岸电入海:从不可能到可能
2021-11-05
文/本刊记者 于 洋
连通陆地与海洋,580多公里的高压海缆写满了海油人入海辟路的传奇故事。
秦皇岛32-6油田,并不是岸电的唯一受益者。随着秦皇岛曹妃甸岸电项目的成功替代,渤中—垦利油田群和绥中—锦州油田群两大区块的岸电替换工作也在稳步进行。届时,中国海油渤海80%的油田将通上岸电!
谈起岸电项目,渤海油田岸电项目组(一期)(以下简称岸电项目组)总经理刘巍难掩心中的自豪:“在过去,这个项目是不可能完成的。”作为我国也是世界上交流输电电压最高、规模最大的岸电项目,技术难度大、界面协调工作复杂、工期紧张,在业内看来是难以完成的任务。
正如全球能源互联网研究院院长汤广福院士在了解到中海油岸电项目后感叹:“中国海油作为一个传统石油公司,能够提前进行海上油田现有供电模式的变革布局,并以如此之魄力付诸实际行动,是我没有想到的!”
是的,油田群岸电替换之路没有人走过。但就像海上的惊涛骇浪没有击退海油人一样,寻找岸电入海之路,海油人没有退却。世上本没有路,那我们就去开路。岸电亦是如此。
“跑盯追”出岸电速度
岸电作为渤海上的大项目,是我国首次进行的大规模海上油田电能替代项目。秦皇岛32-6、曹妃甸11-1油田群岸电示范项目输送容量200兆瓦,电压220千伏,是世界海上油田交流输电电压最高、规模最大的岸电项目。
整个项目分三期进行。秦皇岛32-6、曹妃甸11-1油田群为一期工程,于今年9月全部完工,二期三期工程项目也在积极推进。作为中国海油首个“登陆”的项目,秦皇岛曹妃甸岸电项目组机构批复前虽然只有28个人,但初战就“一鸣惊人”:中国海油史上批复最快环境评价;不到3个月时间办结证照手续66份的审批“奇迹”,办理周期平均压缩1/2。
这并不是一件易事。岸电项目对于没有陆地开关站建设经验的中国海油来说,一切是从零开始,如何快速介入陌生领域,是一个不小的挑战。
如何应对?岸电项目组只有争分夺秒,“跑盯追”各个节点。“岸电项目说是我们跑盯追出来的,一点儿也不为过。”负责前期协调的岸电项目副总经理王韶东说,“项目前期最困难的就是手续批复。”
整个秦皇岛曹妃甸岸电示范项目,需要办理手续以及证照100余项。项目证照手续较为复杂,既有用海又涉及用地和送电。
在2020年跑审批的关键一年,尽管遭遇全国新冠肺炎疫情,项目组仍出入政府部门150次左右,行程35000公里。整个项目成立以来至今,出差人次达700多次,奔赴16省市,行程8万余公里……
岸电性质不好确定,王韶东就带领项目组王永杰、王聪等挨个相关部门咨询,捋清岸电的性质、需要与哪些部门沟通交涉;乐亭县12亩地需要现场签约用印,中国海油集团公司二话没说,把至少有七八年未出过总部大楼的法人章请到乐亭现场……
在“海陆电三路并进”“专人专项推进”“陆地办证四步法”等策略下,奇迹一个一个地发生。岸电项目组用5天时间,就拿到了路条;有人一年都拿不下来的地方纳规,岸电项目组一个礼拜就拿下来了……顺利办理了超过常规海上工程3倍数量的证照手续办理,为项目建设抢出了先机。
多举措抢赶出的岸电速度的背后,是项目团队推崇的“让计划走在项目前头,让计划贯穿项目始终”的理念。“我们把准备工作都做在前面,把各项准备工作压缩到极致。”项目组协调主管王永杰说。在等待政府审批期间,项目组把所有设备、服务采办提前启动。这样的好处就是只要政府部门一批复项目组可以直接签合同流程。
但这也对项目工作计划的制定提出了高要求。“我们尽可能做好工程预案,梳理关系逻辑表,不断完善工作计划,将管理纵深拓展至三级、四级计划。在工程项目中,这是不多见的。” 岸电项目组综合管理部经理王理荣这样介绍岸电的计划管理策略。
“跑盯追”出了岸电加速度,更“跑盯追”出了岸电项目的天时地利人和。秦皇岛32-6、曹妃甸11-1油田群岸电项目的建设周期,在项目组工作人员手里经过不断优化,由最早制定的37个月最后压缩到25个月。
高质量管理树岸电标杆
“当我们把计划压缩到2021年底具备送电条件时,基本上已经把计划中的空间压榨干净了。”项目组副总经理李毅说,“只有背水一战,通过高质量管理实现高质量建设的目标。”
将陆地电网的电力通过220千伏高压海底电缆向海上油气田供电,并没有有效参考的经验。世界上也仅有挪威北海几个油田做过单个油田的岸电项目,对油田群进行岸电供应并没有先例。
