2016年拉丁美洲投运的三大水电项目



2016年拉丁美洲投运的三大水电项目

2016年，拉丁美洲有许多水电项目投运。着眼于电站构成、施工难点、环保评估和措施、承包商以及项目融资等方面，介绍了巴西加若水电项目、智利查克艾斯水电项目以及秘鲁查格亚水电项目的基本情况。

水力发电；项目介绍；拉丁美洲

2016年，拉丁美洲有许多水电项目投运，本文详细介绍了巴西、智利和秘鲁的3个重要水电项目。

1 巴西加若项目

1.1 项目简介

加若(Jirau)水电项目位于巴西朗多尼亚州(Rondonia)的马德拉河(Madeira)上，为径流式水电站，是马德拉水电枢纽的一部分。项目总装机容量3 750 MW，首台机组于2013年9月投运，所有机组(共50台)于2016年底全部投运，成为巴西第四大水电站。

加若水电项目由巴西政府发起，是巴西加速发展计划(Growth Acceleration Programme)的一部分，由巴西可持续发展能源公司(Enegia Sustentvel do Brasil)负责开发。该公司是一家联营公司，其中，法国燃气苏伊士集团(GDF SUEZ)占股40%，圣弗朗西斯科水电公司(CHESF)占股20%，艾力川索公司 (Eletrosul)占股20%，三井公司(Mitsul)占股20%。该项目已经在《联合国气候变化框架公约》的清洁发展机制中注册，是2013年所有注册项目中规模最大的项目。

1.2 建设过程

加若径流式水电站包括：沥青心墙土石坝，坝高63 m，坝顶长980 m；18孔泄洪道，每孔高 22.7 m、宽20 m；2座厂房分别布设在马德拉河两岸。库区面积为 361.6 km2。发电厂房高30 m，装有50台灯泡式水轮机，其中，右岸厂房28台，左岸厂房22台，每台机组的额定出力为75 MW，平均效率为 94.8%。

该项目于2008年开工，土建工程中压实土方采用戴纳派克(Dynapac)公司的振动碾压机以及巴西制造的CT300羊足碾施工。电厂取水口施工则采用2台移动式MK-360支护塔、ENKOFORM HMK模板系统、VMK模板系统，并利用带辊轴的模板搬运机进行安装和拆卸。

2013年6月，该项目的升压变电站和3条长94 km的500 kV输电线投运。电厂通过这3条输电线向波多韦柳(Porto Velho)枢纽变电站输电，然后通过新的输电线路并入电网(IGS)中。该电站业主已经与电力分销公司签订了一份为期30 a的电力销售协议。根据协议，电力分销公司将购买该电站73%的电量。

项目的总投资约80亿美元，其中，巴西国家经济和社会发展银行(BNDES)提供36亿欧元融资，剩余部分则由商业银行组成的财团提供。

1.3 项目承包商

英特泰肯公司(Intertechne Consultores) 获得了加若水电项目的移民安置及库区森林砍伐合同；卡玛格克雷亚公司(Camargo Correa)获得了土建工程合同。阿尔斯通(Alstom)水电公司(后被通用电气收购)获得了10台水轮机和17台发电机组的供货合同；该合同还包含提供28台调速器、监测系统、母线、浪涌保护器，并负责监督这些设备的安装调试工作。东方电气集团获得了18台灯泡式水轮机(每台额定出力75 MW)的供货合同。乌尔马(Ulma)建设集团获得了MK-360支护塔、ENKOFORM HMK模板系统和VMK模板系统的供货合同。西门子公司获得了机电设备供货合同。东芝公司获得了3条500 kV输电线的施工合同；晓星(Hyosung)集团获得了18个550 kV气体绝缘开关的供货合同。特拉克特贝尔(Tractebel)工程公司获得了工程建设合同。

2 智利查克艾斯项目

2.1 项目简介

2011年10月，智利能源部长R.奥华瑞兹启动了查克艾斯(Chacayes)水电项目，太平洋水电公司获得了该径流式水电站的开发权，迈出了开发卡恰布艾尔(Cachapoal)河谷的第一步。

查克艾斯水电项目装机容量为111 MW，位于安第斯山脉，科亚(Coya)水电项目上游10 km处，距离首都圣地亚哥南部90 km。该项目由斯塔尔蒂·费格兰德·卡恰布艾尔(Astaldi Fe Grande Cachapoal) 建筑有限公司承接了工程总承包(EPC)合同，该有限公司由意大利斯塔尔蒂(Astaldi)股份公司和智利费格兰德(Fe Grande)建筑公司组建。

