2025年1月9日,全球首座300兆瓦压气储能示范工程在湖北应城全容量并网发电,创造了单机功率、储能规模和转换效率“三个全球纪录”,以及6个行业示范、数十项国际首创,为社会奉献了一台“绿色超级充电宝”。
该工程由中国能建数科集团和国网湖北综能共同投资,中国能建所属中南院、湖南火电主要参与设计、施工,是中国能建盐穴型压气储能系统解决方案的生动实践,也是“能储一号”代表性工程,实现了在“充放电”过程中完全不需要使用煤炭或天然气等化石燃料的技术突破,全程绿色无污染。历经三年时间,中国能建的建设者们在这座应置之城开创了绿色创新之举,也为当地的人文历史风情注入了中国式现代化新时代新征程的创新元素。
有董永和七仙女的故事,也有能建湘军和压气储能的故事
应城市隶属湖北孝感地区,而孝感市是全中国唯一一座以孝命名的地级城市,地名可以追溯到后唐同光二年(公元924年),关于其地名来历,民众中流传着董永和七仙女的美丽传说,董永卖身葬父的孝行感动天地,七仙女下凡与董永相亲相爱结为夫妻,董永和七仙女为了追求爱情历尽千辛万苦,最终修成正果。在应城当地,又有玉女汤池的传说,汤池温泉由此颇享盛名。
中国能源湖南火电(以下也称能建湘军)在应城项目的建设历程,何尝不是一段历经千辛万苦的“董永和七仙女”传说呢。
湖北应城300MW级压缩空气储能电站示范工程全景
2022年4月23日,在湖北省孝感市2022年一季度全市招商引资集中签约仪式上,中国能建数科集团所属湖北楚韵储能科技有限责任公司与应城市政府签订了世界首台、首套300兆瓦级压缩空气储能示范工程投资协议,湖南火电承建该工程除盐穴储气子系统外的所有建筑安装部分施工及调试。
该项目定位为示范工程,所谓示范工程,就是一个兼有摸索、研发、改进性质的新技术应用工程。300兆瓦级压空储能项目,其设计、设备 和施工均是能源发展史上的第一次,边设计、边施工、边修改 成为了项目实施的常态。“最困难的是换热器和管道安装有8000多吨的工程量,要在2个月内完工。”项目经理龙航回忆道。项目部主动联系设计单位,了解施工意图及各项参数,重新编制施工方案,优化现场布局和施工工序;另一方面,着手拟定采购清单,提前签订采购协议。为了充分了解设备属性,项目部先大量收集资料,内部进行反复研究,然后带着问题走访调研设备厂家,摸透设备的安装及技术特点,早做施工策划,以缩短施工前的准备时间。针对施工场地狭小,反复沙盘推演设备和材料进场顺序,不断优化方案。在资源组织上,增加一台400吨履带吊,提前锁定100多名焊工。在施工工艺工序上,采用手工焊和自动埋弧焊相结合,提高焊接效率,并优化焊接检验检测方案,加快检验速度。
项目开工以来,2023年2月1日主厂房开挖,5月15日主厂房出零米,9月1日透平机房13-19轴框架结构全部到顶,9月10日透平机房屋架开始吊装,9月14日压缩机房1-12轴框架结构全部到顶,10月25日发电机定子吊装圆满完成,12月1日厂用系统受电一次成功;2024年4月9日首次并网发电;2025年1月9日全容量并网。在空气储能蓝海市场,中国能建湖南火电赫然扛起了“大容量空气储能先锋官”大旗,在应城这片热土上,留下了能建湘军“勇于任事,敢为人先”的奋斗足迹。
路漫漫其修远兮,吾将上下而求索——从“屈原故里”到“屈贾之乡”
战国时期,楚国著名诗人屈原在流放汉北期间,曾住应城西北田店一带的蒲骚,创作了《惜诵》《招魂》等名篇。诗人离开蒲骚时,怀着对国家和人民的无限热爱,创作了伟大的诗篇《离骚》。巧合的是,中国能建湖南火电办公所在地长沙,素有“屈贾之乡”之称,屈原被贬期间曾在长沙太平街太傅里居住,他忧国忧民,行吟于湘水、沅水间,留下了《九歌》《渔父》等不朽诗篇,后作《怀沙》,在汨罗江投江殉国。
从湖北应城到湖南长沙,屈原的爱国情怀,在“路漫漫其修远兮”中升华;从湖南长沙到湖北应城,能建湘军将“吾将上下而求索”的百折不挠的探索精神,在压气储能领域从零到1的突破中升华。
湖南火电施工人员正在进行定子吊装
