神华集团公司———这个中国超大、世界领先的能源企业,一直致力探索实践具有“神华特色”的科技创新模式。作为利用低热值燃料发电的神东电力公司,就用良好的实践践行了集团的要求。神东上湾2×150MW煤矸石发电项目至乌兰木伦变电站同塔双回220kV输电线路,在国内外首次采用了整体连续可调基础直接穿越煤矿采空区的技术,获得了2011年度中国电力建设科学技术成果一等奖。
该项技术主要完成单位是神华神东电力有限责任公司上湾热电厂,主要完成人是刘志强、刘春晓、陈昊、汤跃超、刘世雄、张燕超、王睿勍、郭建伟、贺雨。
神东电力:践行“神华特色”
来源:中国企业报 作者:王伟 赵文/文
神东电力:践行“神华特色”
整体连续可调“井字梁”基础
上湾热电厂位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇,这里是全国首个两亿吨级煤炭基地。在煤炭开采区建设高压输电线路,必须预留煤柱、绕行采空区,不仅浪费煤炭资源,增加线路投资,还严重影响着线路的安全稳定运行。
上湾热电厂2×150MW机组至乌兰木伦变电站同塔双回220kV输电线路建设就面临着路径选择和安全运行的难题。公司在可研阶段分别对新建线路长度约2×19km、转角18次的“方案一”(即全部在预留煤柱上绕行煤矿采空区)和新建线路约2×12km、转角11次的“方案二”(即采用整体连续可调基础技术直接穿越采空区)之间进行了多次深入分析、反复论证、多方比较,决定大胆尝试使用“方案二”。
该项技术的创新关键在于:一是根据煤层、覆盖层以及采煤工艺的特点,建立适合的模型,分析采煤中、采煤后,采空区地表变形、破坏的形式、规模、大小;二是设计与地基变形破坏相适应的承台梁、上部梁架(上湾为井字梁)的双层基础体系和适应的基础规模进行强度刚度等校核;三是开发既能大吨位传递荷载、又能支撑上部全部荷载上下运动的调整机构和锁定装置,将双层梁结构连接起来,实现承载和可调功能;四是可调基础系统应能适用输电线路长期野外运行的恶劣环境。
2010年,整体连续可调基础技术首次在220kV等级的高压输电线路直接穿越煤矿采空区的应用,经过一年多的运行,经受住了3次在采空区塌陷的严峻考验。在尚未获得预先通知、29#塔安全度过塔基下部采煤形成塔基地面严重开裂、严重错台、铁塔倾斜超过1600mm的情况下,经过适时调整,使产生变形或倾斜的塔体调回原设计和安全运行状态,实现了线路安全运行,事实充分证明了整体连续可调基础的安全可靠性。
整体连续可调基础技术在上湾热电厂2×150MW机组—乌兰木伦变电站同塔双回220kV线路上的成功应用,标志着高压输电线路已具备了直接穿越拟采煤矿采空区的能力,具有重大的推广意义。该技术的应用,给上湾热电厂带来了显著的经济、环境和社会效益。
经济效益:采用整体连续可调基础直接穿越采空区,该输电线路比绕行煤柱布置的线路缩短了7公里,减少投资1120多万元,节省预留煤柱资源约3—4亿元。
环境效益:该线路地处生态环境非常脆弱的毛乌素沙漠区,塔基的施工对沿线植被及树木的破坏是不可避免的,势必会造成一定的环境破坏,如果恢复不仅要耗费大量的人力、财力,还需较长的时间。采用整体连续可调基础后,线路总长减少了1/3还多,使得对环境的破坏影响减少到最低,且植被及树木恢复时间大大缩短。
社会效益:该项技术的应用,使线路截弯取直,大大缩短了线路建设工期,工程提前投产发挥效益;同时避免了绕行预留煤柱造成的煤炭资源浪费;今后在开采第二层、第三层煤炭地面受到破坏时,整体可调基础仍能发挥效能,恢复正常状态确保安全运行。
上湾热电厂2×150MW机组至乌兰木伦变电站同塔双回220kV线路采用整体连续可调基础直接穿越拟采煤矿采空区,为国内外在大变形、强破坏煤炭采空区直接布置高压输电线路方面的首次应用,属于开拓性工作,技术水平和应用成果均达到国际领先水平,对同类输电线路工程建设有重大推广意义。