“开始落位!”

2026年3月,江苏金坛。随着指挥员一声令下,行车吊臂闻声而动,钢索紧绷如弦,发出细微而有力的“铮铮”声。

长7.1米、宽6.7米、高2.7米、重65吨的庞然大物——透平机的上盖,在空中平稳移动,缓缓向下方的机体靠拢。这一刻,时间仿佛被拉长,现场只剩下行车电机的嗡鸣声和钢索的摩擦声。

“落位成功!”随着透平机上盖与机身完美吻合,这台压缩空气储能电站的“动力心脏”,终于完成了它本体安装的最后一步——扣盖,这也标志着该机组关键核心设备全部安装就位。这是华能金坛盐穴压缩空气储能二期项目一号机透平机扣盖的现场,亦是华能建设者用匠心铸就的硬核答卷。眼下,项目正向着“年内双投”的目标全力冲刺。

华能金坛盐穴压缩空气储能二期项目。杨清格勒/摄

老与新的对话

盐,百味之祖。

金坛,这片土地因盐而兴,因盐而名。千年之前,这里舟楫往来,盐白胜雪。如今,地表千米以下盐矿开采留下的一座座古老盐穴成为天然的“地下仓库”,正被赋予新的绿色使命。

2022年,金坛盐穴压缩空气储能一期国家试验示范项目正式投运。

何谓压缩空气储能?原理并不复杂:用电低谷时,用富余的电驱动压缩机将空气强力压入地下盐穴存起来;用电高峰时,再把这些高压空气放出来,推动透平机高速旋转发电。一储一放,削峰填谷,堪称“超大号地下充电宝”。

一期项目的落地,不仅验证了技术的可行性,更一举创下多项行业纪录。然而,对于敢为人先的华能人来说,一期仅仅是一个开始,它解决了“能不能做”的问题;而二期要回答的,则是“怎么做大、做强、做优”。

但二期项目到底要做多大?大型化以后有哪些技术难点?为了寻找这些问题的答案,项目团队开始了漫长的“探路”。

“从2021年下半年一直到2023年,这近两年的时间里,我做的最主要的一个工作就是为二期项目规划技术路线,做前期的研究。”项目工程安质部副主任陈辉回忆道,“最难的,从来不是某一个单点的技术突破,而是整个系统的集成设计。”

两年时间里,陈辉带着团队跑遍了国内各大动力制造厂和压缩机制造商:调研压缩机能做到多大的压力与流量,再反推电机需要多大的功率;接着去调研透平机厂家能做多大的出力,再去配储热球罐和换热器的参数。每一个参数,都要反复地“配”。这种“配”,是牵一发而动全身的博弈,一个参数改了,其他所有系统的参数都要跟着改。

“实际上这里没有什么惊天动地的故事,所有的技术问题都很枯燥,攻关就是一遍遍算出来,一遍遍推翻重来。”陈辉向笔者介绍这段经历时语气平淡,可恰恰是这些看似枯燥的计算与推演,构成了最坚实的土壤——全球单机功率最大、总容量最大、综合效率最高的压缩空气储能电站规划,悄然生长出来。

2024年12月,华能金坛盐穴压缩空气储能二期项目正式开工,构建起前所未有的新版图。

——这是一次新量级的超越。

装机容量从一期的60兆瓦提升至700兆瓦,储气库总储能达120万立方米。这意味着电站的“储能和发电的胃口”被放大了十倍以上。

——这是一套新架构的突围。

面对二期项目规模量级跃升带来的巨大空气注采需求,一期采用的单线串联压缩模式与相对常规的两段膨胀透平结构,已难以适配。为此,二期项目在压缩端创新采用了“双线四段”架构;在透平端,则升级为国内首台套350兆瓦级高参数透平机,拥有四段做功的更长轴系与更强的做功能力,实现了庞大能量流的高效调度与转化。

——这是一条新路径的开拓。

一期项目中,压缩空气过程中产生的热量主要依靠导热油来储存,虽性能稳定,但成本高昂且存在消防隐患。二期大胆突破,全球首次采用“中温加压水”作为储热介质。这一重构,不仅将储热成本降至原先的零头,更彻底消除了安全隐患,让电站真正实现了降本增效与本质安全的兼得。

古老的盐穴,有了新的使命;一期的积淀,托起了二期的跨越。“老”与“新”,在金坛的地下与地上,完成了一场关于绿色的接力。

闯与创的淬炼

“压力老大了!”

