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走近国家科技进步奖获得者
2018-01-23 17:58  · 来源:《中国能建周刊》  · 作者:《中国能建周刊》  · 责编:能建周刊

   编者按

   中国能源网︱1月8日,2017年度国家科学技术奖励大会在北京隆重举行。凭借在特高压±800kV直流输电工程设计过程中的突出贡献,中国能建再获国家科技进步奖特等奖,不断刷新着中国创造的高度。成果背后,凝聚着中国电力工程设计研发工作者的智慧和汗水。本版聚焦这些获奖者,解密他们的科研初心和创新之路,敬请关注。

         “不断夯实特高压直流输电设计基础”

   全国工程勘察设计大师、电力规划设计总院有限公司总经理  梁政平 

   能够参与这个世纪工程项目科研设计工作,我感到非常荣幸,也倍加珍惜机会。“特高压±800kV直流输电工程”的实施,将我国高压直流输电系统电压等级从±500千伏提高到±800千伏特高压等级,输送功率从 3000兆瓦提高到5000兆瓦和6400兆瓦,是世界上电压等级最高和输送功率最大的直流输电工程,对系统稳定性、绝缘配合、换流站布置和设备性能等均提出了更高的要求。

   为解决由此带来的一系列特高压直流输电难题,必须进行技术上的重大创新。依托云南-广东±800千伏特高压直流输电示范工程、向家坝-上海±800千伏特高压直流输电示范工程,按照“科研为先导、设计为龙头、设备为关键、建设为基础”的基本方针,我们开展了“科研、设计、设备、建设”四个关键环节的同步研究。

   在特高压±800千伏直流输电工程项目中,我主要承担了以下工作任务:主持完成了特高压直流国家试验示范工程及后续大批特高压工程的设计技术攻关和工程设计,解决了特高压直流输电线路工程的导地线选型、绝缘设计、防雷设计、杆塔规划、杆塔结构设计、基础设计、特高压直流大跨越杆塔设计等设计关键技术问题,填补多项国内、国际研究空白。在推广应用锚杆基础、小根开铁塔、高强钢及高强度螺栓、大截面大规格角钢、铁塔全方位长短腿与高低基础配合使用等节能环保技术方面,具有突出贡献。主编《±800kV直流架空输电线路设计规范》(GBT 50790-2013)等标准,推动了特高压直流标准体系建设。

   设计工作贯穿于工程项目建设的全过程,在工程建设中起到龙头作用,处于工作链的最前端。在项目建设中,设计单位需要利用专业技术特长,合理确定工程的相关技术标准,提出技术可行、功能满足需求、造价及工期合理的设计方案。工程建设的各个环节通过设计技术有机结合起来,最终实现工程的顺利建设。

   中国电力工程顾问集团公司(电力规划设计总院)作为“特高压±800kV直流输电工程”项目的主要完成单位之一,承担了云南-广东±800千伏特高压直流输电示范工程、向家坝-上海±800千伏特高压直流输电示范工程设计牵头和评审工作,集中开展了特高压±800千伏直流换流站设计规范研究、特高压±800千伏直流架空输电线路设计规范研究,并形成国家标准。牵头开展了换流站电气主接线,过电压及绝缘配合,换流区及直流场布置,总平面布置,降噪措施,大件设备运输,输电线路导线选型,电磁环境、绝缘配置及空气间隙,对地及交叉跨越距离等特高压直流输电关键技术研究30余项,组织开展特高压直流输电设计专题研究60余项,形成丰硕科研成果,不断夯实特高压直流输电设计基础。     

        “特高压精神令我倍感自豪”   

中电工程中南院有限公司副总工程师 梁言桥 

   特高压±800千伏直流输电技术创新性极强、难度极大。为此,中电工程成立特高压工作组,组织所属六大院的技术骨干,开展特高压直流主要设计原则和设计专题研究工作。

   2006年,我挂职到特高压工作组,带领团队开展云广和向上±800千伏特高压直流示范工程换流站主要设计原则研究,完成了换流站电气接线、设备选型、绝缘配合、交流无功优化配置、配电装置优化布置等多项关键技术专题和方案研究,首次提出了每极两个12脉动阀组串联接线方案和换流站高低端阀厅及换流变“面对面”布置方案;优化了交流滤波器布置方案;完成了云广和向上±800千伏特高压直流示范工程换流站的预初步设计文件编制和审查工作。

