白鶴灘水電站：在金沙江上鑄就“國家名片”

白鶴灘水電站投入使用後，每年平均發電量約為624.43億千瓦時，一天的發電量可滿足50萬人一年的生活用電。每年可節約標煤約2500萬噸，減排約6500萬噸二氧化碳、60萬噸二氧化硫，相當於少建近6座年產400萬噸的大型煤礦。

累計安全生產綠色電能200億千瓦時，相當於減少標準煤消耗624萬噸，減少二氧化碳排放1602萬噸。前不久，白鶴灘水電站交出亮麗的成績單。

國產機組單機容量100萬千瓦，世界第一；總裝機容量1600萬千瓦，僅次於三峽電站，位居世界第二。2021年6月28日，白鶴灘水電站首批機組正式投產發電。

在川滇兩省交界的金沙江上，白鶴灘與其上游的烏東德，下游的溪洛渡、向家壩、三峽、葛洲壩水電站共同構成一條世界上最大的清潔能源走廊。

世界首台最大的百萬千瓦水輪機組、世界最大的地下廠房、世界“最聰明”的智能大壩……大國重器白鶴灘水電站實現了多個世界之最。而這背後，是中國幾代水電人幾十年如一日的不懈探索，他們一步一個腳印，用行動書寫出中國水電裝備由並跑向領跑衝刺的神話。

特種水泥解決“無壩不裂”難題

壩高289米，相當於100層樓，整體澆築低熱混凝土803萬立方米，體積超過3個胡夫金字塔――從外形看，白鶴灘水電站絕對是個大塊頭。

2021年5月29日，白鶴灘水電站大壩最後一倉溢流面混凝土澆築完成，這標誌着大壩表孔已具備過流條件。

白鶴灘水電站處於V型河谷，兩岸懸崖峭壁，複雜的地質條件決定其只能採用混凝土雙曲拱壩，以使受力更科學，同時節省壩體材料，提高安全性。

在業界，“無壩不裂”是橫亙在水電站建設過程中的世界級難題。白鶴灘水電站尤其如此。規模巨大，壩體結構不對稱，加上持續的乾熱、大風天氣，導致温控難度極大。

為此，科研人員研製出特種水泥――低熱硅酸鹽水泥，也叫低熱水泥。它具有水化熱低、放熱速率慢、鹼含量低、後期強度增進率高等優良性能，為解決大體積混凝土開裂問題提供了更好的技術途徑。同時，在每一處澆築的混凝土中，都埋設有數支温度傳感器和循環冷卻水管，可以實時監測混凝土內部的温升，並進行有針對性的降温。

自開澆以來，白鶴灘水電站大壩沒有出現一條温度裂縫。2019年，在鑽孔取芯質量檢查過程中，人們從大壩取出25.7米混凝土長芯，混凝土芯樣光滑密實、骨料分佈均勻、氣泡少。這樣一份高質量混凝土澆築施工成績單的背後，是建設者對大國重器質量細節的精準把控。

“最強大腦”提升工程效率

從長江到金沙江，三峽集團組織創新“300米級溪洛渡拱壩智能化建設關鍵技術”，開創了我國智能高拱壩建設的先河。

而白鶴灘水電站則藉助物聯網、雲計算以及大數據等技術，向建設管理智能化又邁出了一大步。

在白鶴灘工程建設部技術管理部副主任周孟夏看來，手機中安裝的智能通水系統和施工過程智能監控系統，是他最親密的“工作夥伴”。

“大壩施工中，混凝土温度控制的主要手段是冷卻通水，以前全靠人工操控。按照規範，至少每4個小時就要對所有倉號進行一次測温，需要投入大量的人員手工操作，大壩温度情況掌握也比較滯後。”

如今，智能通水系統不僅能實時感知温度，還可以自主分析温度變化趨勢，按照預設的控制算法進行自動調控。在降低人工作業強度的同時，極大提升了工程效率與温控精度。

“這個‘最強大腦’還可以積累工程實踐數據，通過大數據分析完善預設的經驗算法，進行部分自主決策，進而實現現場快速響應。如此一來，工程師便能從大量日常管理工作中解放出來，僅在數據異常時糾編處理即可，管理效率隨之提高。”周孟夏介紹。

“最強大腦”高效整合物質流與數據流，為精細化施工創造了更大的空間。

“以混凝土振搗為例，振搗幾遍，振搗棒型號如何選擇，初振多久，復振多久，這些專業試驗的參數，都會印成標準化工藝手冊，用以培訓員工。”白鶴灘工程建設部大壩項目部工程師劉春風介紹。

如今，這些標準被“翻譯”成代碼進入智能系統，智能系統實時分析振搗棒的覆蓋範圍、插入深度、振搗時長等數據是否“合格”，讓施工質量不再僅靠人工肉眼觀察和經驗判斷，而是“數”説了算。

勇登水電行業“珠穆朗瑪峯”

100萬千瓦巨型水輪發電機組，是世界水電行業的“珠穆朗瑪峯”。白鶴灘水電站機組是全球首個單機容量最大的水電機組，也是中國自主設計製造的完全國產化百萬千瓦機組，研製與安裝難度遠大於世界在建和已投運的任何機組。

在白鶴灘建水電站的設想始於上世紀五十年代。當年，在研討白鶴灘水電站機組單機容量的時候，為穩妥起見，有專家提出採用2台100萬千瓦機組，其餘機組採用80萬千瓦的方案。但最終決定16台機組全部用國產百萬千瓦水輪發電機組，是在2006年。

白鶴灘工程建設部主任汪志林説，選擇100萬千瓦機組，其一是具備建設能力，其二是客觀要求。白鶴灘兩岸均為雄厚山體，複雜地質條件已帶來一系列世界級難題。在樞紐建築工程佈置上，單機容量越大，機組台數就越少，地下洞室羣、地下廠房的規模將更趨合理，穩定性安全性也會更好。其三是資源稟賦，金沙江干流落差大，水流湍急，白鶴灘水電站是高壩大庫，水頭高達200多米，從水能利用率來看，可以滿足1600萬千瓦的總裝機容量。

而最重要的一條是，中國現代化經濟社會發展需要與之相適應的大規模清潔電能的支撐，白鶴灘水電站是國家重大工程，是西電東送骨幹電源點，遠景發展電力的需要為其提出更高要求。

有人算了這樣一筆賬，白鶴灘水電站投入使用後，每年平均發電量約為624.43億千瓦時，一天的發電量可滿足50萬人一年的生活用電。每年可節約標煤約2500萬噸，減排約6500萬噸二氧化碳、60萬噸二氧化硫，相當於少建近6座年產400萬噸的大型煤礦。

“水電是清潔能源的主力軍。而白鶴灘水電站即將加入中國清潔能源的主力陣容，備受關注。”中國科學院院士錢七虎説，電站建設本身亦是對藍天的守護，對人類可持續發展有重要意義。

在保護中發展、在發展中保護。助力實現“碳達峯、碳中和”目標，中國水電人正在持續書寫生態文明的新時代答卷。