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2016年拉丁美洲投運的三大水電項目

2016年，拉丁美洲有許多水電項目投運。著眼于電站構(gòu)成、施工難點、環(huán)保評估和措施、承包商以及項目融資等方面，介紹了巴西加若水電項目、智利查克艾斯水電項目以及秘魯查格亞水電項目的基本情況。

水力發(fā)電；項目介紹；拉丁美洲

2016年，拉丁美洲有許多水電項目投運，本文詳細介紹了巴西、智利和秘魯?shù)?個重要水電項目。

1 巴西加若項目

1.1 項目簡介

加若(Jirau)水電項目位于巴西朗多尼亞州(Rondonia)的馬德拉河(Madeira)上，為徑流式水電站，是馬德拉水電樞紐的一部分。項目總裝機容量3 750 MW，首臺機組于2013年9月投運，所有機組(共50臺)于2016年底全部投運，成為巴西第四大水電站。

加若水電項目由巴西政府發(fā)起，是巴西加速發(fā)展計劃(Growth Acceleration Programme)的一部分，由巴西可持續(xù)發(fā)展能源公司(Enegia Sustentvel do Brasil)負責(zé)開發(fā)。該公司是一家聯(lián)營公司，其中，法國燃氣蘇伊士集團(GDF SUEZ)占股40%，圣弗朗西斯科水電公司(CHESF)占股20%，艾力川索公司 (Eletrosul)占股20%，三井公司(Mitsul)占股20%。該項目已經(jīng)在《聯(lián)合國氣候變化框架公約》的清潔發(fā)展機制中注冊，是2013年所有注冊項目中規(guī)模最大的項目。

1.2 建設(shè)過程

加若徑流式水電站包括：瀝青心墻土石壩，壩高63 m，壩頂長980 m；18孔泄洪道，每孔高 22.7 m、寬20 m；2座廠房分別布設(shè)在馬德拉河兩岸。庫區(qū)面積為 361.6 km2。發(fā)電廠房高30 m，裝有50臺燈泡式水輪機，其中，右岸廠房28臺，左岸廠房22臺，每臺機組的額定出力為75 MW，平均效率為 94.8%。

該項目于2008年開工，土建工程中壓實土方采用戴納派克(Dynapac)公司的振動碾壓機以及巴西制造的CT300羊足碾施工。電廠取水口施工則采用2臺移動式MK-360支護塔、ENKOFORM HMK模板系統(tǒng)、VMK模板系統(tǒng)，并利用帶輥軸的模板搬運機進行安裝和拆卸。

2013年6月，該項目的升壓變電站和3條長94 km的500 kV輸電線投運。電廠通過這3條輸電線向波多韋柳(Porto Velho)樞紐變電站輸電，然后通過新的輸電線路并入電網(wǎng)(IGS)中。該電站業(yè)主已經(jīng)與電力分銷公司簽訂了一份為期30 a的電力銷售協(xié)議。根據(jù)協(xié)議，電力分銷公司將購買該電站73%的電量。

項目的總投資約80億美元，其中，巴西國家經(jīng)濟和社會發(fā)展銀行(BNDES)提供36億歐元融資，剩余部分則由商業(yè)銀行組成的財團提供。

1.3 項目承包商

英特泰肯公司(Intertechne Consultores) 獲得了加若水電項目的移民安置及庫區(qū)森林砍伐合同；卡瑪格克雷亞公司(Camargo Correa)獲得了土建工程合同。阿爾斯通(Alstom)水電公司(后被通用電氣收購)獲得了10臺水輪機和17臺發(fā)電機組的供貨合同；該合同還包含提供28臺調(diào)速器、監(jiān)測系統(tǒng)、母線、浪涌保護器，并負責(zé)監(jiān)督這些設(shè)備的安裝調(diào)試工作。東方電氣集團獲得了18臺燈泡式水輪機(每臺額定出力75 MW)的供貨合同。烏爾馬(Ulma)建設(shè)集團獲得了MK-360支護塔、ENKOFORM HMK模板系統(tǒng)和VMK模板系統(tǒng)的供貨合同。西門子公司獲得了機電設(shè)備供貨合同。東芝公司獲得了3條500 kV輸電線的施工合同；曉星(Hyosung)集團獲得了18個550 kV氣體絕緣開關(guān)的供貨合同。特拉克特貝爾(Tractebel)工程公司獲得了工程建設(shè)合同。