拿到这样的项目怎么做?“除了把项目管理做细做实做严,我还真想不出有什么捷径。”刘巍谈到项目管理,有一肚子的话要说。他说,在计划压缩完之后,现场的跟踪管理必须到位。岸电项目组每天都要对计划跟踪到位。如果有偏差,就会立即拿出措施,不断地滚动,不断地调整,保证项目能够往前推进。
正是这样,岸电团队扎实管理,稳步有序推进各项工作,以“全覆盖、零容忍、严监督、重实效”为原则,总经理、副总经理带队多次进行专项检查,做到现场不留死角,问题隐患全部排除,保证了项目的安全可控在控。
功夫不负有心人。乐亭220kV海调开关站、秦皇岛32-6EPP、曹妃甸11-1EPP,分别于6月、9月顺利通过了电力工程质量监督和机械完工检查,工程质量获得了专家的一致认可。秦皇岛32-6EPP,更是一举打造了零尾项工程。
这些成绩的取得并不容易。
在整个岸电项目建设期间,伴随着新冠肺炎疫情的反复,施工团队遇到了春节、冬季施工和河北省环境综合治理,仅2021年1-3月间项目组就遇到10次停工令,停工时间46天,给建设推进带来了非常大的挑战。
不仅如此,“岸电项目的建设基本上是‘靠天吃饭’。”岸电项目组质量高级主管刘帅说。今年的海况,较常年而言非常恶劣。一般渤海地区从6月到9月底,是非常好的海上施工季节,但今年海上风浪基本没间断过,提供给岸电项目组作业窗的时间是非常有限的。
如何在有限的时间内高效完成任务呢?岸电项目组把“全员全过程高质量管理理念”,贯彻到工程建设的始终。
一方面以培训、二级管理等措施,加大对承包商、厂家及作业人员的人力管理力度。“培训的内容非常广泛,包括高空作业、开关站施工场地注意事项、出海安全管控等。”岸电项目组建造部经理王彬说,“对重点问题,则要反复强调。”
任何蛛丝马迹的风险放到海上都有可能被放大。而岸电项目涉及众多单位联合作业,如何才能保证这些合作企业员工的合规操作呢?以即将出海进行电气设备调试的OFE厂家员工为例。出海前,员工会在陆地先接受出海安全告知培训。这是一堂科普课。到海上平台后,又会对具体工作界限及注意要点接着进行二次培训。通过双重考验,合格后才能在平台上开始作业。
另一方面,落实制度管控,发挥质量监督及质量巡检验收力量,组织专项检查,对关键步骤树立样板示范工程。
项目组创新安全管理模式,打出了“承包商安全生产约谈制”和“立行立改整改办公会”两套组合拳,从制度上强化对承包商的管理,明确提出整改要求及限期整改到位的时间。截止到投产,岸电示范项目共开展了43次各项安全检查,发现1073个隐患数量,并全部整改完成。
2020年至今,项目组共制定和完善了约150份管理制度。其中,安全管理类35份,生产运营类111份。这有效填补了现有管理制度无法满足岸电工程建设的需要,并通过第三方监督把制度落地落细。
协调沟通,“螺蛳壳里做道场”
细细翻阅这些为岸电“量身定做”的各项管理制度,字里行间渗透着超强的协调沟通能力。回想起和岸电项目组合作的日子,中海油研究总院清洁电力技术研究室主任邱银锋印象最深的就是选线方案的确定。“从哪里把电引到海上去,不是我们划出一条线路就可以的。”邱银锋说,“这需要多方利益的平衡,必要时候还要做出牺牲。”
要在“寸海寸金”的渤海地区选线,难上加难。保护区、养殖区、军事管辖区、航道航路、锚地、沙波沙脊、采砂坑……犹如一个个拦路虎,都在影响着岸电线路的选取。从哪里登陆?如何避让?怎样穿越?能否最大限度降低对海洋环境的影响?这是岸电工程必须面对和解决的问题。
岸电项目组一切让实际情况决定。于是,项目组组织研究总院设计项目组和勘察单位踏遍了渤海湾近千公里海岸线,与地方相关部门进行了无数次协调沟通,对沿岸潜在登陆点的地形地貌、海域开发利用现状、海洋功能区划符合性、相关利益者等进行了详细地研究分析。工程所处的养殖区就有16处,行政、企业港口、园区的实业公司等相关的企业有11家……王永杰说:“如何说服他们支持岸电项目,就要靠我们的沟通和协调。正是前期与政府合规、有效的沟通,让政府给我们出具了同意施工的函件,为我们后续开展工作奠定了基础。”
最终,曹妃甸东南防波堤、乐亭碧海浴场、二河口码头、绥中终端、东营港经济开发区防潮堤、胜利滩海油田等一个个登陆点,犹如取经之路的“灯塔”逐渐在海图上点亮了。
“灯塔”已经点亮,海底电缆能否从“灯塔”走捷径径直连接至海上电力动力平台呢?