运维部主任庞里波在谈及项目调试运维历程时,没有回避内心的紧张,“因为我们做的是‘世界最大’,所以没有成熟经验可循,难度比一期大很多。”

这种紧张并非空穴来风。要把那些理论上可行的数据变成现实,中间隔着千难万险。透平、压缩、换热……每个环节都在触碰行业的极限参数。

以核心压缩系统为例,行业内同类项目,包括金坛一期,均采用传统单线压缩架构,而二期为了应对呈几何级数增长的空气注采量,创新采用了“双线四段”的压缩系统架构。

为什么要做这样的创新?陈辉给笔者算了一笔账:一期60兆瓦,每小时往盐穴里压270吨空气即可;二期的单机功率变成了350兆瓦,每小时压的空气是1340吨,翻了将近5倍。如此庞大的气量,单条线、单台压缩机根本无法承载。“所以我们把它分成两条线,每条线每小时注入640吨空气。这样一来,机组容量变大后的气量难题,就解决了。”

但这也带来了新的问题。

“双线四段”意味着两台机组共有16台压缩机。这背后是一张庞大到令人窒息的电气网络。

“我们这个项目电气操作量格外庞大,核心原因就是压缩机数量多。”庞里波介绍,对比行业内成熟的火力发电厂就能看出区别:传统两台百万千瓦火电机组仅配置三台主变压器,而金坛二期项目足足有11台。繁多的电气设备,让全场送电流程被大幅拉长,操作复杂度呈几何级上升。

唯一的应对之策就是极致的严谨。团队把准备工作做到了极致,对所有系统进行了地毯式的反复核查,并抽调精兵强将,专门成立了电气操作组。送电期间,生产领导和主要管理人员全员上阵,全程护航式盯防。最终,这场复杂的电气“战役”顺利完成。

电气通了,接下来“顺”气也是个大难题。

“一期调试时,最让人头疼的就是串联机组的气流匹配问题。”庞里波回忆,一期项目采用了三台压缩机,中间的压缩机组既要适配前端进气节奏,又要衔接后端压缩,极易出现震动、喘振等问题。一期项目光是把气“理顺”,就耗费了很多时间。

如今,二期项目升级为四级串并联结构,难度直接跃升到了全新的台阶。为了“吞”下磅礴的气量,首段压缩机更是大胆采用了轴流式设计。团队不仅要摸清轴流压缩机的运行“脾气”,还要精准平衡四段设备之间的进出气量与负荷,复杂程度前所未有。

庞里波是从火电过来的,他感触很深:“没经历过的人说压缩空气储能比火电厂简单多了,但实际上从无到有、从有到能稳定运行的过程非常困难,没有现成的经验参照,都得靠自己一点点摸索。”

压缩机的难只是冰山一角,透平的稳定性、储热的安全性、换热的效率,每一处都有各自的“拦路虎”,都等待团队“闯”出方向、“创”出答案。但好在建设者们并非完全从零开始,他们站在了一期用几年时间蹚出的经验之上。

项目运维部四值值长邓建军随手就举出了一串例子——

换热器杂质堵塞?一期摸索出“倒吹”法,用余热把杂质排出去。如今,二期设计阶段便在进气端增加透平进气旁通调节阀,轻松告别换热器杂质。

气热不平衡?一期运行两年后加装冷却器,用循环水带走多余热量。这一经验被直接植入二期设计,不仅优化了系统,还因此获得了一项实用新型专利。

密封气源带氯离子易腐蚀换热器?二期直接用压缩机自身出口的高压气作为密封气源,从源头阻断了氯离子,既保证了安全,又杜绝了腐蚀风险。

从过去的“绊脚石”变成如今的“垫脚石”,从“不知道该怎么干”到“心里有了底”——每一次看似轻描淡写的突破背后,都是千百次的咬牙死磕。项目团队凭着闯劲撕开未知,又用一次次创新把路走通,将难题一步一步填成了通往“世界之最”的坚实路基。