   2007年,我担任主要审查人,完成了国家标准《±800kV直流换流站设计规范》的审查工作,承担起相关专业技术进步的高端引领和技术支持工作。

   特高压±800千伏直流输电技术攻关,如同攀登、征服一座高山。在没有成功经验可借鉴的情况下,特高压工作组成员、所有参与特高压技术攻关的建设者们,挥洒汗水、默默奉献、孜孜以求、砥砺奋进,他们身上实事求是的科学精神、敢为人先的创新精神、百折不挠的奋斗精神和团结合作的集体主义精神,最终锤炼成了宝贵的“特高压精神”,作为其中一员,我倍感骄傲和自豪,一起奋斗的历程,令我至今难忘;特高压±800千伏直流输电工程输送大容量水电、送端换流站和线路走廊多位于崇山峻岭中,换流站占地面积大,对外部电源、水源、大件运输等条件要求高,工程选站和选线过程中经历的种种艰辛,令我至今难忘;云广和向上±800千伏特高压直流示范工程,把科技创新的蓝图变成现实的施工图,把特高压规划的宏伟蓝图变成特高压建设的美好现实,最终竣工投产正式带电的那一刻,令我至今难忘。

   科技创新要以工程建设为依托,与国家需要、市场需求相结合,制定好顶层设计,做好战略规划,加强资源配置体制机制建设,完成从技术研究、实验开发、推广应用的三级跳,真正实现创新驱动发展。

   同时,人才作为创新的第一资源,是点燃创新引擎必不可少的点火石,要在创新实践中发现人才、在创新活动中培育人才、在创新事业中凝聚人才,营造解放思想、开放包容的科技创新环境,培育造就一批科技领军人才、工程师和高水平创新团队,实现人尽其才、才尽其用、用有所成。

     “潜心直流输电工程设计技术体系研究”

   中电工程西南院有限公司副总工程师  余波 

   中电工程西南院全程参与了特高压±800千伏直流输电工程”这一电力史上的伟大创举。作为云南-广东、向家坝-上海特高压±800千伏直流输电示范工程的主要设计单位,西南院承担了云南楚雄±800千伏换流站、四川复龙±800千伏换流站及±800千伏直流线路的主要设计工作。

   在中电工程的领导下,西南院成立了特高压直流示范工程设计领导小组、专家组和项目工作组,在无现成设备可选择、无现成设计经验可借鉴、无现成标准可遵循的“三无”条件下,集全公司之力,立足科研,强化技术,全过程动态设计优化,历经无数个日日夜夜的劳碌奔波,潜心开展换流站电气接线、主设备参数选择和选型、高海拔外绝缘配置、绝缘配合、配电装置布置、大件设备运输、电磁环境、噪音治理、接地等关键技术专题研究,解决了一系列设计技术难题,最终形成了世界上首个特高压直流设计技术体系。2010年,云南-广东、向家坝-上海特高压±800千伏直流输电示范工程顺利建成投产,输送容量可达500~1000万千瓦,输电距离1500~2000公里,攻克了“西电东送”能源战略规划面临的技术瓶颈,为我国能源分布不均提供了有效解决方案。

   “不经一番寒彻骨,怎得梅花扑鼻香”,2018年1月8日,“特高压±800kV直流输电工程”项目获得国家科学技术进步特等奖,我有幸参与了这个项目。这是西南院人多年来潜心致力于直流输电工程设计技术取得的丰硕成果,也是西南院响应国家能源战略规划,持续追求科技创新的最好回报。荣誉代表过去,在“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念指引下,西南院将踏上新时代能源技术革新之路的新征程,为实现中华民族的伟大复兴和建成社会主义现代化强国再创能源技术创新的新辉煌。    

   “将输电线路廊道技术控制和优化进行到底”  

中电工程华东院有限公司副总工程师  薛春林 

   自2005年参加特高压直流输电工程开始,在设计无标准规范可循,无工程设计、建设经验可参考的情况下,总结±500千伏直流输电工程的设计、施工、运行经验并借鉴国内外研究成果,分析±800千伏特高压直流输电线路工程设计的特点和难点,我组织并参与了《±800kV特高压直流线路电磁环境研究》《±800kV特高压直流输电线路对地距离与交叉跨越》等多项专题研究,并成功应用于工程实际。