没有捷径!渤海湾近岸养殖区和锚地星罗棋布,航道纵横。重重受限条件下,海底电缆只能见缝插针,蜿蜒曲折前行,宛如“螺蛳壳里做道场”。
道路艰难,利益方众多,如何沟通协调?岸电项目组明确,坚持将“集约用海、科学用海、生态用海”的原则摆在首位。
见微知著。为降低对海洋空间的分隔和占用,渤海岸电海底电缆“舍近求远”,尽量与已建海底管缆平行布置;为降低对京唐港25万吨航道通航的影响,河北区域岸电互联110kV海缆与其他项目输油管道共用10m管沟穿越航道;为降低对曹妃甸防波堤坝的破坏,采用水平定向钻方式“穿针引线”将海底电缆穿越防波堤;为降低对海洋环境的影响,以喷射式埋设犁边敷边埋,减少缆沟尺度和泥沙扩散量。
就曹妃甸220kV海缆登陆如何穿越防波堤这一个细节,岸电项目组和曹妃甸工业园区管委会沟通协调不下10次。王韶东带领他的部下,总是能用最合适的途径去解决。他说:“岸电是一个系统工作,做协调工作一定要讲究方式方法,切实为项目出现的问题通过有效的沟通、协调去解决。”
经过多方的共同努力,一条条海底电缆路由逐渐在海图上明晰,各区域施工方案不断落实,渤海岸电“走出了通天大道宽又阔”。
创新驱动,保岸电一方平安
提起创新过程,全程参与其中的李毅对如何保障海缆供电安全记忆犹新。“难的不是如何解决问题,更难的是怎么提前想到。”他说。
电,对于海上平台来说,是一切工作的动力源泉。没有电,一切海上工作无从谈起。中国海油的岸电设计是将陆地上的电通过海缆连接到海上平台之间已有的互联电网上。这就带来了一个问题:如果电缆被破坏,那么渤海上将近三分之一的油田将面临停产。该如何避免这种情况的发生呢?
“我们当时创新提出了互联供电的想法:从国家电网的两个不同变电站,通过高压电缆输送到海上。海上有两个及以上的变电站,变电站之间海上再互联起来,如果一条登陆海缆发生故障,另一条通过中间的互联海缆还能把整个海上的电供起来。”李毅说。以河北区域秦皇岛32-6-曹妃甸11-1油田群岸电工程为例,分别从国网稳庄变电站和弘毅变电站供电,两个油田间设置互联海底电缆,以避免单一电力通道失电造成油田群停产。
想法虽好,但实施起来非常不容易。
国家电网不允许给用户两路电源同时并联起来使用,只能说发生故障以后才能切换到另一路电源,把互联海缆的开关合上供电给另一路电源。但在这种情况下,有可能发生一条电路失电的情况。
海上油田1秒钟失电,可能会造成海上平台一口一口井重新启动,恢复的生产时间就比较长。岸电项目组在一筹莫展的时候,突然想起了燕山石化的设备上有一个稳控系统。只要检测故障,系统就能提前把开关合上,时间大概只有100多毫秒。“如果特别快,设备就感受不到失电了,设备能一直运行着。” 中海油研究总院新能源研究院工程总师魏澈说。于是,海油人又创新地把这项技术应用到岸电场合。
虽然有了双重电缆的防护,岸电通往海上的道路仍充满了威胁。乐亭登陆海缆紧邻京唐港6号港池规划航道、锚地;曹妃甸登陆海缆穿越天津港航道、曹妃甸3号港池航道,紧邻锚地;秦皇岛-曹妃甸互联海底电缆穿越天津港航道、京唐港规划25万吨航道,紧邻锚地;锦州登陆电缆穿越沙波并临近采砂活动密集区……船舶抛锚和采砂活动难以避免。作为海上油气田的主动脉,岸电登陆海底电缆一旦被船舶抛锚、采砂等第三方活动损伤,区域供电将受到严重影响甚至造成海上油田的停产。
创新离不开坚定踏实的探索。“海缆问题只有科学、到位的防护,才能避免。”岸电项目组技术部经理魏海春说。为此,岸电项目组对海上风电和国外海底电缆的安全防护原则进行了深入研究,借鉴参考其优秀防护方案,形成适用于渤海岸电工程的海底电缆安全防护指导做法。
不仅如此。岸电项目组自主研发海底电缆保护措施,在近岸段设置铸铁套管保护,在航道区域将海底电缆埋深至海床以下4m以抵御40万吨船舶抛锚风险,并在硬质海床区域和临近锚地区域采用碎石回填保护,为海底电缆披上了坚实铠甲、筑造了坚实堡垒。为了让铠甲更结实,项目组试用了几种不同材质,从透气性、坚固性、防腐蚀性等方面进行对比,最后确定采用树脂来做海缆的铠甲。
