1水电项目的基本情况
1.1水电建设现状
2004年底全国常规水电已开发装机容量10256万kW(水电总装机容量10826万kW。其中抽水蓄能电站570万kW),年发电量3280亿kW•h,占全国技术可开发装机容量的18.9%,占全国总装机容量的23.3%。其中,东北地区的辽吉、华北地区的京津冀、华东地区的闽浙皖鲁赣、中南地区的豫湘粤海等省市常规水电开发程度均超过技术可开发量的50.0%,最高达88.7%,水力资源富集的西南地区川滇藏开发程度分别为11.7%、7.5%和0.3%,西北地区陕甘青新开发程度分别为23.8%、36.5%、18.4%和2.7%。
全国目前在建(含2005年开工)大中型水电站共182座,总装机容量为9250万kW,其中大型水电站35座,总装机容量为7004万kW,包括三峡1860万kW、溪洛渡1260万kW、龙滩420万kW、小湾420万kW、拉西瓦420万kW、瀑布沟360万kW、锦屏一级360万kW、构皮滩300万kW、水布垭184万kW、彭水175万kW、公伯峡150万kW等特大型水电站。部分工程投资如表1所示。
“十一五”期间,预计水利水电投资将超过8000亿元,为建筑工程机械产品提供了长期巨大的市场发展空间。例如南水北调工程,根据规划,东线调水工程主干线长1150km,规划土(石)方工程量7.8亿m3;中线调水工程主干线长1245.6km,土(石)方工程量8.9亿m3;西线调水工程隧洞长度为100km左右,工程每年要提供50多亿元设备保证施工。
1.2“十一五”和2020年水电发展目标
到2010年常规水电装机容量将达到19400万kW,占电力总装机容量的26.0%,开发程度达35.0%;到2015年常规水电装机容量达到27100万kW,占电力总装机容量的28.6%,开发程度达50.0%;到2020年常规水电装机容量达到32800万kW,开发程度达60.0%。表2所示。
按规模划分,大中型常规水电在2005年底装机7636万kW的基础上,“十一五”、“十二五”和“十三五”分别需要投产6764万kW、6450万kW和4450万kW,到2010年、2015年和2020年末,全国大中型常规水电站总规模将分别达到14400万kW、20850万kW和25300万kW;小型水电站(装机容量50MW以下电站)2005年底装机容量3794万kW,以后按每年250万kW左右投产,到2010年、2015年和2020年末,全国小型水电站总规模将分别达到5000万kW、6250万kW和7500万kW。
按区域划分,到2010年,在全国水电发展到19400万kW规模时,东部地区开发总规模达到2700万kW,占全国的13.8%,其开发程度达90.0%以上;中部地区总规模为5800万kW,占全国的29.8%,其开发程度达到78.4%;西部地区总规模为10900万kW,占全国56.4%,其开发程度达到24.9%,其中四川、云南、贵州的水电开发总规模分别为3190万kW、2090万kW和1530万kW,开发程度分别为26.6%、20.5%和78.6%。
到2020年,在全国水电发展到32800万kW规模时,东部地区开发总规模达到2900万kW,占全国的90.0%,水力资源基本开发殆尽;中部地区总规模为7200万kW,占全国的22.0%,其开发程度达到90.0%以上;西部地区总规模为22700万kW,占全国的69.0%,其开发程度达到60.7%,其中四川、云南、贵州的水电开发总规模分别为7600万kW、6280万kW和1830万kW,开发程度分别为63.3%、61.6%和94.0%。
