之江暖風正吹進烏江江畔。隨著全國脫貧攻堅戰(zhàn)打響,浙江與貴州兩省的聯(lián)動日益緊密,越來越多的浙江力量涌入貴州,滲入到當?shù)厣鐣?jīng)濟的方方面面。
中國華電集團有限公司直屬科研院所華電電力科學研究院有限公司正是這股浙江力量的排頭兵,在中央和省委、省政府號召下,積極發(fā)揮產(chǎn)業(yè)特長,用技術(shù)的力量推動扶貧攻堅。其下屬全資子公司杭州國電機械設計研究院有限公司(簡稱國電機械)經(jīng)不懈地努力、攻堅克難,一座座雄偉的升船機在貴州烏江上拔地而起,改寫了烏江流域沒有閘壩過船設施的歷史,實現(xiàn)了航運新突破,助其融入長江經(jīng)濟帶發(fā)展。
烏江,長江上游南岸最大支流,以流急、灘多、谷狹聞名,號稱天險。獨特的自然稟賦,讓烏江流域在中國的發(fā)展史上發(fā)揮著重要作用。上世紀80年代起,在我國水利開發(fā)步伐不斷加快的背景下,烏江流域上陸續(xù)建起了10多座大、中型水電站。其中,由中國華電集團有限公司開發(fā)的構(gòu)皮灘水電站正是烏江水系規(guī)模最大的水電站,也是貴州實施“西電東送”戰(zhàn)略的標志性工程。水電站的建設造就了“高峽出平湖”的美景,卻將烏江流域分割成若干個區(qū)域,阻斷了流域內(nèi)水運通行,大型船舶難以直通長江,成為了制約貴州水運發(fā)展的主要原因之一。據(jù)《貴州省水運發(fā)展規(guī)劃(2012-2030年)》數(shù)據(jù)顯示,截至2011年底,貴州省共有航道通航里程3563公里,其中四級航道(可通行500噸級船舶的航道)270公里,僅占比7.6%,遠低于全國13.8%的平均水平。
貴州要打破這種局面,建成暢通高效的現(xiàn)代化水運體系,在船舶通航需求量大的烏江流域梯級電站建成通航設施尤為關鍵。升船機作為解決水利水電樞紐斷航問題的設備,主要采用機械方法升降船舶,從而克服航道中的集中水位落差的問題,于上世紀80年代開始引入中國。其基本組成部分包括:用于停放船舶的承船廂;用于驅(qū)動承船廂升降的機械(或液壓)主提升機構(gòu);用于驅(qū)動承船廂升降的電氣控制系統(tǒng);用于與航道對接的上下閘首設備等。升船機結(jié)構(gòu)形式復雜,集成化程度高,其運行的安全穩(wěn)定性均要求較高。升船機的投資與其他類型通航設備相當,但擁有節(jié)水、節(jié)能、通航效率高、舒適性好等優(yōu)勢。
對水利水電樞紐和城市水系河道治理技術(shù)領域建設有近60年鉆研并有著豐富經(jīng)驗的國電機械,秉承著“肩負國企使命 展現(xiàn)國企作為 發(fā)揮國企擔當”的精神,積極參與到了烏江流域升船機項目的建設中。國電機械前身是1956年成立的電力工業(yè)部杭州機械設計研究所(簡稱杭機所),在升船機首次引入中國后,積極順應時代發(fā)展,在潛心研究、技術(shù)創(chuàng)新的驅(qū)動下,1980年開始先后承接了巖灘、高壩洲等升船機項目,近期又承接了貴州烏江流域思林升船機、沙沱升船機、構(gòu)皮灘升船機項目,為國內(nèi)水利水電樞紐通航和城市水系河道治理通航作出了突出貢獻。