大与小的博弈

走进二期项目主厂房,最先让人感受到的就是极具压迫感的“大”。透平机、压缩机、发电机……一个个钢铁巨物整齐排列。

就拿透平机来说,仅中压模块就重达190吨,相当于三十多头成年非洲象的重量总和。当这个庞然大物在重型起重机的牵引下缓缓落位时,即便站在远处,也能真切感受到那股沉甸甸的分量。

但其安装精度,却要用“丝”来丈量——“丝”,0.01毫米,一根头发丝的八分之一。

“透平机安装扣盖时,必须确保两半缸体结合面间隙不超过5丝。”项目机务专工杨清格勒介绍。190吨对5丝,难度可想而知。建设者们拿出百分表,一点点测,一点点调,逐步实现“微级”的精准落位。

回想起当时的场景,杨清格勒依然记忆犹新:“时间非常紧张,尤其是吊装这种超大型设备的时候,压力更是到了顶点。但我们团队的目标就是务期必成,而且必须一次性成功!”

最终,在项目团队的毫厘把控下,这颗世界最大的储能“心脏”,严丝合缝地安了家。

华能金坛盐穴压缩空气储能二期项目一号机透平机扣盖。袁俪颍/摄

走出主厂房,目光所及,是另一番震撼的景象。数千米的管道纵横交错,如同一张巨大的金属网络。

“这根管子直径2.2米,一个人毫不费力就能直立走进去。”杨清格勒指着眼前的管道说。因为要将压缩机组、透平机组、储热球罐等所有主设备全部连通,这里的管道焊接工程量极其浩大,仅一台机组就有六千多米管道。

管道的世界是粗犷的,但建设者们的操作,却是极其精密的。

陈辉介绍,想在复杂的工况下保证质量,必须要有极高的工艺标准。例如,管道对接并非简单的平面相贴,而是要被打磨成精密的“V字形”坡口。焊接时,必须先用氩弧焊在坡口最底部进行打底,随后再用普通焊条层层填充。在这个过程中,要对焊机的电流、电压都要做精准的把控,甚至对焊条的保温、防潮都有着严苛的标准。

这种对细节的极致追求,换来了极优的焊口质量。“目前我们拍片的成功率达到98%以上。”陈辉自豪地说。

然而,光有完美的焊缝还不够。这些管道最终都要连接到极其精密的压缩机和透平机上。

杨清格勒解释了一个概念——“无应力配管”。简单来说,就是在管道与本体连接时,不能有丝毫的力量传递到设备上。

透平机找正的精度是以“丝”来计算的,如果管道连接时存在拉力或推力,哪怕只是微米级的外力干扰,也会导致精密的轴系发生偏移,破坏之前辛苦调校好的精度。

为此,团队练就了一套“卸力”技巧。他们在管道和本体连接前反复测量平行度和同心度,通过搭设临时支架和精密计算,巧妙地把管道的重量和应力“卸”掉,确保主机轴系实现零干扰。

从百吨巨物到微米间隙,从数千米管网到零应力配管,在这里,大与小从来不是对立的。宏大落于微小,细微成就磅礴,中国华能建设者们于方寸之间,精准把控着这座世界最大压缩空气储能电站的建设脉搏。

国家能源局数据显示,截至2025年底,全国已建成投运新型储能装机规模达到1.36亿千瓦/3.51亿千瓦时,与“十三五”末相比增长超40倍,实现跨越式发展。“新型储能”连续三年写入政府工作报告,并已跻身国家六大新兴支柱产业。储能产业的黄金时代正澎湃而来。

风口之下,华能金坛盐穴压缩空气储能二期项目正全速冲刺。回望一季度建设征程,一号机组透平机扣盖、B列轴流压缩机扣盖、二号机组发电机穿转子成功、制水合格、全厂受电……项目接连实现阶段性突破。

这片深邃的“地下世界”里,源源不断的绿电即将奔腾而出,化作划破长夜的“地上灯火”。