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“中国道路运输协会”
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文 | 李兴举 胡佳奇 郝志虎 周伟伟
2025年7月19日,西藏林芝雅鲁藏布江畔,总投资1.2万亿元,装机容量6000万千瓦(相当于3个三峡电站,年发电量约3000亿千瓦时),足以满足逾3亿人年度用电需求的雅鲁藏布江下游水电工程正式启动。随着雅鲁藏布江下游水电工程开工建设,我国水电开发利用进入高潮。中央从战略和全局高度做出的重大决策,是深入贯彻总体国家安全观、能源安全新战略,加快能源转型,促进区域经济发展的重要举措。
近年来,随着我国科技快速发展,项目建设和设备制造都达到了空前的水平。目前投资建设的水电项目装机容量越来越大,水电机组功率越来越大,设备尺寸越来越大,设备质量也越来越大。雅鲁藏布江下游水电工程建设项目处于崇山峻岭中,沿途山高、坡陡、沟深、路窄、U型弯多和高原缺氧等,如何安全地将大件设备从东部沿海制造厂家运输到5000公里以外的建设现场,成为急需解决的难题。
同时,由于西藏本地需求有限,西藏电力将以外送为主。作为我国“西电东送”的能源接续基地,向外输送需要高效低损耗的输电系统,也必将启动特高压输电项目同步规划建设。无论是发电项目还是输变电项目,都有大量的大件设备需求。目前这些大件设备主要产地都位于东部沿江沿海省份,运输至项目现场距离远、道路条件复杂,运输难度巨大,将是大件运输行业的巨大挑战。
西藏风水光储及其配套项目设备运输特点
作为超级水电工程,其配套新能源潜力既来自于水电、抽蓄建设的调峰能力,同时也受流域周边风能、太阳能等相关资源的影响。这些水电、光伏、风电、抽水蓄能以及输变电项目,需要巨量的设备投入。光伏发电设备一般尺寸和单件质量都比较小,运输相对简单;抽水蓄能设备相对于大型水电机组和风电设备,无论尺寸和单件质量也是相对较小。研究解决水电机组设备、风电设备和输变电设备运输,即可涵盖光伏和抽蓄设备。
水电设备运输特点。根据网上公开消息,雅下水电站五级电站使用混流式和冲击式两种水轮机。按照公布的装机容量6000万千瓦核算,整个项目需要装备上百个机组,每个机组的发电功率在50万千瓦或更大。
按照50万千瓦混流式水轮机进行测算,其转轮尺寸应该在Ф(7000~8600mm)×(4000~5500mm),重量在200~400吨/台。
按照50~90万千瓦冲击式水轮机进行测算,其转轮尺寸应该在Ф(6233~7600mm)×(1500~2000mm),重量在80~150吨/台。
50万千瓦发电机设备总重300吨/左右。但水电机组和抽蓄机组的发电机运输因道路、现场条件苛刻等原因,一般采用散件现场组装的方式。
风电设备运输特点。根据目前内陆风电发展趋势,西藏的内陆风电项目使用的机组功率也将是大机组,使用6兆瓦、8兆瓦、10兆瓦,甚至12兆瓦的机组,因此风电机组大部件的尺寸和质量也将会很大,叶片长度从80多米到120多米。机舱也将会达到150吨/台,运输难度较大。
输变电设备运输特点。西藏风水光储一体化大基地,巨量的电能向外输出,跨越3000多公里输送至粤港澳大湾区、华中以及华东,需要通过±800千伏乃至±1100千伏特高压直流技术向外输电。而这些特高压换流站的巨型变压器、电抗器等尺寸和质量都很大,大型变压器单重300—535吨/台,净高度4800mm以上。这些超大设备在东部沿海运输难度都很巨大,运往几千公里以外的崇山峻岭中难度更是成倍增加。
进藏通道基本情况分析
传统入藏从大方向来看有四条线路,滇藏线、川藏线、青藏线和新藏线。