構(gòu)皮灘水電站是烏江流域第一級大型發(fā)電站,坐落于兩山之間的峽谷中,天然的地理優(yōu)勢造就了近200米的水位落差,復雜的地形、超高的水位落差給閘壩過船設施帶來了史無前例的巨大挑戰(zhàn)。構(gòu)皮灘通航建筑物整體設計形式為依托地形地貌將通航建筑“一分為三”,從空中俯瞰,整個建筑群線路總長2300多米,由上下游引航道、三座鋼絲繩卷揚提升式垂直升船機和兩級中間渠道等組成。第一級升船機采用下水式布置在上游水庫內(nèi),最大提升高度為47米;第二級升船機為全平衡式布置在兩級中間渠道之間,最大提升高度為127米;第三級升船機同樣采用下水式布置在第二級中間渠道末端與下游航道之間,用于克服第二級中間渠道與下游航道之間的水位落差,最大提升高度為79米。船舶從烏江上游通過引航道進入第一級垂直升船機,固定后像坐電梯提升至中間渠道,再通過中間渠道進入第二、三級垂直升船機,總共經(jīng)過3次升降,最終抵達烏江下游。構(gòu)皮灘三級升船機聯(lián)合運轉(zhuǎn),能夠克服樞紐199米相當于60層樓高的通航水頭差,通過梯級形式有效地解決了地勢復雜、水位落差大的難題。
精巧的設計讓構(gòu)皮灘升船機成為迄今為止航道組成最為復雜的通航建筑物,各種前沿技術(shù)的運用,讓它被業(yè)內(nèi)專家稱為“升船機博物館”和“懸在空中的水運航道”。另外,構(gòu)皮灘升船機還占據(jù)兩項世界第一:第二級127米的提升高度居世界第一;構(gòu)皮灘升船機規(guī)模居世界第一。
面對提升高度大、設備數(shù)量多、制造要求精度高、梯級聯(lián)動過船控制的復雜難題,國電機械沒有望而卻步。從2014年開始,歷時一年完成了全部施工設計,后經(jīng)3年全部完成了所有大重型設備的制作,目前現(xiàn)場設備均已安裝完成并進入最后的調(diào)試階段。
國電機械在保質(zhì)量、重安全、促進度的前提下,始終展現(xiàn)國企責任擔當,肩負使命、攻堅克難,以打造精品工程的意識做好各項工作。華電電力科學研究院有限公司黨委書記、執(zhí)行董事彭桂云告訴筆者:“構(gòu)皮灘三級升船機工程規(guī)模宏大、技術(shù)要求高、施工難度大,是中國又一個‘超級工程’‘大國重器’,創(chuàng)造了多項世界之最。我們實現(xiàn)了‘中國制造、自我保障’。大型升船機的研發(fā)制造,檢閱了中國高端裝備制造業(yè)的發(fā)展能力,推進了‘中國制造2025’戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)”。
令人意想不到的是,如此規(guī)模宏大的工程,對不少設備的制造安裝精度卻要求控制在毫米級,加工制造及運輸都達到了國內(nèi)一流技術(shù),其中最關鍵、最龐大的減速器正是最具代表性的設備之一。它的主要作用是將大功率交流變頻電動機通電后的高轉(zhuǎn)速降低至卷筒側(cè)的低轉(zhuǎn)速,讓主提升機構(gòu)實現(xiàn)低速重載的目的,從而確保3400噸承船廂安全穩(wěn)定地提升。
由此可知,出力如此之大的減速器肯定是個龐然大物,它的外形長寬高尺寸分別為7米、3.2米、4米,單臺重量在150噸左右,比一架波音787客機還重。同時,它的制造精度誤差要求控制在0.02毫米之內(nèi),而建設整個通航建筑,一共需43臺這樣的減速器。在廠內(nèi)設計制作時,設計師們展示出了大國重器的實力,經(jīng)過2年的鉆研設計、精心加工,終于完成了全部減速器的廠內(nèi)制作。
