一度電的地下“脈動”
——華能金壇鹽穴壓縮空氣儲能二期項目建設紀實
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“開始落位!”
2026年3月,江蘇金壇。隨著指揮員一聲令下,行車吊臂聞聲而動,鋼索緊繃如弦,發出細微而有力的“錚錚”聲。
長7.1米、寬6.7米、高2.7米、重65噸的龐然大物——透平機的上蓋,在空中平穩移動,緩緩向下方的機體靠攏。這一刻,時間仿佛被拉長,現場隻剩下行車電機的嗡鳴聲和鋼索的摩擦聲。
“落位成功!”隨著透平機上蓋與機身完美吻合,這台壓縮空氣儲能電站的“動力心臟”,終於完成了它本體安裝的最后一步——扣蓋,這也標志著該機組關鍵核心設備全部安裝就位。這是華能金壇鹽穴壓縮空氣儲能二期項目一號機透平機扣蓋的現場,亦是華能建設者用匠心鑄就的硬核答卷。眼下,項目正向著“年內雙投”的目標全力沖刺。
老與新的對話
鹽,百味之祖。
金壇,這片土地因鹽而興,因鹽而名。千年之前,這裡舟楫往來,鹽白勝雪。如今,地表千米以下鹽礦開採留下的一座座古老鹽穴成為天然的“地下倉庫”,正被賦予新的綠色使命。
2022年,金壇鹽穴壓縮空氣儲能一期國家試驗示范項目正式投運。
何謂壓縮空氣儲能?原理並不復雜:用電低谷時,用富余的電驅動壓縮機將空氣強力壓入地下鹽穴存起來﹔用電高峰時,再把這些高壓空氣放出來,推動透平機高速旋轉發電。一儲一放,削峰填谷,堪稱“超大號地下充電寶”。
一期項目的落地,不僅驗証了技術的可行性,更一舉創下多項行業紀錄。然而,對於敢為人先的華能人來說,一期僅僅是一個開始,它解決了“能不能做”的問題﹔而二期要回答的,則是“怎麼做大、做強、做優”。
但二期項目到底要做多大?大型化以后有哪些技術難點?為了尋找這些問題的答案,項目團隊開始了漫長的“探路”。
“從2021年下半年一直到2023年,這近兩年的時間裡,我做的最主要的一個工作就是為二期項目規劃技術路線,做前期的研究。”項目工程安質部副主任陳輝回憶道,“最難的,從來不是某一個單點的技術突破,而是整個系統的集成設計。”
兩年時間裡,陳輝帶著團隊跑遍了國內各大動力制造廠和壓縮機制造商:調研壓縮機能做到多大的壓力與流量,再反推電機需要多大的功率﹔接著去調研透平機廠家能做多大的出力,再去配儲熱球罐和換熱器的參數。每一個參數,都要反復地“配”。這種“配”,是牽一發而動全身的博弈,一個參數改了,其他所有系統的參數都要跟著改。
“實際上這裡沒有什麼驚天動地的故事,所有的技術問題都很枯燥,攻關就是一遍遍算出來,一遍遍推翻重來。”陳輝向筆者介紹這段經歷時語氣平淡,可恰恰是這些看似枯燥的計算與推演,構成了最堅實的土壤——全球單機功率最大、總容量最大、綜合效率最高的壓縮空氣儲能電站規劃,悄然生長出來。
2024年12月,華能金壇鹽穴壓縮空氣儲能二期項目正式開工,構建起前所未有的新版圖。
——這是一次新量級的超越。
裝機容量從一期的60兆瓦提升至700兆瓦,儲氣庫總儲能達120萬立方米。這意味著電站的“儲能和發電的胃口”被放大了十倍以上。
——這是一套新架構的突圍。
面對二期項目規模量級躍升帶來的巨大空氣注採需求,一期採用的單線串聯壓縮模式與相對常規的兩段膨脹透平結構,已難以適配。為此,二期項目在壓縮端創新採用了“雙線四段”架構﹔在透平端,則升級為國內首台套350兆瓦級高參數透平機,擁有四段做功的更長軸系與更強的做功能力,實現了龐大能量流的高效調度與轉化。
——這是一條新路徑的開拓。
一期項目中,壓縮空氣過程中產生的熱量主要依靠導熱油來儲存,雖性能穩定,但成本高昂且存在消防隱患。二期大膽突破,全球首次採用“中溫加壓水”作為儲熱介質。這一重構,不僅將儲熱成本降至原先的零頭,更徹底消除了安全隱患,讓電站真正實現了降本增效與本質安全的兼得。
古老的鹽穴,有了新的使命﹔一期的積澱,托起了二期的跨越。“老”與“新”,在金壇的地下與地上,完成了一場關於綠色的接力。
闖與創的淬煉
“壓力老大了!”