川藏线G318国道。经行G318从康定至左贡县680公里,从左贡县城至林芝市650公里,全路段大部分路面宽度为6m,老虎嘴位置的最窄路面宽度仅有5m,位于怒江72拐山顶路段山高、沟深、坡陡、弯多、转弯半径小,大件运输车辆通行性很低(怒江72拐正在挖隧道,预计2025年可以挖通,届时通行条件会有所改善)。
滇藏线。传统滇藏线G219和G214,路窄弯急,大件运输车辆无法通行,大件运输只能选择从云南过四川再入藏的路线。从香格里拉市区进入G214国道后,经G215国道在巴塘竹巴龙乡汇入G318国道,然后往芒康、左贡方向走,与川藏线重合。但这一线路最大坡度8%,还需翻越海拔4100米的帕聪亚山,转弯半径最小18m,需要对U型弯道进行整改。
新藏线。由于新藏线在中国最西部的边境线附近,绕行距离太远,而新疆也没有水电设备制造企业,该路线路况大件运输通行能力也不强,所以对西藏风光水储一体化项目意义不大。
青藏线。格尔木—G109国道—G318国道—京藏高速—G318国道—雅叶高速—林芝,全程约1800km。其中G109国道全线修路,计划2028年施工完毕,由双向2车道增加为双向4车道,格尔木-林芝全线路段限宽9.5米、限高5.1米(主要限制障碍为青藏铁路上跨桥梁),可以满足大部分大件的通行条件。目前川藏线、滇藏线均需要经过八宿,无法满足上述水电和风电大件运输通行条件,需要走青藏线,但混流式水轮机转轮,因直径、高度和质量几重因素叠加,无法实现整体运输。
西藏大件运输的特殊性
西藏处于世界屋脊青藏高原之上,平均海拔4000米以上,空气含氧量仅为平原的60%,导致设备功率衰减15%-20%,内燃机效率下降30%。东部省份人员刚到西藏时,人体血氧饱和度降至85%-90%,容易出现高原反应,劳动效率降低40%。而且西藏紫外线辐射强烈,室外活动需要做好防护。这些情况在大件运输实施时,应引起管理人员和技术人员的高度重视,采取必要的措施。
青藏高原处于高海拔高寒冻土地带,每年11月份就开始下雪,次年3月份基本结束,在这个时段,高原低温,道路积雪结冰,给大件运输带来重大安全隐患。西藏生态系统脆弱,大件设备运输需要注意生态保护,避开生态敏感区。西藏交通基础设施相对落后,主干道以往返双车道为主,桥梁等级低,路网承载能力较低,实施大件运输对正常的社会交通秩序影响巨大。
解决西藏大件运输困境思路
规划建设进藏大件运输主通道。解决西藏大件运输困局,需要从国家层面入手,做好顶层设计,规划进藏大件运输主通道,可以大大节约社会资源、提高运输效率、增强道路交通的安全性、减小大件运输对正常交通秩序的影响。进藏大件运输主通道以青藏线为主,即沿G109到拉萨。该条进藏线相较滇藏线和川藏线坡度平缓,转弯半径大,没有那么多悬崖峭壁U型弯道,大件运输车辆通过性强。2025年6月国家对G109格尔木至那曲段816公里启动提质改造工程,将双向两车道改为双向四车道。国家在这次对G109的提质改造工程中,应考虑大件运输主通道的功能,解决西藏大件运输困局,助力西藏开发建设。
针对川藏线规划大件运输主通道以G318为主,直接到拉萨,与G109联通,形成贯穿西藏自治区的大件运输主通道。G318穿行于横断山脉中,山高、坡陡、路窄、弯多、沟深、路况差,近几年成了火热的自驾游线路,大件运输通行能力极差。G318川藏段经行川西和藏东南的横断山脉,辐射水能富集区,对于开发川西、藏东南和滇西北水电具有战略意义。将G318川藏段规划为大件运输主通道极有必要。目前国家也对G318进行提质改造中,考虑将G318规划成从四川进西藏的大件运输主通道,主要考虑增加桥梁承载能力、道路净空高度、转弯半径、建设停车让行区域和收费站的超宽车道等。通过G215在巴塘县与G318连接,打通滇川藏大件运输主通道(金上—湖北±800千伏特高压直流工程白玉帮果换流站的变压器,从云南经G215入川至巴塘竹巴龙与G318汇合,很多桥梁已经加固)。