構(gòu)皮灘三級升船機首次采用聯(lián)合調(diào)度集中控制模式,國內(nèi)外無類似運行成熟經(jīng)驗可供參考,如何合理規(guī)劃流程、優(yōu)化過船順序?構(gòu)皮灘第二級升船機提升高度為127米,對于高行程的升船機,如何保證3400噸承船廂運行平穩(wěn)、停位準確?構(gòu)皮灘第一、三級升船機是下水式升船機,出入水過程涉及復雜的水動力學問題,如何優(yōu)化船廂下水結(jié)構(gòu)體型、改善船廂水動力學特性、合理確定船廂出入水運行參數(shù)?國電機械在自身技術(shù)經(jīng)驗不斷積累、不斷創(chuàng)新基礎上,將所有的難題一一解決,讓這座雄偉的建筑屹立在烏江之上。
承船廂外形尺寸上比減速器更高一個數(shù)量級,它只能采用現(xiàn)場拼焊的制作方式,施工現(xiàn)場環(huán)境復雜多變,同時,還要經(jīng)得住惡劣天氣的考驗。時間回到2017年6月下旬,貴州烏江流域進入主汛期,構(gòu)皮灘水電站大壩隨時可能需要開閘泄洪?,F(xiàn)場拼焊的第三級承船廂在確定了以船廂自浮的形式為最終防洪度汛方案后,尚有兩扇臥倒門未安裝,國電機械在工期緊、任務重的雙重壓力下,積極協(xié)調(diào)、克服困難、加班加點完成了汛前工作,確保了承船廂能夠自浮。
2017年6月30日凌晨2時,構(gòu)皮灘水電站大壩泄洪流量達到6000立方米/秒。船廂室受四周建筑物限制,內(nèi)部形成了復雜多變的暗涌,紊亂的暗流猶如大海中肆無忌憚的海浪掀動承船廂,使它在無約束狀態(tài)下漂浮撞擊著四周建筑物,隨時可能漂流至下游河道。國電機械立即組織抗洪搶險工作,在項目全體及各協(xié)作單位的幫助支持下連夜奮戰(zhàn),險情才得到有效控制,減少了國家經(jīng)濟損失。
2018年9月底,由國電機械承建烏江流域上的思林升船機和沙沱升船機歷時4年完成工程建設,如今,構(gòu)皮灘水電站通航設施已經(jīng)進入最后的全面調(diào)試階段,預計2019年6月試運行。屆時,將實現(xiàn)烏江流域水運的全線復航,貴州境內(nèi)500噸級船舶可以從遵義播州的烏江渡出發(fā),經(jīng)構(gòu)皮灘升船機、思林升船機、沙沱升船機進入長江。
烏江流域的全線復航,帶動了水運的新發(fā)展,對于具有喀斯特地貌的貴州區(qū)域的煤礦、磷礦、鋁礦等礦藏資源的開發(fā)減少了物流成本。據(jù)貴州媒體報道,從烏江渡運輸貨物到重慶涪陵港,公路成本大約為5角/噸公里,鐵路成本為2角/噸公里,而水路成本只要1.5角/噸公里。隨著烏江流域的貫通,預測到2030年,烏江流域升船機年過壩量將達到5000萬噸,年客運量達到2400萬人次。
彭桂云告訴筆者:“烏江流域升船機的建設為整個烏江流域的物流運輸開啟嶄新的篇章,水運設施的發(fā)展帶來區(qū)位劣勢的改變,為貴州經(jīng)濟騰飛鋪就了快速跑道,也為加快融入‘長江經(jīng)濟帶’提供了強大的戰(zhàn)略支撐,帶動了當?shù)芈糜螛I(yè)發(fā)展。構(gòu)皮灘升船機這個‘超級工程’已經(jīng)接近尾聲,但國電機械對貴州的幫扶并不會止步。貴州是全國扶貧攻堅戰(zhàn)役的主戰(zhàn)場,也是浙江對口幫扶的西部省份之一,公司將會繼續(xù)認真貫徹落實脫貧攻堅重要戰(zhàn)略思想和對口幫扶重要指示精神,充分發(fā)揮公司在升船機領域的技術(shù)優(yōu)勢,著手打造服務經(jīng)濟、服務民生的便利水運體系,改善貴州烏江流域的交通物流基礎,重構(gòu)區(qū)域經(jīng)濟體系,加快跨區(qū)域融合發(fā)展。”