2 智利查克艾斯項目

2.1 項目簡介

2011年10月，智利能源部長R.奧華瑞茲啟動了查克艾斯(Chacayes)水電項目，太平洋水電公司獲得了該徑流式水電站的開發(fā)權(quán)，邁出了開發(fā)卡恰布艾爾(Cachapoal)河谷的第一步。

查克艾斯水電項目裝機容量為111 MW，位于安第斯山脈，科亞(Coya)水電項目上游10 km處，距離首都圣地亞哥南部90 km。該項目由斯塔爾蒂·費格蘭德·卡恰布艾爾(Astaldi Fe Grande Cachapoal) 建筑有限公司承接了工程總承包(EPC)合同，該有限公司由意大利斯塔爾蒂(Astaldi)股份公司和智利費格蘭德(Fe Grande)建筑公司組建。

2.2 主要建筑物

該項目地處智利地震活躍區(qū)，需要面對許多物流和商業(yè)方面的挑戰(zhàn)。另外，該項目的2條引水隧洞取水口位于國家自然保護區(qū)內(nèi)，因此，在開發(fā)過程中，需格外注意對自然景觀的影響。

項目主要包含：位于里奧西普希(Rio Ciprese)國家自然保護區(qū)的西普希引水隧洞，全長2.5 km；位于里奧卡恰布艾爾(Rio Cachapoal)的查克艾斯渠首工程；由2條無壓隧洞組成的輸水系統(tǒng)；初帕羅(Chupallal)調(diào)節(jié)水庫；低壓隧洞、高壓隧洞；跌水豎井、調(diào)壓井；地面廠房，裝2臺混流式發(fā)電機組；科亞輸水系統(tǒng)連接工程；220 kV輸電線，長17 km；西普希引水隧洞取水口。

西普希引水隧洞位于西普希河上的西普希自然保護區(qū)內(nèi)。該工程在設(shè)計階段就已考慮這一因素，因此決定采用橡膠壩(長20 m、高3 m)蓄水，橡膠壩這種低斷面結(jié)構(gòu)可以使對該區(qū)域的景觀影響降到最低。另外，漫壩時，橡膠壩會自動放氣，為超標(biāo)準(zhǔn)洪水提供泄洪通道，以避免潰壩事故。

西普希引水隧洞的引水堰為常規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)，表面鋪設(shè)了一層花崗巖石塊，以抵御洪水及雪融水中大體積推移質(zhì)帶來的磨損，堰體內(nèi)部設(shè)置一條交通廊道，作為連接兩岸的交通設(shè)施。另外，在右岸設(shè)置了一座沖沙閘，用于沖排引水建筑物前部的淤積物。

為了盡可能減小對當(dāng)?shù)鼐坝^的影響，設(shè)計將取水口布置在地下，取水口設(shè)置1座兩孔進水閘門，控制水流進入長2.5 km的無壓隧洞，水流經(jīng)引水隧洞流入開敞式渠道，再經(jīng)渠道流入查克艾斯取水建筑物上方的前池。

由于自然保護區(qū)內(nèi)不允許建設(shè)任何道路，而且無法使用鉆爆法開挖隧洞。為加快施工進度，EPC承包商選擇了盾構(gòu)機(TBM)開挖直徑為5 m的引水隧洞，該隧洞還將用作西普希引水隧洞取水口的交通通道。

查克艾斯渠首工程位于卡恰布艾爾河上，設(shè)計引水流量 72.5 m/s，由引水堰、取水口、沉沙池組成。引水堰共分5孔，利用弧形閘門控制。取水口前部設(shè)置沖沙閘，用于沖排推移質(zhì)。取水口由4座閘門控制，閘前設(shè)置攔污柵，每個閘孔均設(shè)沉沙池，用于去除粒徑 0.2 mm以下的懸移質(zhì)，水流經(jīng)沉沙池進入輸水系統(tǒng)。