運維部主任龐裡波在談及項目調試運維歷程時,沒有回避內心的緊張,“因為我們做的是‘世界最大’,所以沒有成熟經驗可循,難度比一期大很多。”
這種緊張並非空穴來風。要把那些理論上可行的數據變成現實,中間隔著千難萬險。透平、壓縮、換熱……每個環節都在觸碰行業的極限參數。
以核心壓縮系統為例,行業內同類項目,包括金壇一期,均採用傳統單線壓縮架構,而二期為了應對呈幾何級數增長的空氣注採量,創新採用了“雙線四段”的壓縮系統架構。
為什麼要做這樣的創新?陳輝給筆者算了一筆賬:一期60兆瓦,每小時往鹽穴裡壓270噸空氣即可﹔二期的單機功率變成了350兆瓦,每小時壓的空氣是1340噸,翻了將近5倍。如此龐大的氣量,單條線、單台壓縮機根本無法承載。“所以我們把它分成兩條線,每條線每小時注入640噸空氣。這樣一來,機組容量變大后的氣量難題,就解決了。”
但這也帶來了新的問題。
“雙線四段”意味著兩台機組共有16台壓縮機。這背后是一張龐大到令人窒息的電氣網絡。
“我們這個項目電氣操作量格外龐大,核心原因就是壓縮機數量多。”龐裡波介紹,對比行業內成熟的火力發電廠就能看出區別:傳統兩台百萬千瓦火電機組僅配置三台主變壓器,而金壇二期項目足足有11台。繁多的電氣設備,讓全場送電流程被大幅拉長,操作復雜度呈幾何級上升。
唯一的應對之策就是極致的嚴謹。團隊把准備工作做到了極致,對所有系統進行了地毯式的反復核查,並抽調精兵強將,專門成立了電氣操作組。送電期間,生產領導和主要管理人員全員上陣,全程護航式盯防。最終,這場復雜的電氣“戰役”順利完成。
電氣通了,接下來“順”氣也是個大難題。
“一期調試時,最讓人頭疼的就是串聯機組的氣流匹配問題。”龐裡波回憶,一期項目採用了三台壓縮機,中間的壓縮機組既要適配前端進氣節奏,又要銜接后端壓縮,極易出現震動、喘振等問題。一期項目光是把氣“理順”,就耗費了很多時間。
如今,二期項目升級為四級串並聯結構,難度直接躍升到了全新的台階。為了“吞”下磅礡的氣量,首段壓縮機更是大膽採用了軸流式設計。團隊不僅要摸清軸流壓縮機的運行“脾氣”,還要精准平衡四段設備之間的進出氣量與負荷,復雜程度前所未有。
龐裡波是從火電過來的,他感觸很深:“沒經歷過的人說壓縮空氣儲能比火電廠簡單多了,但實際上從無到有、從有到能穩定運行的過程非常困難,沒有現成的經驗參照,都得靠自己一點點摸索。”
壓縮機的難只是冰山一角,透平的穩定性、儲熱的安全性、換熱的效率,每一處都有各自的“攔路虎”,都等待團隊“闖”出方向、“創”出答案。但好在建設者們並非完全從零開始,他們站在了一期用幾年時間蹚出的經驗之上。
項目運維部四值值長鄧建軍隨手就舉出了一串例子——
換熱器雜質堵塞?一期摸索出“倒吹”法,用余熱把雜質排出去。如今,二期設計階段便在進氣端增加透平進氣旁通調節閥,輕鬆告別換熱器雜質。
氣熱不平衡?一期運行兩年后加裝冷卻器,用循環水帶走多余熱量。這一經驗被直接植入二期設計,不僅優化了系統,還因此獲得了一項實用新型專利。
密封氣源帶氯離子易腐蝕換熱器?二期直接用壓縮機自身出口的高壓氣作為密封氣源,從源頭阻斷了氯離子,既保証了安全,又杜絕了腐蝕風險。
從過去的“絆腳石”變成如今的“墊腳石”,從“不知道該怎麼干”到“心裡有了底”——每一次看似輕描淡寫的突破背后,都是千百次的咬牙死磕。項目團隊憑著闖勁撕開未知,又用一次次創新把路走通,將難題一步一步填成了通往“世界之最”的堅實路基。
