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暮春时节的刘家峡水电站,正值设备检修高峰,电站人员在147米的大坝侧面搭建脚手架,四五层楼高的巨型龙门吊沿着铁轨从坝顶左侧向中间缓缓挪动……
刘家峡水电站枢纽工程于1958年9月27日破土动工,1969年全面投产发电,彼时曾创造了多项全国纪录:首座百万千瓦级大型水电站、最大的水利电力枢纽工程、最高的混凝土重力坝、最大的地下厂房、首台30万千瓦双水内冷水轮发电机、第一台最大的有载调压变压器,以及首条330千伏超高压输电线路。
发电52年来,刘家峡水电站以发电为主,兼有防洪、防凌、灌溉、供水、养殖、航运等综合效益,为国民经济发展作出了巨大贡献。截至6月底,该电站已累计发电超过2500亿千瓦时,相当于节约燃煤约8800万吨,减少二氧化碳排放高达2.3亿吨。
沙——爆破沙坎,电站重获新生
置身大坝顶端,上游是50千米长的库区,下游是一段长约1千米且细长陡峭的峡谷。翠绿色的黄河水流过紧邻大坝下游、峡谷出口处的刘家峡镇时,与两岸刚刚抽出的绿叶相映成趣。
黄河行至30公里外的兰州市西固区时,已是浓重的土黄色,为何同处于水土流失严重的黄土高原区,刘家峡的黄河水却是绿色呢?
“黄河之所以黄,是因为汇入了大量泥沙。”电站工作人员说,刘家峡水电站地处黄土高原边缘地区,面临严重的泥沙问题。“事实上,上游来水早已是黄色,只是因为水库建成后,水流变慢,大量泥沙沉淀到水库中,黄河才‘绿’了。”
据了解,目前刘家峡水电站水库一年中八成以上的时间是绿色的,只有在夏季个别降雨多、泥沙大的时段才呈现黄色。泥沙沉淀虽然提高了水库的“颜值”,但却差点要了电站的“命”。
“水电站大坝位于黄河和洮河交汇处,距洮河河口仅1千米。洮河的泥沙量大且距离大坝近,大量泥沙堆积至大坝跟前,形成了一道高高的沙坎,使黄河干流河段过流能力下降,机组调增负荷时,常引起坝前水位骤降,严重威胁机组和大坝安全稳定运行。”刘家峡水电厂厂长李永清说。
“黄河水是宝贵的,发电站应该充分利用好每一滴水。为此,我们提出了开挖排沙洞,并在排沙洞安装发电机组的方案,以此做到浑水排沙、清水发电,实现‘一洞两用’。”李永清回忆,“但这个方案在当时引起了巨大争议。因为需要在水下进行岩塞爆破,风险很大,弄不好整个工程的巨额投资就会打水漂。另外,对于排沙洞安装发电机组的技术可行性、经济性也有争议。但最后,在充分论证并进行大量试验后,方案的实施效果很理想。其中,洮河来沙问题已得到很好解决,在排沙洞安装的两台15万千瓦发电机组运行良好,电站调峰能力得到大幅提升。”
电——科技创新,发电效率攀升
与大坝顶部、侧面一样,位于大坝底部的发电厂房也处于检修状态,相比长达800米的宽敞大坝,这里的空间明显局促很多。一台直径10米左右的机组定子加上各类设备部件,将整个厂房塞得满满当当。
“这台机组今年要大检修,会更换主要设备部件,将原先的进口设备换成国产更先进的,进一步提升发电效率。”正在4号机组一个下沉式圆坑中忙碌的工作人员告诉记者。
刘家峡水电站是按照“独立自主、自力更生”方针,“自己勘测设计、自己制造设备、自己施工安装、自己调试管理”建成的,为何会出现进口设备,且是核心设备呢?
“当时电站设计的总装机是5台机组122.5万千瓦,但因生产力及科技水平制约,早期自主设计的发电设备存在‘先天’缺陷,实际上只能发电到116万千瓦,而且5台机组经常出问题。后来经过努力,积累了经验,运行状况改善了,但问题没有根治。”李永清说,“设备是我们的宝贝,来水时能发电、电网提要求时能把负荷带上去,这样电厂才有效益,也不用频繁维修。但直到上世纪80年代,我们的技术还有欠缺,所以就引进了国外机组。”
改造后的刘家峡水电站装机容量在116万千瓦基础上增加了19万千瓦,相当于又建了一座中型水电站。“如今我们的国产设备已经处于世界领先水平,所以现在我们正在对机组设备进行新一轮升级,重新换回国产设备,预计到2023年,电站的发电效率会再上新台阶。”
水——兴利避害,造福黄河两岸
在水电站下游两公里处的刘家峡镇,黄河水面宽阔了许多,其间一个高出水面1米多的小岛,将河面分割开来。电站工作人员说:“夏季泄洪时,小岛会全部被淹没,目前电站正在严格按照黄河水利委员会要求,加大出库流量,为夏季主汛期拦蓄洪水腾出更多空间。”
新中国成立后,党和政府把治理黄河作为安邦定国的重要措施。1955年7月,第一届全国人民代表大会第二次会议作出了“关于根治黄河水害和开发黄河水利的综合利用规划”的决议,刘家峡水电站就是据此兴建的首批工程之一。
“水利水电枢纽工程不只要发电,在防洪、防凌方面,刘家峡水电站拥有57亿立方米的巨大库容,作用巨大、责无旁贷。”刘家峡水电厂党委书记付廷勤介绍,上世纪八十年代至今的几次汛情期间,刘家峡水电站成功调节流域多次洪峰,为中下游地区安全度汛发挥了重要作用。
“周虽旧邦,其命唯新。刘家峡水电站虽然是个老水电站,但始终在积极推动技术、设备、理念革新,适应时代发展。”付廷勤说。
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