北京经研院张学礼:跟特高压有个约定
我跟特高压有个约定
――记国网北京市电力公司经济技术研究院设计中心线路室主任工程师张学礼
中电新闻网通讯员 刘丽娜 李俊
写在前面:
时光静静的流淌,我们一生当中也许会遇见形形色色人,很多平凡的人、温暖的人、意志坚定的人、有梦想的人,而我有幸遇到一个温暖坚定的目光,他――跟特高压有个约定、跟线路设计有个约定、跟铁塔有个约定、跟戈壁滩有个约定……然而,“亲亲宝贝(自己的新生儿),我却没和你约好!”
这就是国网北京市电力公司经济技术研究院设计中心线路室主任工程师张学礼,吉昌-古泉±1100千伏特高压输电工程包6段工程设计总负责人,为特高压建设倾注了自己全部智慧和心血的张学礼。
让我们一起走近这位优秀的特高压设计师,聆听他与特高压的故事。
用全部智慧把方案做好
吉昌-古泉±1100千伏特高压输电工程创造了直流电压等级最高、输电容量最大、输送距离最远、技术水平最高等多项世界新纪录,是世界输电史上的重要里程碑。不容置疑,中国目前在特高压交直流输电技术研发和建设方面均处于世界引领地位。
采访中,张学礼提到:“特高压建设,设计是龙头,智慧贯穿始终。能够参与到世界首条±1100kV特高压直流输电工程的建设中来是一种荣耀,是每个设计人的梦想和追求。”
参与吉昌-古泉±1100千伏特高压输电工程是经研院继成功参与湖南-酒泉±800千伏特高压直流线路工程后,在特高压直流建设领域的又一重大突破,这也是张学礼攀登高峰的又一重大挑战。
从最开始的工程投标准备到包6段首基铁塔的标准化试点施工,这位工程设总呕心沥血。张学礼说:“±1100千伏特高压直流输电是一个全新的电压等级,导地线选型、绝缘配合、杆塔规划在内的各个环节都需要重新论证计算,没有规范规程可参考、各项技术指标也不完善,又不允许出现一丁点的设计瑕疵,这对设计能力是一个极大的考验。”
张学礼带领项目组首先对标包路径情况进行熟悉并优化,并对设计组织实施,主要技术经济指标,导地线选型等课题进行专项研究。积极统筹设计方案,综合线路途径地区的规划、国土、矿产各方因素,经过反复论证,反复改进,最大限度优化线路路径,降低对自然环境、现有工业及军事方面的影响,力求形成最优方案。
由于是首次设计这样的工程,各个专业都会用尽智慧把自己专业做到最好,一次次的论证、优化、改进,但同时各个专业之间难免会出现分歧和争论。张学礼作为工程设总,他要站在全局角度看问题,统筹把整个设计方案做到最优。
设计人姬大潜说:“做工程的人都是和设计方案打交道,口才都不是特别好,但是学礼在讨论方案时总是有足够的论据能说服大家,最终确定设计方案,他先站在我们的角度进行阐述,并且找出我们方案里值得肯定的部分,然后再阐述他的观点,这样一比较,大家也就很容易消除分歧,形成比较统一的意见了。甚至在与相关的政府部门签署路径协议的时候,他们也往往被学礼的诚意打动。”
“我们所有的争论和分歧,都局限在工作范围之内,大家并不会带着情绪去争论,更不会针对某一个人,因为我们有一个共同的目标,就是用全部智慧把设计方案做到最优。”张学礼介绍说。
戈壁滩被称为线路的天堂,线路没有阻碍。但在接地极的选取上,经过勘测现场实际情况后发现戈壁滩下面的岩石导电性很差,这么大的塔用传统的金属材料接地要开挖几公里,施工量太大,根本不现实。经过对地电阻的反复计算、论证,张学礼团队针对国网公司提出的石墨接地新型接地材料进行了详细的研究论证,并且和石墨厂家进行了详细了解。对这种新型接地材料有了充分的认识。石墨不仅导电性更好,安全性更高,且同传统金属接地装置相比,施工量大大减轻,节省工程投资。于是,第一时间把沟通结果和建议反馈到国网公司,后来整个工程中的戈壁滩标段都在用这一技术。