2.2 主要建筑物

该项目地处智利地震活跃区，需要面对许多物流和商业方面的挑战。另外，该项目的2条引水隧洞取水口位于国家自然保护区内，因此，在开发过程中，需格外注意对自然景观的影响。

项目主要包含：位于里奥西普希(Rio Ciprese)国家自然保护区的西普希引水隧洞，全长2.5 km；位于里奥卡恰布艾尔(Rio Cachapoal)的查克艾斯渠首工程；由2条无压隧洞组成的输水系统；初帕罗(Chupallal)调节水库；低压隧洞、高压隧洞；跌水竖井、调压井；地面厂房，装2台混流式发电机组；科亚输水系统连接工程；220 kV输电线，长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护区内。该工程在设计阶段就已考虑这一因素，因此决定采用橡胶坝(长20 m、高3 m)蓄水，橡胶坝这种低断面结构可以使对该区域的景观影响降到最低。另外，漫坝时，橡胶坝会自动放气，为超标准洪水提供泄洪通道，以避免溃坝事故。

西普希引水隧洞的引水堰为常规混凝土结构，表面铺设了一层花岗岩石块，以抵御洪水及雪融水中大体积推移质带来的磨损，堰体内部设置一条交通廊道，作为连接两岸的交通设施。另外，在右岸设置了一座冲沙闸，用于冲排引水建筑物前部的淤积物。

为了尽可能减小对当地景观的影响，设计将取水口布置在地下，取水口设置1座两孔进水闸门，控制水流进入长2.5 km的无压隧洞，水流经引水隧洞流入开敞式渠道，再经渠道流入查克艾斯取水建筑物上方的前池。

由于自然保护区内不允许建设任何道路，而且无法使用钻爆法开挖隧洞。为加快施工进度，EPC承包商选择了盾构机(TBM)开挖直径为5 m的引水隧洞，该隧洞还将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尔河上，设计引水流量 72.5 m/s，由引水堰、取水口、沉沙池组成。引水堰共分5孔，利用弧形闸门控制。取水口前部设置冲沙闸，用于冲排推移质。取水口由4座闸门控制，闸前设置拦污栅，每个闸孔均设沉沙池，用于去除粒径 0.2 mm以下的悬移质，水流经沉沙池进入输水系统。

输水系统(压力隧道除外)由1条开敞式渠道(长6 km)、4座箱涵(穿越主要溪流)及2条隧洞组成。其中，渠道横截面为梯形，底宽3 m，水深近5 m；4座箱涵均为钢筋混凝土无压双箱结构，输水渠从下方穿越溪流，防止溪流中的推移质进入输水系统；2条隧道中，拉伊斯拉博(La Isla)隧道长285 m，普爱丽丝(Peralitas)隧道长945 m，均为7 m的马蹄形断面。

水流经输水系统流入初帕罗调节水库，该调节水库为电厂调峰运行预留库容，从而获得稳定的发电量。另外，该水库兼做沉淀池，用于去除细粒沉积物。水库库容为84万m3，表面积达18 hm2，堤坝由从库区开挖的土石料中选取的填筑料碾压铺填而成，并利用 1.5 mm的高密度聚乙烯(HDPE)土工膜、土工织物和排水带组成三层防渗体。调节水库底部淤积的泥沙则通过疏浚重新排放到河中。

2.3 隧洞施工的挑战

有压隧洞系统由低压隧洞(长1 992 m)、调压井(高100 m)、跌水竖井(深77 m)以及连接发电厂房的钢衬高压隧洞(长368 m)组成。该项目需要解决2项重大地下问题。一是水力劈裂，当隧洞周边围压不足时，水压力会顶裂岩石，造成渗水。该项目通过原位测试确定隧洞周边围压；在厂房与竖井底部之间隧洞段加设钢衬；通过在竖井底部与调压井之间隧洞段的初始喷浆混凝土与混凝土衬砌间增设抗渗膜等措施解决了水力劈裂问题。另一个问题是在隧洞岩体中发现了膨胀性矿物，所有隧洞都存在该问题，但电厂隧洞尤为突出。然而，最初的地质勘察并没有发现这一问题，有关方面已经使用乙二醇在隧洞中进行了大规模测试，以此确认易受膨胀影响的区域，已经观测到的膨胀压力高达1.2 MPa，受影响的区域需要增设高强度钢筋混凝土衬砌或钢纤维喷混凝土衬砌。