规划提质改造好贯穿西藏的大件运输主通道后,从主通道到项目现场的道路根据实际需求进行改造,以满足大件设备最后一段运输的需求。针对雅下水电站建设项目,从林芝到墨脱路段需要根据大件运输需求专门修建道路。
技术创新解决部分特殊设备运输问题。大件运输企业与车辆制造企业,可以根据西藏特点开发适用的新车型新工装,以提高路窄、弯多、坡陡道路的通过性。针对一些特殊设备(如冲击式转轮)设计专用运输工装,解决运输问题。如运输哈尔滨电气集团为西藏左贡扎拉水电站生产的全球单机容量最大的冲击式水轮机转轮(设备直径6.23m),运输需经G318公路进藏,最终抵达左贡县碧土乡扎拉水电站。从康定到左贡的G318国道,长约680km,但宽度只有6m,甚至部分路段宽度仅5m;从左贡到碧土乡扎拉水电站约139km,道路更加逼仄难行,有些村镇建筑物之间距离仅4.7m,协调拆除藏民房子的难度相当大。为解决这一问题,哈尔滨电气集团联合中国外运大件公司,基于数字孪生和仿真技术研发设计出了遥控可倾转专用工装,用于转轮运输,解决过狭窄空间的难题。
无法整体运输的设备解决方法。雅下水电站的混流式转轮,无论是东方电气还是哈尔滨电气制造,整体运输到水电站存在巨大困难。Ф7000~Ф8600mm高度4200mm质量300吨以内的混流式转轮,使用3纵列15~18轴线SPT整版车辆长途运输,还有一定的可能性(可以解决车辆过桥的轴线载荷、车货总重、SPT极限弯矩、SPT极限剪切、高空硬性障碍等),但是青藏线上的低等级道路上的桥梁,很多需要加固处理;在运输过程中,无论经行双向2车道还是有隔离带的双向4车道或双向6车道,都会对正常的交通秩序造成严重的影响;创新设计专用凹型平板车,考虑综合因素,混流式转轮最大高度也要限制在4700mm以内,而且排障量巨大,通行效率很低;混流式转轮最大高度超过4700mm,质量超过350吨,从东部沿海运输到墨脱基本无解,不可行(原因:无法使用桥式车辆分载,桥梁通过性低;无法处理巨量的影响通行的上跨式立交桥)。对于这种设备应该分体、分瓣或分片运输到林芝某地组装,然后再通过专用道路运输到水电站。通过分体式运输解决整体运输不可行的问题。
特高压变压器运输问题。雅下水电站以及风光储一体化电力外送的特高压输电工程,需要建造大型换流站,几十台300-550吨/台的特高压变压器运输也重大挑战。这种变压器长途运输,考虑分载和降低运输高度,需要适用桥式车辆运输。在青藏高原上实施运输,车组长度超过100米,对道路要求非常高,特别是对沿途桥梁的承载能力要求很高。西藏的换流站特高压变压器可以考虑在换流站附近建厂,或考虑设计出分体式。如两种方式都不采纳,仍选择沿海生产后运输至西藏,换流站的选址就要做深度的专项研究,同时也要高度重视变压器运输的可行性研究。
牵引车动力衰减和人员劳动效率低下问题。针对牵引车动力衰减问题,在配置牵引车时,需要充分考虑动力衰减情况,选用大功率牵引车,预留更多的动力余量。同时,应根据具体情况配备备用牵引车,在特殊路段做辅助牵引车。针对人员劳动效率底下的问题,有条件的企业应培养一批青藏高原当地的员工做储备,让他们提前积累大件运输技能和经验,在西藏大件运输过程中以当地人为主力军。
总之,针对西藏水电以及水风光储等一体化项目中大型设备运输,我们可以国家规划提质改造大件运输主通道,通过技术创新适用车辆和设计专用工装,配置大功率牵引车,提前培养储备青藏高原属地的大件运输员工,做专项可行性研究等方式,破解“世界屋脊”大件运输困局,助力西藏建设,为国家能源新战略做出贡献。
(作者:李兴举 周伟伟 中国外运大件物流有限公司;郝志虎 中国道路运输协会;胡佳奇 哈尔滨电机厂有限责任公司)
来源 | 中道智库微信公众号
责编丨齐孝洋
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