按十三大水电基地划分,在2010年、2015年和2020年十三大水电基地的总体开发程度分别达到35%、55%和70%。金沙江一期工程溪洛渡和向家坝的开工,标志着我国最大的水电基地正式拉开建设序幕,考虑目前的前期工作状况及建设工期要求等因素,金沙江下游的乌东德、白鹤滩安排在“十一五”末期开工,2020年左右投产,金沙江中游的金安桥、观音岩在“十一五”开工,特别是金沙江的“龙头”水库电站虎跳峡将安排在“十一五”开工,金沙江中游的梨园、阿海、龙开口和鲁地拉在“十二五”开工;澜沧江糯扎渡、景洪、功果桥安排在“十一五”开工;雅砻江“龙头”水库电站两河口以及锦屏二级、牙根在“十一五”开工;大渡河“龙头”水库电站双江口以及大岗山、长河坝、猴子岩、泸定、金川、巴底、黄金坪和泸定安排在“十一五”开工;怒江六库、亚碧罗和赛格安排在“十一五”开工,马吉安排在“十二五”开工,按此安排,“十一五”期间投产容量主要集中在长江上游和大渡河水电基地,随着三峡和水布垭水电站的陆续投产,长江上游水电基地累计投产容量达到2630.7万kW,随着瀑布沟和龙头石水电站的相继投产,大渡河水电基地累计投产容量达到576万kW,至2010年末,金沙江中下游、雅砻江、大渡河、澜沧江、怒江和长江上游水电基地开发程度分别达到3.1%、13.4%、25.6%、21.5%、0.8%和78.7%;“十二五”期间投产容量主要集中在金沙江中下游、雅砻江、大渡河以及澜沧江水电基地,至2015年累计投产容量分别达到1700万kW、1470万kW、1545万kW和1480万kW。期间金沙江中下游的观音岩、溪洛渡、向家坝全部或部分投产,雅砻江的锦屏一级、锦屏二级、桐子林、官地全部投产,大渡河的大岗山、长河坝、猴子岩、泸定、金川、巴底、黄金坪和泸定全部投产,澜沧江的小湾、糯扎渡、功果桥、里底全部或部分投产,同时,怒江的亚碧罗和赛格全部投产。至2015年末,金沙江中下游、雅砻江、大渡河、澜沧江和怒江水电基地开发程度分别达到29.1%、57.0%、68.5%、57.4%和14.0%;“十三五”期间投产容量主要集中在金沙江中下游水电基地,期间虎跳峡、龙开口、鲁地拉、溪洛渡全部投产,至2020年累计投产容量达到3210万kW,同时大渡河的双江口、丹巴,雅砻江的两河口、牙根,澜沧江的黄登、苗尾、大华桥,怒江的马吉等电站全部投产。至2020年末,雅砻江、大渡河和澜沧江水电基地开发程度已高达72.9%、86.9%、76.4%,金沙江中下游水电基地开发程度为54.9%,剩余水能资源中乌东德、白鹤滩、梨园、阿海等电站也将在2020年后陆续开始投产,怒江水电基地开发程度为33.7%,开发程度较低。
根据全国水电规划及“西电东送”规划研究成果分析,2005年、2010年、2015年和2020年,初步安排全国水电“西电东送”总容量分别为1980万kW、4440万kW、8750万kW和10650万kW,其中,南部通道“西电东送”总容量分别为880万kW、1440万kW、2430万kW和3260万kW(云电外送总容量分别为280万kW、580万kW、1380万kW和1750万kW),中部通道“西电东送”总容量分别为1100万kW、2850万kW、6020万kW、7090万kW(川电外送总容量分别为300万kW、1000万kW、2500万kW和2500万kW),北部通道“西电东送”总容量分别为0万kW、150万kW、300万kW、300万kW。扣去2004年前已有的水电“西电东送”容量约1470万kW(天生桥一、二级,云电外送,川电外送和三峡、葛洲坝等),上述各水平年全国水电“西电东送”累计增加外送容量分别为510万kW、2970万kW、7280万kW和9180万kW。
2所需主要设备
"十五"期间,国家投入4500多亿元用于水利水电工程建设。开工建设长江黄河重点堤防建设、黄河沙坡头、嫩江尼尔基水利枢纽、龙滩、小湾、水布垭等一系列大型重点水电工程。工程规模大,建设质量和周期要求高。水利工程建设的巨型化、复杂化、快速化特征明显,为大型水利工程施工装备的发展提供了广阔的市场空间。
2.1常规设备