大與小的博弈
走進二期項目主廠房,最先讓人感受到的就是極具壓迫感的“大”。透平機、壓縮機、發電機……一個個鋼鐵巨物整齊排列。
就拿透平機來說,僅中壓模塊就重達190噸,相當於三十多頭成年非洲象的重量總和。當這個龐然大物在重型起重機的牽引下緩緩落位時,即便站在遠處,也能真切感受到那股沉甸甸的分量。
但其安裝精度,卻要用“絲”來丈量——“絲”,0.01毫米,一根頭發絲的八分之一。
“透平機安裝扣蓋時,必須確保兩半缸體結合面間隙不超過5絲。”項目機務專工楊清格勒介紹。190噸對5絲,難度可想而知。建設者們拿出百分表,一點點測,一點點調,逐步實現“微級”的精准落位。
回想起當時的場景,楊清格勒依然記憶猶新:“時間非常緊張,尤其是吊裝這種超大型設備的時候,壓力更是到了頂點。但我們團隊的目標就是務期必成,而且必須一次性成功!”
最終,在項目團隊的毫厘把控下,這顆世界最大的儲能“心臟”,嚴絲合縫地安了家。
走出主廠房,目光所及,是另一番震撼的景象。數千米的管道縱橫交錯,如同一張巨大的金屬網絡。
“這根管子直徑2.2米,一個人毫不費力就能直立走進去。”楊清格勒指著眼前的管道說。因為要將壓縮機組、透平機組、儲熱球罐等所有主設備全部連通,這裡的管道焊接工程量極其浩大,僅一台機組就有六千多米管道。
管道的世界是粗獷的,但建設者們的操作,卻是極其精密的。
陳輝介紹,想在復雜的工況下保証質量,必須要有極高的工藝標准。例如,管道對接並非簡單的平面相貼,而是要被打磨成精密的“V字形”坡口。焊接時,必須先用氬弧焊在坡口最底部進行打底,隨后再用普通焊條層層填充。在這個過程中,要對焊機的電流、電壓都要做精准的把控,甚至對焊條的保溫、防潮都有著嚴苛的標准。
這種對細節的極致追求,換來了極優的焊口質量。“目前我們拍片的成功率達到98%以上。”陳輝自豪地說。
然而,光有完美的焊縫還不夠。這些管道最終都要連接到極其精密的壓縮機和透平機上。
楊清格勒解釋了一個概念——“無應力配管”。簡單來說,就是在管道與本體連接時,不能有絲毫的力量傳遞到設備上。
透平機找正的精度是以“絲”來計算的,如果管道連接時存在拉力或推力,哪怕只是微米級的外力干擾,也會導致精密的軸系發生偏移,破壞之前辛苦調校好的精度。
為此,團隊練就了一套“卸力”技巧。他們在管道和本體連接前反復測量平行度和同心度,通過搭設臨時支架和精密計算,巧妙地把管道的重量和應力“卸”掉,確保主機軸系實現零干擾。
從百噸巨物到微米間隙,從數千米管網到零應力配管,在這裡,大與小從來不是對立的。宏大落於微小,細微成就磅礡,中國華能建設者們於方寸之間,精准把控著這座世界最大壓縮空氣儲能電站的建設脈搏。
國家能源局數據顯示,截至2025年底,全國已建成投運新型儲能裝機規模達到1.36億千瓦/3.51億千瓦時,與“十三五”末相比增長超40倍,實現跨越式發展。“新型儲能”連續三年寫入政府工作報告,並已躋身國家六大新興支柱產業。儲能產業的黃金時代正澎湃而來。
風口之下,華能金壇鹽穴壓縮空氣儲能二期項目正全速沖刺。回望一季度建設征程,一號機組透平機扣蓋、B列軸流壓縮機扣蓋、二號機組發電機穿轉子成功、制水合格、全廠受電……項目接連實現階段性突破。
這片深邃的“地下世界”裡,源源不斷的綠電即將奔騰而出,化作劃破長夜的“地上燈火”。(來源:中國能源網)
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