高压隧洞在下游端分叉，连接2条压力钢管，分别为厂房中的2台机组供水，2条压力钢管均安装机组进水阀。

2.4 发电设施

地面厂房尺寸为56 m×21 m，装有2台立轴混流式水轮机。水轮机由安德里茨水电公司制造，每台机组的额定出力为 55.4 MW、净水头为168.6 m、额定流量为 36.25 m/s。转轮、导水装置、水轮机基座都经过现代化设计，转轮表面的陶瓷涂层能够最大限度地抵御泥沙侵蚀及气蚀。

为了尽可能提高电厂及机组的可靠性，每台发电机都配备标称13.9/110/220 kV的主变压器，用于处理最大出力工况。电能通过常规空气绝缘开关站接入两回220 kV输电线。

电厂尾水湾中的尾水(22.25 m/s)经钢渡槽穿过河流为科亚电厂输水系统供水，剩余尾水则溢出渡槽，流回河中。

2.5 环保措施

查克艾斯径流式电站被森林和群山环绕。太平洋水电公司在设计过程中采取了多项措施，确保在施工过程中，尽可能减少对环境的影响。这些措施得到了国际隧道协会(ITS)认可，该协会授予查克艾斯项目2011年度“环境倡议奖”。

获得认可的措施有：采用TBM法挖掘西普希引水隧洞；西普希取水口挡水建筑物采用橡胶坝，该坝尺寸小，且引水活动无风险；架设一条长22 km的66 kV输电线路作为施工电源，取代了柴油发电机供电方案。

2012年末，《联合国气候变化框架公约》批准了查克艾斯项目在《京都议定书》的清洁发展机制中注册。该项目历经2 a才获准注册，因为该机制要求其符合多条规定，如国际审计师要进行实地考察和审计，以验证减排量对项目可行性是至关重要的。该认证使太平洋水电公司可出售并交易查克艾斯项目的碳信用额。

3 秘鲁查格亚项目

3.1 项目简介

秘鲁的查格亚(Chaglla)水电站装机容量为456 MW，由奥迪布里切特(Odebrecht)基础设施公司负责建设，于2016年投运，为秘鲁的第三大水电项目。该项目位于秘鲁瓦努科(Huanuco)省查格亚地区的霍拉加(Huallaga)河上，由混凝土面板堆石坝、水库(位于坝上游，蓄水面积4.66 km2)、引水隧洞、发电设施(发电厂房、变电站、输电线)等组成。

混凝土面板堆石坝最大坝高202 m，坝顶长约273 m，坝顶海拔高程为1 202 m,坝顶宽度为11.2 m。引水隧洞长14.7 km，将坝上游的水流输送到主发电厂房中，主厂房共装有2台阿尔斯通发电机组，每台额定出力为225 MW。该项目还有1座小型发电厂房，安装有1台6 MW的发电机组。变电所设置在主厂房上方，海拔900～925 m。电厂发出的电将通过一条长137 km的220 kV输电线在帕阿莎(Paragsha)变电站接入秘鲁国家电网。

3.2 环保评估及融资

莫特麦克唐纳(Mott MacDonald)公司受纽约梅隆银行(The Bank of New York Mellon)聘用，作为独立工程师来监督该电站的建设工作。合同范围包括为贷方在项目施工、运行和监测阶段提供支持。

查格亚水电项目是秘鲁第一个使用国际水电协会制定的《水电可持续性评估规范》的项目，评估结果于2015年末发布。根据该规范，该项目得分很高，在19个接受可持续性评估的单元中，有17个单元的得分在4分或以上，而5分(最高水平)代表最可行，3分则代表基本可行。

根据项目最终报告，该项目之所以评分高，是因为其选址合理、设计优秀且对社会和环境影响小。另外，在国际贷款方的监督下，该项目展示了各参建公司在可持续性开发上所做的巨大努力。

项目通过奥迪布里切特公司的股权投资以及向一些发展和商业银行贷款的方式进行融资。这些银行包括美洲开发银行(IDB)、巴西国家开发银行(BNDES)、秘鲁金融开发公司(COFIDE)等。

周 荣 译

(编辑： 陈紫薇)

2017-03-05

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