   首次提出±800千伏级直流线路电场设计控制标准、对地及交叉跨越距离;与科研单位配合提出±800千伏级直流线路电磁环境限值标准,首次提出±800千伏级直流线路导线型式;首次提出特高压直流线路与交流线路同走廊时的通道布置方案、特高压直流线路垂直排列F型塔、特高压直流线路与受端接地极线路共塔架设方案;首次在特高压直流线路进行OPGW光缆绝缘设计,首次在特高压直流线路临近接地极附近采取基础绝缘与阴极保护设计等新技术。作为主要起草人,参与完成了国家标准《±800kV直流架空输电线路设计规范》(GB 50790-2013),推动了我国特高压直流标准体系的建设。

   华东院承担的设计线路地处浙苏沪地区,经济发达、人口密集、通道紧张,而且向上、锦苏特高压直流输电线路、皖电东送芜湖-浙北-沪西1000千伏特高压交流线路、葛沪直流改造线路等多回交直流超、特高压线路同走廊架设,选线困难,设计优化十分重要。

   在路径方案、特高压直流线路与交流线路同走廊时的电场研究及通道布置方案、特高压直流线路垂直排列及同塔双回可行性、线路走廊对造价的影响及减少房屋拆迁对策、直流线路与受端接地极线路共塔等方面,我带领团队共进行19项专题研究,并成功应用于工程设计。尤其是在线路走廊上作了大量优化工作,如湖州段4条线路走廊由规划的370米降低到280米以下,特别紧张地段采用垂直排列F塔降低到250米以下,使浙江段减少拆迁约58720平方米,江苏段减少拆迁约27944平方米;优化上海段约35千米路径,将房屋拆迁面积由初设的约59.2万平方米降低到施工图的约35.6万平方米,仅上海市就减少拆迁约13亿元。 

  在这场特高压大规模建设的征程中,华东院完成换流站A包2项,占33.33%,线路536千米,占10%,见证了我国在特高压输电领域中的创新突破和技术引领。      

  “创新从实打实的工作中来”

   广东省电力设计研究院有限公司副总工程师  冯晓东 

   从事输变电业务已经20年有余,从主设、设总、部长、电网工程公司总经理,到广东院副总工程师,一路走来,我见证和参与了广东院输变电事业从无到有、从弱到强的发展历程。

   云南至广东±800千伏特高压直流输电示范工程,无疑是皇冠上的那颗耀眼明珠。依托该示范工程,“特高压±800kV直流输电工程”项目获2017年国家科技进步奖特等奖。

   我参与了该示范工程前期到投产的全过程,包括换流站、接地极的现场选址,项目启动和具体组织安排、专业协调,设计原则、方案的讨论和评审等。

   2007年,我担任广东院变电部部长,围绕技术突破,带领部门各专业积极开展技术创新与新技术应用。一方面,加大人员投入、引进和消化先进设计理念和计算软件等,提升设计手段和研发能力;另一方面,依托云南至广东±800千伏特高压直流输电示范工程,着手开展直流输电工程的研究与设计工作,申请立项了13项特高压直流输电科标项目,逐步将研究成果推向深入化、成果化与系列化,形成广东院的一项核心技术。

   在云南至广东±800千伏特高压直流输电示范工程中,广东院编制的《云广特高压直流输电工程可行性研究报告》和《贵广二回暨云广特高压直流输电工程广东侧共用接地极研究及极址优化专题报告》,均获全国优秀工程咨询成果一等奖;该示范工程获全国工程建设项目优秀设计成果奖一等奖;在该工程受端穗东换流站及接地极设计中,广东院大胆开展关键技术攻关,实现了两项世界首创:阀厅换流变区域采用世界首创同极阀厅面对面、不同极阀厅背靠背形式;两个换流站共用接地极,建立共用接地极设计体系,优化直流接线,设计成果在世界上首次实现变换极性功能,并先后获国家能源科技进步二等奖、广东省科学技术三等奖。   

   “没有付出,体会不到幸福的真谛”

   中能装备北京设备公司电力电器研究所所长  张月华 

   为推动设备国产化研制,国家坚持自主创新、振兴民族装备制造业,决定特高压干式空心平波电抗器供货全部立足于国内,充分调动各方资源,推动产、学、研相结合。

   在公司领导支持下,我和研发团队,联合生产分厂和质量部门,全力攻关,连续奋战。在±800千伏6250安特高压直流输电用平波电抗器样机试制过程中,为了降本增效,指导所里的工程师整整计算了191版方案,最终降本增效上千万元。

