　　飛流直下三千尺！</font></h3> <h3><font color="#010101">　　緊挨著錦屏一級下游的錦屏二級安裝了8臺單機(jī)60萬千瓦機(jī)組。福伊特水電上海拿下了全部八臺機(jī)組。本人部分參與了錦屏二級的部件設(shè)計(jì)。錦屏二級在雅礱江大拐彎處截彎取直的引水隧洞長18公里，世界之最。錦屏二級最大發(fā)電凈水頭318米，其特殊設(shè)計(jì)的長短葉片轉(zhuǎn)輪（15個(gè)長葉片+15個(gè)短葉片）也是世界上同類型當(dāng)中最大的。錦屏電站合起來的話總裝機(jī)就是840萬千瓦，巨型電站之一。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　錦屏二級水電站的水車室</font></h3> <h3><font color="#010101">　　錦屏一級水電站，世界最高大壩風(fēng)采，305米高！</font></h3> <h3><font color="#010101">　　錦屏一級，壯觀的瀑布！</font></h3> <h3><font color="#010101">　　四川二灘水電站，大壩高240米，安裝6臺單機(jī)出力55萬千瓦機(jī)組，是三峽之前國內(nèi)最大的水電站。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　小灣水電站，云蒸霧繞。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　夜色下的小灣，美就一個(gè)字！</font></h3> <h3><font color="#010101">　　美妙的弧線！</font></h3> <h3><font color="#010101">彎彎的壩來藍(lán)藍(lán)的水</font></h3> <h3><font color="#010101">　　秀色可餐</font></h3> <h3><font color="#010101">　　俯瞰溪洛渡，坐落于四川云南分界線上的中國第二大電站。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　初蓄水的大崗山，水很黃，還沒沉淀變綠呢！大壩看起來咋那么單薄呢？</font></h3> <h3><font color="#010101">　　厚積薄發(fā)！</font></h3> <h3><font color="#010101">　　仙境！</font></h3> <h3><font color="#010101">　　一道弧線劃過，亦真亦幻～～</font></h3> <h3><font color="#010101">　　來張三峽電廠局部內(nèi)景，其實(shí)，每臺機(jī)組都是一臺印鈔機(jī)！簡單說吧，三峽全部機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的話，只消15個(gè)小時(shí)，它的發(fā)電量就能賣出一億元（按照水電行業(yè)通常上網(wǎng)電價(jià)三毛錢一度電計(jì)算）。</font></h3> <h3><font color="#010101"> 作為一個(gè)水電人，為國內(nèi)近些年水電的飛速發(fā)展感到自豪！自己也算為電力事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)了一點(diǎn)微薄之力。<br><br>　　過去的都付諸過去，挑戰(zhàn)接踵而至。巴基斯坦塔貝拉四期，一個(gè)燙手的山芋，一個(gè)中巴合作的范例，再次挑擔(dān)子任項(xiàng)目主設(shè)，硬著頭皮上了，困難可比國內(nèi)項(xiàng)目high了去了。刁難的業(yè)主，苛刻的英國咨詢公司，都需一個(gè)個(gè)去面對。但也沒有解決不了的問題，目前項(xiàng)目進(jìn)展順利，轉(zhuǎn)輪等幾個(gè)重大部件已經(jīng)交付業(yè)主，正朝著2017年首臺機(jī)發(fā)電的目標(biāo)穩(wěn)步邁進(jìn)！<br><br>　　至于“巴鐵”，我只能呵呵了～～經(jīng)歷過才知道！還有這個(gè)國家的超級腐敗，你懂的！題外話了。</font></h3> <h3><font color="#010101">　　在西藏著名的雅魯藏布江大拐彎處，在墨脫附近，一個(gè)至少兩倍于三峽裝機(jī)的超級電站正在進(jìn)行前期規(guī)劃和相關(guān)研發(fā)工作。在這個(gè)大拐彎處，直線距離僅有四十公里左右（截彎取直），而水頭落差卻達(dá)到了2343米，蘊(yùn)含了巨大的水能資源。</font></h3> <h3><font color="#010101"> 目前該項(xiàng)目正在做前期預(yù)可行性研究以及相關(guān)研發(fā)工作，德國總部那邊已經(jīng)有了幾個(gè)初步的方案，有待下一步深入研究方案細(xì)節(jié)。作為福伊特水電技術(shù)研發(fā)中心VHEC的成員之一，本人有幸參與進(jìn)來。然而，這個(gè)項(xiàng)目有太多的技術(shù)難題和不確定性需要一個(gè)個(gè)去攻關(guān)克服，如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題、材料問題、制造問題、絕緣問題等等。但可以確定的是，技術(shù)水平會(huì)在現(xiàn)有的百萬千瓦機(jī)組基礎(chǔ)上再躍上一個(gè)大臺階，屬于突破性的。而這個(gè)注定會(huì)震驚世界的超級工程，一二十年內(nèi)是不太可能動(dòng)工的。有生之年或可期！<br><br>　　謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給為之奮斗了不少青春的水電事業(yè)！已屆不惑，聊以紀(jì)念！<br><br>　　—— 2016年6月1日 LSJ于上海</font></h3>