輸水系統(tǒng)(壓力隧道除外)由1條開敞式渠道(長6 km)、4座箱涵(穿越主要溪流)及2條隧洞組成。其中，渠道橫截面為梯形，底寬3 m，水深近5 m；4座箱涵均為鋼筋混凝土無壓雙箱結(jié)構(gòu)，輸水渠從下方穿越溪流，防止溪流中的推移質(zhì)進入輸水系統(tǒng)；2條隧道中，拉伊斯拉博(La Isla)隧道長285 m，普愛麗絲(Peralitas)隧道長945 m，均為7 m的馬蹄形斷面。

水流經(jīng)輸水系統(tǒng)流入初帕羅調(diào)節(jié)水庫，該調(diào)節(jié)水庫為電廠調(diào)峰運行預(yù)留庫容，從而獲得穩(wěn)定的發(fā)電量。另外，該水庫兼做沉淀池，用于去除細粒沉積物。水庫庫容為84萬m3，表面積達18 hm2，堤壩由從庫區(qū)開挖的土石料中選取的填筑料碾壓鋪填而成，并利用 1.5 mm的高密度聚乙烯(HDPE)土工膜、土工織物和排水帶組成三層防滲體。調(diào)節(jié)水庫底部淤積的泥沙則通過疏浚重新排放到河中。

2.3 隧洞施工的挑戰(zhàn)

有壓隧洞系統(tǒng)由低壓隧洞(長1 992 m)、調(diào)壓井(高100 m)、跌水豎井(深77 m)以及連接發(fā)電廠房的鋼襯高壓隧洞(長368 m)組成。該項目需要解決2項重大地下問題。一是水力劈裂，當(dāng)隧洞周邊圍壓不足時，水壓力會頂裂巖石，造成滲水。該項目通過原位測試確定隧洞周邊圍壓；在廠房與豎井底部之間隧洞段加設(shè)鋼襯；通過在豎井底部與調(diào)壓井之間隧洞段的初始噴漿混凝土與混凝土襯砌間增設(shè)抗?jié)B膜等措施解決了水力劈裂問題。另一個問題是在隧洞巖體中發(fā)現(xiàn)了膨脹性礦物，所有隧洞都存在該問題，但電廠隧洞尤為突出。然而，最初的地質(zhì)勘察并沒有發(fā)現(xiàn)這一問題，有關(guān)方面已經(jīng)使用乙二醇在隧洞中進行了大規(guī)模測試，以此確認(rèn)易受膨脹影響的區(qū)域，已經(jīng)觀測到的膨脹壓力高達1.2 MPa，受影響的區(qū)域需要增設(shè)高強度鋼筋混凝土襯砌或鋼纖維噴混凝土襯砌。

高壓隧洞在下游端分叉，連接2條壓力鋼管，分別為廠房中的2臺機組供水，2條壓力鋼管均安裝機組進水閥。

2.4 發(fā)電設(shè)施

地面廠房尺寸為56 m×21 m，裝有2臺立軸混流式水輪機。水輪機由安德里茨水電公司制造，每臺機組的額定出力為 55.4 MW、凈水頭為168.6 m、額定流量為 36.25 m/s。轉(zhuǎn)輪、導(dǎo)水裝置、水輪機基座都經(jīng)過現(xiàn)代化設(shè)計，轉(zhuǎn)輪表面的陶瓷涂層能夠最大限度地抵御泥沙侵蝕及氣蝕。

為了盡可能提高電廠及機組的可靠性，每臺發(fā)電機都配備標(biāo)稱13.9/110/220 kV的主變壓器，用于處理最大出力工況。電能通過常規(guī)空氣絕緣開關(guān)站接入兩回220 kV輸電線。