中国能建湖南火电积极贯彻中国能建整体部署,服务国家战略,承担首台套300兆瓦压气储能项目这一战略性新兴产业工程建设,围绕“保行优、创国优”目标,全力打造精品工程,培养了行业领域专业人才,在施工技术研发、项目管理、设备调试及运维等多个方面积累了专业技术,抢占压气储能产业链工程建设制高点。结合积累的大型转动设备安装经验,策划和实施了多个科技项目,为压缩机和空气透平机等设备安装提供可靠技术支撑;依托能建湘军七十余年的技术储备,成立了专家工作室,对重要主机设备安装全程指导,重点对储能项目施工关键技术如换热器设备吊装就位、大口径压缩空气管道安装及焊口检测等方面进行攻关,形成储能施工业务相关的知识产权、工法、技术规范等成果,在压气储能项目施工全过程形成了一套完整的系统解决方案。
应城项目倡导绿色施工,实施节能减排,深度融合“四节一环保”。多方对比精心选择VOC涂料、低辐射地板等环保型建筑材料,选择采用PLC精准控制变频调速系统、低碳排放的设备和机具,现场使用高效节能、智能化控制系统的智能照明、智能空调、智能监控等设备,实施建筑节水设计优化,施工中合理规划和使用节水设备,对项目扬尘、噪音、光污染、水污染、土壤污染、建筑垃圾等进行预测监测,做好绿色能源示范工程保障支撑。
“才饮长沙水,又食武昌鱼”——缘在应城储能,创新永无止境
1956年6月,毛主席三次畅游长江后,写下著名的《水调歌头·游泳》。无论是“长沙水”,还是“武昌鱼”;无论是修建“一桥飞架南北”的武汉长江大桥,还是后来“截断巫山云雨”的三峡工程,都是峥嵘岁月中的创新壮举。中国能建湖南火电继承这一创新基因,从长沙到与武昌近在咫尺的应城,追寻毛主席的足迹,“畅游”压气储能蓝海领域,不断刷新创新纪录。
湖南火电施工人员正在进行穿转子作业
湖北应城300兆瓦级压缩空气储能电站示范工程采用“研投建营数”一体化模式,开创了大容量压缩空气储能绿色、零碳、高效、经济的新路线。在项目实施过程中,中国能建湖南火电以技术创新为核心,专注于技术难题的攻克,与设计单位、设备制造商及行业专家进行了深入的技术交流与合作,成功孕育出一系列技术科研成果:制造了适用于300兆瓦级压气储能电站的吹管消音器及靶板;策划和实施了《300兆瓦级压缩空气透平机安装关键技术》等3个科技项目;形成了《300兆瓦级轴流式空气压缩机安装工法》等3项工法;开展《提高大口径厚壁压缩空气管道焊接一次合格率》等QC课题攻关;利用自动焊和相控阵检测技术提高焊口检测准确率;主编中国能建《300兆瓦级压气储能电站主机安装技术规范》,为压气储能项目提供了施工工艺标准及技术支撑。
在施工现场,中国能建湖南火电引入物联网、大数据等技术手段,实现施工项目的可视化、智能化管理。全面开展BIM技术的应用,施工工程量精准计算、三维动态可视化展示、模拟碰撞等手段,助力现场施工精准高效;在25吨塔吊安装防碰撞系统、吊钩可视化系统以及操作人脸识别系统,在管道预制加工场20吨龙门吊和32吨龙门吊安装红外线感应防碰撞系统,确保机械作业安全;统筹智慧工地顶层设计,将项目监控统一接入智慧工地平台,实现施工现场进度、质量、安全的在线监控,让智慧工地真正“智慧”起来。
通过采用项目管理系统、进度管控平台、智慧工地等科技手段,应城项目履约跑出“加速度”:77天完成工程量接近百万机组的主厂房结构到顶;38天完成48套换热器吊装找正;90天内采购4000吨非标管道及管件至现场;60天完成吹扫系统管道安装;对工程关键线路有效管控,重要里程碑节点的按期实现,确保了项目机组并网发电工期比合同工期提前了116天。
神女应无恙,当惊世界殊!湖北应城300兆瓦压气储能示范工程集“深、大、长、绿”突出特点于一体:最深处达600米,单机功率达300兆瓦级,储能容量达1500兆瓦时,地下储气库达70万立方米,相当于260个标准游泳池;预计年发电量接近5亿千瓦时,相当于可以满足25万家庭一年的生活用电需求;每年将节约标煤15.9万吨,减少二氧化碳排放41.1万吨,创造“绿色超级充电宝”的伟大奇迹。