张学礼说:“一个小小的改进,对后续的施工、质量、工期,都会有很大的改善,越大的工程越要反复优化、越要精益求精。”
我曾跟时间赛跑
此次特高压建设,设计人员要克服时间紧、任务重、设计环境复杂等一系列潜在困难,张学礼带领项目组不分昼夜、加班加点,为了工程的顺利进行跟时间赛跑。
投标伊始,设计中心线路室、造价室和勘测室为主的特高压项目组全体成员集中讨论,针对具备投标资格的标段,项目组多次前往相关单位调研学习,并就投标段主要特点、重点及难点等问题与可研设计单位进行深入细致的交流。根据每个标包的地形、气象、污区等特点分别制定相应的设计方案,对标包需要重点关注和解决的问题进行详细论述和专题研究。最后项目组连续一周通宵达旦,完成全部技术文件的编制工作,3个标包,路径长度共计161.4km,专题报告30本共75万字,技术方案说明书、勘测技术方案6本共71.5万字,图纸30张,概算书3本。
为优化工程线路,他带领团队首次采用了三维切断面技术,大大节省了工作时间。张学礼兴奋的讲到:这个工程我们用了一个先进的技术――海拉瓦选线技术,通过飞机航拍,把三维影像取回来,投到电脑上,把线条走向放上面,把塔放上去,GPS进去,三维坐标就出来了。然后带着测量,到现场找到这个位置,显著地提高了勘测精准度,有效节省工程投资,缩短整体设计工期,真正优化线路。
我曾计算到电脑抛锚
当谈到特高压铁塔的时候,张学礼介绍说:“我从研究生阶段开始算塔,这次特高压工程主要做的是耐张塔(承力塔)的设计,是基于37米风、10毫米冰气象区(大风加低温地区)设计的。”当风速达到37米/秒时,铁塔的荷载会发生很大变化,一旦出现设计疏漏,后果不堪设想。第一次设计这么高等级的铁塔,没有规程规范可参考,技术参数指标不完善,设计之初积极寻找制约问题解决的关键因素,仔细斟酌各参数选取的合理性,在预定设计中要保质保量完成铁塔间隙圆的绘制、电气荷载和杆塔受力分析的计算工作。针对约束条件,比如大风、低温、覆冰、断线、运行、垂直档距等排列组合一千多种工况组合(每一种工况对应很多荷载,比如导线的水平荷载、垂直荷载,每种荷载控制的杆件是不一样的,风荷载控制主材)需要全部演算、反复计算、试验。这个塔设计的一个关键点就是荷载传力路线,导线本身有自重,荷载主要是风荷载,风荷载同时又是动力荷载,大风区导线可能常年处于摆动状态,在传力的过程中,怎样才能保证荷载通过导线完完整整的顺着主材传到基础上,靠基础承受它的上拔下压。首先节点需要做的很强很结实,保证荷载传到节点上时节点不会坏掉,于是采用了耐张串与塔身横担采用三挂点连接设计方式,把原本在横担上挂一个点的方案改变为挂三个点,用三个点来分担一个点的压力,这样对横担的压力就会小得多,从而保证挂点传力的合理性。在塔的优化阶段,为保证荷载传力路线更清楚,受力更合理,经过一遍一遍的加材减材计算及优化,最后实现了塔身横担的空X设计(减少一个塔材杆件),在不降低受力能力的情况下,降低了塔重,减少了投资。
张学历还介绍说,在通常的直流输电工程设计中,输电线路旁要建设一条接地极线路联络两个换流站,在本次设计过程中,张学礼带领团队人员经过不断创新优化,最终形成了接地极线路与输电线路的同塔并架,大大节省了走廊占地,节省了投资。
一遍遍的演算、论证、优化,对计算机要求很高,曾遇到过计算到电脑崩溃、非正常结束的时候,计算失败,从新计算。电脑可以崩溃,但人不能崩溃。
我曾到戈壁滩寻找塔的坐标
