科技促发展　寒暖总关新

　　单柱混凝土量减少47.13%，一基铁塔直接投资费节约7万余元，灌注桩基础综合造价降低50%左右……今年初，黑龙江省电力勘察设计研究院（简称“黑龙江院”）的冻土地基钻孔灌注桩杆塔基础研究成果，凭借一串串引人瞩目的数字，夺得黑龙江省科技进步奖。 

　　1955年成立的黑龙江院，坐落在蜿蜒的松花江畔。近年来，黑龙江院承担东北地区电力系统规划、火力发电厂、送变电工程、城市热力管网勘察设计以及其它工业与民用建筑的勘察设计、岩土工程、技术咨询、工程管理等业务，形成多项核心技术。黑龙江院立足高纬度地区电力建设市场，随地赋形，实现创新驱动发展，走出了独特的发展道路。

　　中国特色的电网抗冻成果

　　黑龙江省的冬季寒冷而漫长，加上地势平坦，容易积水，蒸发缓慢,含有水分的土壤就会形成冻土。冻土技术向来是工程建设的世界性难题，俄罗斯、美国、加拿大等几个冻土大国都为解决该难题作出不懈尝试。黑龙江院则探索出了适合中国国情的冻土研究理论和方法。

　　据黑龙江院“冻土地基钻孔灌注桩杆塔基础研究”项目负责人郑坚介绍，冻土地区与非冻土地区在输电线路的设计与施工中存在诸多不同。比如，在冻土地区进行铁塔地基施工，钻孔、混凝土浇筑时都会产生热量，这些热量一传导就会使冻土融化；等铁塔基础施工完毕，要进行上部结构施工等就必须等到土重新冻结以后才能进行——这个过程大约需要一年的时间。郑坚指出：“如何减少气温、水化热对冻土的影响，成为缩短施工工期的关键。”

　　2009年，黑龙江院依托逊克—孙吴220千伏送电线路工程、中俄石油管道配套供电工程塔河—漠河220千伏送电线路工程，开展了冻土地基的设计方法和施工工艺的研究工作。在冻土对输电线路杆塔基础的破坏机理、冻土地基对输电线路杆塔基础工程的危害程度等问题与哈尔滨工业大学开展联合攻关。该项目在国内率先提出冻土地基钻孔灌注桩杆塔基础的设计方法和施工工艺，将冻土回冻周期缩减为一个半月，而经过优化后单桩混凝土量由9.03立方米减少到4.78立方米，减少47.13%；以塔河—漠河送电线路工程232个铁塔计算，可节约工程直接费1400 多万元，灌注桩基础综合造价将降低一半左右。

　　国家电网公司有关专家称道：“该科技项目为中国北方冻土地区输变电工程设计、施工规范的修订积累了丰富的数据和资料，也为建筑、交通等其他行业在冻土地区桩基设计和施工提供重要技术支持和理论依据，成果意义非凡。”

　　变电站建设与输电线路架设同样作为电网构架的主要组成部分，如何在高纬度地区实现最大化保温、节能，也是电网建设不可回避的问题。黑龙江院结合北方独特的气候条件，对变电站的防冻胀问题进行特殊处理。在前进500千伏变电站新建工程、新立220千伏变电站新建工程等设计中，黑龙江院通过产学研合作，开展了“严寒地区变电站建筑节能设计研究”项目，以我国现有保温材料为基础，通过劲松220千伏变电站新建工程验证变电站建筑能耗计算和模拟应用，并结合电气设备的发热量与采暖、通风、空调的设计方案，为我国高纬度地区电网建设构建了节能技术新体系。

　　国内领先的热电工程设计

　　从每年十月到来年五月，黑龙江有超过半年的采暖期。2004年，黑龙江院设计了全国第一个大型热电联产工程——哈尔滨热电有限责任公司2×30万千瓦供热机组扩建工程。对于这一振兴东北老工业基地的重要支撑项目，时任设计总工程师李正说：“在黑龙江院接到工程的那天，我们就给自己下了‘军令状’：一定要设计出一个令哈尔滨人民满意的供热工程！”

　　但扩建工程设计难度大，得尽量利用原有厂区条件进行布置。在设计过程中，黑龙江院专门抽调技术人员组建攻关队伍，开展工程优化设计。尤其在机组布置上，着实下了一番功夫。“我们多次跟制造厂协商，最终决定将两台机组‘头对头’布置，改变了常规的顺向布置方案。”李正介绍，“这种放置方式没有设计先例，我们只能摸着石头过河。”最终，事实证明这种放置办法不仅节约占地，还成功地解决了供热抽气管道与发电机出线交叉碰撞问题。

　　该工程采用国内第一台亚临界、中间再热、30万千瓦供热机组，三大主机全部采用国产设备。扩建后电厂的烟尘排放量较老厂削减59%、二氧化硫排放量削减24%。由于热网覆盖范围广泛，投产后供热区域内可替代污染严重的小锅炉187台、拆除小烟囟139座，有效地控制供热区域内大气污染物排放总量，并可减少小锅炉由于分散运输、贮存带来的环境二次污染。黑龙江院通过一系列优化设计，使工程直接节约投资1.2亿元。

　　作为电力系统全国第一批获得城市热力工程设计甲级资质的单位，黑龙江院在热电联产工程、城市热力管网工程设计方面积累了丰富经验，大管径钢套钢直埋蒸汽管道技术获得国家专利；在黑龙江省率先采用无补偿直埋热水管网技术。自2000年以来，累计设计一级网管线总长度达到57公里、二级网管线总长度达到179公里——这些管道连接起来可以绕哈尔滨市区两周半。其中，管道设计全部采用无补偿直埋技术，应用这种新技术，在减少系统中危险点数量的同时，比常规方案节约15%工程资金，施工周期缩短30%左右。

　　冰雪消融春满大地，绿绿青青百花尽红。伴随着东北老工业基地振兴的历史步伐，黑龙江院继续立足资源大省优势，谋求企业崭新未来，坚持全心全意抓好市场开发和经营管理的理念，力迎科学发展的春天。

　　（本文图片均由黑龙江院提供）