为保证工期和质量,大规模的水电站建设全部采用机械化施工。对于渠道工程,深挖方和高填方渠段土石方施工宜采用大中型施工机械,一般渠道的挖填工程则采用中、小型施工机械。而对典型工程调查的有关资料显示,机械设备方面费用约占工程建设总费用的30%左右。一般水电建设所需施工机械设备主要有:混凝土搅拌楼、水利施工专用混凝土成套设备、卷扬机、送料机、塔式起重机、泥浆制备机、拌和机、振捣器、打夯机、汽车起重机、皮带机等;输水工程主要施工机械有:推土机、洒水车、绞吸式挖泥船、抓斗式挖泥船、刨毛机、打夯机、自卸汽车、拌合机、链式拌和机、冲击钻、履带吊、挖掘机、压路机、摊铺机、水泥搅拌车、各种运输车辆以及这些机械车辆的维修保养、零配件供给等。
2.2特殊设备
日前,国家水利重大技术装备中心霍兵在接受记者采访时谈到,针对大型水利水电工程建设需要,技术中心有重点的选择具有普遍适用性的混凝土制备、输送等成套装备开展研制工作,为大型水利工程建设提供技术装备支撑。近年来,通过与重点企业以及科研院所合作,有针对性地攻克了几类水电建设特殊设备的难题。
三级配混凝土输送泵。三级配混凝土输送泵是能够输送三级配混凝土(最大骨料直径为80mm)的泵送机械。当前国内外混凝土泵最高只能输送二级配混凝土(最大骨料直径为40mm)。在水利水电工程中,有一些部位按施工设计应浇筑三级配混凝土,但受结构尺寸和设备的限制,只能用二级配混凝土泵来完成混凝土的运输工作,造成混凝土中胶凝材料用量大,混凝土水化热温升高,混凝土温控措施复杂、混凝土成本高等缺点。如果混凝土泵能输送三级配混凝土,则可降低混凝土中胶凝材料用量,简化混凝土温控措施,降低费用。
连续式混凝土快速布料设备。连续式混凝土快速布料装备(以下简称塔带机)是塔式起重机与带式输送机的结合,专门用于大坝混凝土快速连续输送的设备,在长江三峡工程及黄河小浪底工程中得到成功应用。但是进口的塔带机存在设备购置费用昂贵、后续现场技术服务难以到位等问题,制约了该施工方法的推广应用。该产品在消化、吸收国外大型塔带机先进技术的基础上,针对关键技术开展研制工作,研制出适用于我国水利工程的连续式混凝土快速布料装备。
HL420-2S6000L超大型预冷(碾压)混凝土搅拌楼。HL420-2S6000L超大型预冷(碾压)混凝土搅拌楼是国际上生产能力及搅拌机单机容量最大的强制式搅拌楼,具有适应性强、搅拌效率高、设备功能强、骨料预冷、砂含水率自测、微机全自动控制等特点。该产品在龙滩水电工程建设中采用,满足了国内工程建设需要。
缆索式起重机。缆索起重机(以下简称缆机)是一种以柔性钢索作为大跨距支承构件,架设在施工区域上方,具有垂直运输和水平运输功能的特种起重设备,主要由索道、索道上移动的载重小车、索道两端的支持构件、起升机构、牵引机构、控制系统等设备组成。在一些峡谷电站,采用缆机进行混凝土浇筑施工优势明显。在消化、吸收国外先进技术的基础上,开展关键技术攻关,突破30t缆索式起重机核心技术,为西部开发中的大型水利水电工程的建设提供技术支撑。
深层搅拌地下连续墙施工设备。长江、黄河的某些重点堤防,相对不透水层深达30m~50m,特殊工险段最深有近百米。目前,我国堤坝防渗墙施工设备的经济施工深度仅为10m~20m,难以满足深基础堤防施工需要。该专题依托南水北调东线调蓄水库(东平湖)防渗加固工程,研制出施工深度达50m的深层搅拌地下连续墙施工设备,以满足南水北调、江河堤防和病险水库大坝的防渗墙施工的需要。
高扬程固定卷扬式启闭机。启闭机是各类水电站、水库等水利工程防洪、泄洪、闸门检修、发电、船闸提升的启闭设备。高扬程固定卷扬式启闭机采用单吊点双驱动布置形式,具有大容量、安全可靠、体积小、投资少、效率高等优点,将满足高水头电站建设的需求。
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