▲党旗烈烈,指引海油人勇往直前。
除了为海缆“私人定制”的铠甲外,岸电项目组创新采用了高压电缆设置温度、扰动和船舶监控管理三重监测系统,为海底电缆提供了安全预警;针对高压海底电缆对平行布置海底管道的交流电磁干扰,通过增加阳极、布置间隔物等方案缓解海底管道交流腐蚀和放电击穿风险等。
正是凭着这种创新精神,岸电示范项目才有了海风站、海调站两个陆地开关站和海风站、海雨站两个海上电力动力平台;有了“调风线”、“风雨线”和“顺雨线”站与站之间的连接线。“风调雨顺”的背后,是岸电项目组对岸电建设顺利,供电稳定,渤海永远风调雨顺的美好愿望。
市场化引领,造就岸电“中国心”
志之所趋,无远弗届。一条条海缆,铺就了蓝色国土建设“绿色油田”的恢弘画卷。更让岸电项目组骄傲的是,岸电项目在全部实现了国产化的同时,实现了成本大幅度降低!
2020—2021年是海上风电施工高峰年,主要电气厂家设备制造产能与施工资源趋于饱和,造成项目电气设备与服务采办成本远高于预期。为打赢极低油价挑战攻坚战,项目组坚决贯彻落实海油集团党组的决策部署,结合项目工作特点,从技术和采办两方面出发,研究降本增效的具体举措。
通过优化设计方案,岸电项目组将原方案中油田内10.5kV供电方案优化调整为35kV,海缆数量由14条减至10条,节约投资4950万元。到了基本设计期间,项目组发现平台间海缆、海管多处交叉,增加了后续施工的费用和周期。针对这种情况,项目组对路由进行统一规划,在最大限度规避路由交叉问题的同时,解决了原路由存在水深剧烈变化、深坑等不良地质条件问题,节省施工费用上千万元。
通过引入竞争及施工方案调整,将跨越段的海缆施工费用大幅降低。通过与京唐港管线改造项目的同沟施工计划,项目组避免了新增的大开挖费用。
项目组通过多措并举,充分利用外部市场资源,有效发挥内部的专业优势,基设阶段总体较估算有所结余,实现了从源头的降本。
党建联铸海陆同心圆
握指成拳,聚力攻坚。
谈起岸电项目组创造的一个个奇迹,岸电项目组党建高级主管李英认为,这离不开党建引领这个“红色引擎”的加油助力。那么多的工程节点,岸电项目如何弹出协奏曲?离不开联合党建这个总指挥;每一个关键时间节点,如何交出一份漂亮的成绩单,离不开党员先锋突击队的冲锋陷阵。
渤海油田岸电项目,是将陆地电网的电力通过110kV以上高压海底电缆输送到海上油气田供电。它最大的难点在于涵盖国网用电接入、土地出让、开关站建设、环评海域、平台建设安装和海缆海管铺设等多条路径。与传统的海上开发项目不同,单凭海油一己之力无法推动岸电项目的实施,需要联合多家央企联合管理。乐亭和曹妃甸两个陆上开关站的土建和电装电调,则分别由中海油和国网旗下冀北综合能源服务公司承接。这样的管理模式,属于中海油首次,既是创新也是挑战,对项目的管理提出了更高的要求。
项目一启动,岸电项目组就充分发挥基层党支部的战斗堡垒作用,激发鼓舞项目组成员克服工期短、人员少、任务重的难题。在乐亭开关站的建造过程中,党员重活、险活、难活,挺在前面,攻坚在先。为积极克服唐山重污染天气Ⅱ级应急响应带来的停工影响,党员们更是把一天当成两天干,早晚轮休,硬生生抢回了30天的工期,确保了施工进度。
岸电项目组党支部分别在青岛、塘沽、乐亭、曹妃甸四个现场,联合现场工作人员成立了“党员突击队”,把红旗树立在工地上,鼓舞带动现场员工冲锋在前。
党员在哪儿,突击队就在哪儿,党员的先锋作用就发挥到哪儿!党员突击队就像一面凸透镜,既能把党员的潜力放大,又能把大家的信念聚焦在一起。
在红色引擎的驱动下,岸电项目组成长为能打硬仗的绿色低碳发展生力军,在中国海油推动能源转型的进程上书写着红色篇章,为助力我国实现“碳达峰、碳中和”目标尽责奉献。