“众人寻塔千百度,塔在戈壁滩深处。”此次经研院负责设计的包6标段位于新甘省界,线路途径甘肃省敦煌市及瓜州县,沿途地形均为戈壁滩及残丘地带,线路全长约52.5km,穿越甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护实验区。
在杆塔规划工作基本完成后,线路设计工作进入终堪定位阶段。“线路设计就是这样,每一条路都需要我们亲自走一遍,有时两基塔之间,要对不同的设计方案都进行现场勘查后才能确定最终的路径方案,然后才能开展后续的初步设计和施工图设计等工作。”作为工程设计总负责人,张学礼也是现场带队负责人,这是一次多专业配合,多人员协调的野外作业,先定塔位,再测量平断面、最后进行塔位勘测。在定塔位时,所有专业人员必须走到每基塔位,电气专业了解塔位调节裕度、测量专业对线路全线进行平断面测量,勘测专业对地质进行勘测。由于戈壁滩盐渍土地区地质连续性差,铁塔根开大,必须逐塔钻探、逐腿勘探,才能保证结构专业的基础设计与实际地质情况相匹配。
在戈壁滩寻找塔的坐标,可以联想到工程建成后戈壁滩在铁塔的装扮下会怎样多娇,也可以亲见到每平方公里七棵小草的顽强生命……
这些经历让我骄傲
当张学礼谈到特高压设计时说到:“作为设计师,技术上要有一个追求,总是要往顶点去。”
2010年第一次接触特高压,从最开始只是参与塔的设计,到现在整个包6段工程的整体统筹,从一个人到现在的一个特高压团队,梦想伴他一路走来,不断超越自己,超越极限,今天这位工程设计总负责人在专业技术、工程管理、组织协调等方面表现出了游刃有余。
“有梦想、有追求、有目标才能坚持下来。当你坚守在戈壁滩踏勘现场时,才能真正体会到,这绝对不是一句空话。”张学礼说。戈壁滩环境恶劣、水源稀缺、常年干旱多风、昼夜温差大、交通不便、安全形势严峻等诸多不利因素,对项目组成员的专业素质和身体素质都是一次严峻考验。到处都是坎坷的“搓板路”,路途颠簸,时常狂风肆虐,飞沙走石。团队里大多是生活在平原地区城市里的80后、85后,许多人甚至长这么大都没吃过这样的苦,每天来回8个小时,几乎所有的人都在“搓板路”上被颠晕、在戈壁滩被晒伤,但大家团结一致,互相鼓励,不断超越体能极限,没有一个人在工作中掉队。
正是梦想和意志鼓励这样一群有追求的人一路成长,一路前行。没错过特高压±800kV,没错过特高压±1100kV,这些经历让我骄傲!
唯独没和孩子约好
当谈到家人时,这位新晋老爸张学礼面色顿显尴尬。原来在他去特高压现场的时候,传来了妻子早产的讯息,一边等待他的是紧张的特高压工程建设,一边是即将出生的孩子,宝宝开了这么大个玩笑,出了个这么难的题,“跟特高压有个约定、跟铁塔有个约定、跟戈壁滩有个约定……亲亲宝贝,我却没和你约好……”
再优秀的设计师也优化不出孩子出生的最佳方案,那一刻,他该如何平衡爱的两端,这可能是张学礼一生中最对不起妻儿的一件事,但希望不是之一。
写在最后的祝福
特高压实现了一代人的梦想,展现了一代人的智慧,验证了一代人的实力,如今中国站在世界特高压建设、设计的云端,在这其中,张学礼就是中国特高压军团中的一个代表,一个体现“敢冲敢上,吃苦担当”的优秀设计者,一个秉承“干到最好,做到最优”的电力工匠……
愿特高压永恒的光辉伴着“张学礼们”笑着灿烂,祝福他们走得更远……
周小博
相关新闻:
-
无相关信息
- 【榜样的力量】省国资委优秀企
2018-10-25
- 冯思颖:大哉法治,浩浩其行
2018-10-25
- 雷蕾:与法同行,心静似蕾
2018-10-08
- 这个射手座美女,能成为最年轻的
2018-05-06
- 风采丨“中国梦·大国工匠”首
2018-04-07