   在研制过程中,北京设备公司充分发挥自身技术优势,全力以赴。我和研发团队通过对高压干式平波电抗器的试验方法进行研究,形成了一整套干式平抗试验规程;研究产品噪音隔声消声技术上,解决了一系列关键技术难题。通过独立自主创新,一次性研发成功该项目用特高压干式空心平波电抗器,实现了电站关键主设备国产化,特高压干式平波电抗器的综合国产化率为100%。领先于国际大公司完成高端电抗器产品研制,技术领跑世界电抗器制造业。

   经过全体工作人员的努力,样机试制完成并顺利通过全套例行试验和型式试验,为成功中标锡盟-泰州、上海庙-山东±800千伏10000兆瓦特高压直流输电工程,提供了强大技术支撑。

   2015年,北京设备公司依托锡盟-山东特高压交流输电工程,又自主研发交流特高压1100千伏高抗震并联电抗器。我们进行了大量分析和验算,研究分析各种试验。产品里里外外,连一个小小的螺栓都要一个一个去做剪切力试验,尽可能取得最准确的数据。在出厂、运输、吊装、安装、试验等各个环节都制定了应急预案,甚至连中国建筑科学研究院的试验场地平台基础也是反复测量计算,不容许一点闪失。

   产品试验通过时,任何语言和动作都不能表达我兴奋的心情:最大的幸福就是一分耕耘,一分收获,没有付出,体会不到什么是幸福的真谛。        

 “电力节水降耗技术大有可为”

   中电工程华北院有限公司总工程师  詹扬  

   “中国节水型社会建设理论、技术与实践”项目荣获了2017年度国家科技进步奖二等奖,这是对中电工程华北院科技工作者的鼓励和肯定,也是中电工程华北院科技创新综合实力的体现,对此我感到非常自豪。

   作为公司科技进步的带头人,我团结带领设计团队,不断追求电力行业技术创新。参与主持完成国内首台600兆瓦空冷系统关键设计技术的研发工作,获2010年度中国电力科学技术奖一等奖,依托工程获国家金奖;主持完成火力发电厂湿法烟气脱硫取消旁路烟道可行性研究,获2008年度电力行业优秀工程咨询成果一等奖、全国优秀工程咨询成果二等奖;参与《大型低碳环保大型燃气轮机电厂工程实践(技术篇)》的编写工作;主持完成安庆电厂二期2×1000兆瓦扩建工程获得电力行业工程优秀设计一等奖;作为发明人之一,获得槽式太阳能-燃气联合循环发电系统等火电、新能源发电技术领域的专利近20项。

   近年来,华北院科技创新体制不断完善,科技管理基础日益坚实。通过技术交流、科技奖励等方式,激发了全员科技创新的热情,营造了科技创新的良好氛围,华北院在火力发电、输变电、新能源等领域的优势地位更加稳固。

   火力发电厂是我国工业用水大户,冷却用水占工业用水总量的36%,由于能源与水资源的空间异位分布,水是我国北方能源基地发展的瓶颈。针对这一情况,我率队开展了电厂节水技术创新工作,对不同节水型空冷系统设计技术进行研究。创新发明了大型间接空冷的SCAL型系统,并成功应用在国内首台600兆瓦间接空冷机组。 

  采用该技术后,工程基建投资大大降低,运行煤耗比早期直接空冷系统少2~3g/kW.h,迅速得到了推广应用,2008年以后的国产火电间接空冷机组基本采用此项技术,装机容量累计达0.8亿千瓦,每年节约耗煤量约130万吨。利用该技术,我公司设计了世界首台1000兆瓦间接空冷火电机组,建成了目前世界上规模最大、最高的间接空冷塔。火电空冷机组在实现节水社会效益的同时,达到节煤、节电的经济效益最大化,节能减排的环境保护最优化,为建设节水型社会贡献了力量。

   在SCAL间接空冷系统设计的基础上,我们还开发了并列配置的间接空冷系统,用于解决我国北方复杂气象条件和运行条件下热电厂空冷系统的合理配置问题,实现了国内外间接空冷系统在极热、极寒地区的首次应用,突破了间接空冷机组的防冻瓶颈,且运行灵活、布置方便、节约投资。研究成果在宁夏方家庄1000兆瓦间接空冷机组等数十台火电机组空冷系统中成功应用。   

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