電廠尾水灣中的尾水(22.25 m/s)經(jīng)鋼渡槽穿過河流為科亞電廠輸水系統(tǒng)供水，剩余尾水則溢出渡槽，流回河中。

2.5 環(huán)保措施

查克艾斯徑流式電站被森林和群山環(huán)繞。太平洋水電公司在設(shè)計過程中采取了多項措施，確保在施工過程中，盡可能減少對環(huán)境的影響。這些措施得到了國際隧道協(xié)會(ITS)認(rèn)可，該協(xié)會授予查克艾斯項目2011年度“環(huán)境倡議獎”。

獲得認(rèn)可的措施有：采用TBM法挖掘西普希引水隧洞；西普希取水口擋水建筑物采用橡膠壩，該壩尺寸小，且引水活動無風(fēng)險；架設(shè)一條長22 km的66 kV輸電線路作為施工電源，取代了柴油發(fā)電機供電方案。

2012年末，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》批準(zhǔn)了查克艾斯項目在《京都議定書》的清潔發(fā)展機制中注冊。該項目歷經(jīng)2 a才獲準(zhǔn)注冊，因為該機制要求其符合多條規(guī)定，如國際審計師要進行實地考察和審計，以驗證減排量對項目可行性是至關(guān)重要的。該認(rèn)證使太平洋水電公司可出售并交易查克艾斯項目的碳信用額。

3 秘魯查格亞項目

3.1 項目簡介

秘魯?shù)牟楦駚?Chaglla)水電站裝機容量為456 MW，由奧迪布里切特(Odebrecht)基礎(chǔ)設(shè)施公司負責(zé)建設(shè)，于2016年投運，為秘魯?shù)牡谌笏婍椖俊Ｔ擁椖课挥诿佤斖吲?Huanuco)省查格亞地區(qū)的霍拉加(Huallaga)河上，由混凝土面板堆石壩、水庫(位于壩上游，蓄水面積4.66 km2)、引水隧洞、發(fā)電設(shè)施(發(fā)電廠房、變電站、輸電線)等組成。

混凝土面板堆石壩最大壩高202 m，壩頂長約273 m，壩頂海拔高程為1 202 m,壩頂寬度為11.2 m。引水隧洞長14.7 km，將壩上游的水流輸送到主發(fā)電廠房中，主廠房共裝有2臺阿爾斯通發(fā)電機組，每臺額定出力為225 MW。該項目還有1座小型發(fā)電廠房，安裝有1臺6 MW的發(fā)電機組。變電所設(shè)置在主廠房上方，海拔900～925 m。電廠發(fā)出的電將通過一條長137 km的220 kV輸電線在帕阿莎(Paragsha)變電站接入秘魯國家電網(wǎng)。

3.2 環(huán)保評估及融資

莫特麥克唐納(Mott MacDonald)公司受紐約梅隆銀行(The Bank of New York Mellon)聘用，作為獨立工程師來監(jiān)督該電站的建設(shè)工作。合同范圍包括為貸方在項目施工、運行和監(jiān)測階段提供支持。

查格亞水電項目是秘魯?shù)谝粋€使用國際水電協(xié)會制定的《水電可持續(xù)性評估規(guī)范》的項目，評估結(jié)果于2015年末發(fā)布。根據(jù)該規(guī)范，該項目得分很高，在19個接受可持續(xù)性評估的單元中，有17個單元的得分在4分或以上，而5分(最高水平)代表最可行，3分則代表基本可行。

根據(jù)項目最終報告，該項目之所以評分高，是因為其選址合理、設(shè)計優(yōu)秀且對社會和環(huán)境影響小。另外，在國際貸款方的監(jiān)督下，該項目展示了各參建公司在可持續(xù)性開發(fā)上所做的巨大努力。

項目通過奧迪布里切特公司的股權(quán)投資以及向一些發(fā)展和商業(yè)銀行貸款的方式進行融資。這些銀行包括美洲開發(fā)銀行(IDB)、巴西國家開發(fā)銀行(BNDES)、秘魯金融開發(fā)公司(COFIDE)等。

周 榮 譯

(編輯： 陳紫薇)

2017-03-05

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