人工智能与工业扩张带来的用电需求激增,正迫使美国各地电力公司和合作社加快新增发电容量。北达科他州一家会员制电力合作社与一家大型基础设施工程建设集团携手合作,在极为紧迫的时间节点内建成了一座新型天然气发电站。
Basin Electric Power Cooperative是一家非营利性发电与输电合作社,旗下覆盖九个州共139个成员系统。2022年初,该合作社面临严峻挑战:北达科他州西北部巴肯地区的近期负荷增长预测较此前上调超过300兆瓦,这意味着必须在2025年夏季之前新增发电能力,才能保障成员获得安全可靠的电力供应,同时避免无法履行对西南电力池区域输电组织的发电承诺。
Basin Electric与合作伙伴Burns & McDonnell共同制定了一套项目开发与执行方案,目标是在加速时间表内完成新天然气电站的建设。传统的多年期电厂开发流程已无法满足需求,双方采用了一种以信任、速度和协作为核心的全新模式。
最终建成的是先锋发电站四期工程(PGS IV)——一座580兆瓦简单循环燃气轮机与往复式发动机组合的发电设施,是位于北达科他州威利斯顿西北方向、现有803兆瓦天然气发电站的扩建项目。该项目按时完工,并实现了低于预算的目标,有效填补了该地区的电力缺口。Basin Electric与Burns & McDonnell采用了快速推进的开发计划,以及一种从开放报价到固定总价逐步演进的工程、采购与建设(EPC)模式。
双方表示,新增发电能力在应对巴肯地区近期负荷增长和长期电网稳定性的同时,还提供了灵活的电力调度能力。
战略决策是项目成功的关键
这一战略决策是项目成功的核心所在。它使得工程设计、主要设备采购和施工规划得以在项目批准后立即启动,从而将工期压缩了数月。该模式兼顾了市场波动中的灵活性与Basin Electric领导层所要求的成本确定性,充分证明了速度与财务稳健可以并行不悖。
"Basin Electric与Burns & McDonnell的合作已逾50年,与其建设子公司AZCO的合作也超过25年,"Basin Electric高级机械工程师吉姆·伦德表示,"这种长期合作关系使Burns & McDonnell能够制定出与Basin进度和财务目标高度契合的EPC项目计划。"AZCO表示,其在该项目中的建设范围包括六台18兆瓦瓦锡兰W18V50SG往复式发动机的机械安装,以及两台240兆瓦西门子能源STG6-PAC-5000F燃气轮机的安装。
正是这套实现快速部署急需电力的开发计划与EPC模式,使先锋项目入围了POWER年度最佳天然气发电站奖的候选名单。
紧密协作推动项目快速落地
Basin Electric与Burns & McDonnell的相关负责人表示,双方团队密切配合,共同完成设计、采购和许可审批工作,以确保施工和设备交付的关键节点按时完成。Basin Electric董事会甚至在项目总成本尚未最终确定之前,就批准了燃气轮机、往复式发动机及升压变压器的采购,这一果断举措确保了设备在生产线上的排期,避免了可能出现的漫长延误。与此同时,Basin Electric还自行承建了一条17英里长的345千伏输电线路,与发电项目并行推进,将新发电设施接入电网。
"Basin Electric与我们团队之间的协作与透明度,使整个流程顺畅无阻,在项目规划和设计阶段初期就化解了诸多问题,有力支撑了项目的快速动员,"Burns & McDonnell电力业务副总裁特拉维斯·富奇表示,"通过提前购地以及并行推进预建设和许可审批工作,现场准备工作也得以加速完成。"
2023年3月破土动工后,项目团队始终保持着"不间断"的推进节奏。仅五个月后,第一批钢结构便已吊装就位。这一速度的实现,得益于在场外预制了3158段管道和100吨结构钢,并使用专用设备破开冻土施工。协作式EPC框架有效降低了供应链中断和设备延误的影响——通过重新排列任务顺序,团队消化了各类延误,最终在2025年8月如期完工。
Basin Electric高级副总裁兼首席运营官加文·麦克科勒姆表示,PGS IV项目的成功完工——按时、低于预算、安全记录出色——正是团队每次都全力追求的目标。"他们出色地应对了每一项挑战,最终成果完全符合我们为农村地区提供能源的使命,"他说。
Burns & McDonnell天然气与重工业集团总监、PGS IV项目EPC经理萨姆·约德表示:"从规划到执行,项目团队始终致力于攻克复杂难题,安全、按计划、在预算内交付了卓越成果。"
技术融合与"一体化团队"理念
该项目需要将两种不同的发电技术无缝整合,这对统一控制系统和现有电力基础设施提出了相当高的要求。在现有电站附近选址建设,实际上相当于在一块已开发用地上相隔一英里建造两座全新的发电设施,带来了巨大的后勤和工程挑战。
双方表示,项目成功的基础在于"一体化团队"理念——Basin Electric、Burns & McDonnell、西门子能源和瓦锡兰所有参与方均以项目目标为先,而非各自的公司利益。这种纪律严明、以伙伴关系为驱动的做法,最终使设施扩建项目节省了1000万美元的预算。双方认为,PGS IV充分证明了渐进式EPC模式即便在最苛刻的条件下,依然能够实现复杂项目的按期、低于预算交付。
PGS IV的完工不仅是一项运营成就,更体现了Basin Electric对成员和所服务社区的深厚承诺。"我为团队感到无比自豪,他们成功地同时推进了两个实质上相互独立的项目,并将多种技术融合进现有设施,"负责工程与建设的副总裁马特·埃尔曼表示,"这座设施已做好准备,将在未来多年为我们的成员提供可靠电力。"
"我们很荣幸能够支持Basin Electric履行其为农村地区成员提供可靠能源的使命,"Burns & McDonnell Basin Electric客户经理乔治·兰森表示,"按时且低于预算完成PGS IV扩建,让我们得以为每天依赖这份电力的社区的长远发展作出贡献。"
安全文化树立行业新标杆
PGS IV是北达科他州40年来最大的单点发电建设项目,其影响早已超越厂区围墙。项目团队为埃克特青少年之家筹集了逾5万美元,为威利斯顿社区的高风险青少年提供了重要资源。相关负责人表示,这个项目本身就是一个生动的案例——当伙伴关系被置于流程之上,一切皆有可能。
项目最深远的成功,在于其对安全文化的深刻变革。领导层决定全面践行一种全新的安全理念,这不是自上而下的强制指令,而是贯穿整个工地的文化转变。"更安全地生活"(Live Safer)的理念被每一位工人所认同,从管理层到一线技术工人,无一例外。这种以人为本的做法营造出一个让每位员工都感到被赋权、并真正关心同事安全的工作环境。
成果令人瞩目:团队实现了连续超过100万工时零可记录事故的记录,项目最终总可记录事故率(TRIR)仅为0.54。双方表示,PGS IV团队"不只是建造了一座电厂,更为更安全、更具凝聚力的劳动力队伍树立了蓝图,最终为Burns & McDonnell的Live Safer计划奠定了基础"。
整个项目依托来自全美各地的分包商和技术工人,施工高峰期用工人数接近500人,累计工时超过160万小时。
"在我们见过的最为紧张的劳动力市场之一中推进这个项目,迫使我们重新审视关于人员配置、任务排序和安全保障的每一个假设,"Burns & McDonnell电力业务高级副总裁兼总经理斯科特·斯特劳恩表示,"最终交付的是一座世界级设施,同时也为工地安全和项目执行树立了新的标杆。"
Q&A
Q1:PGS IV项目是如何在如此短的时间内完成建设的?
A:PGS IV采用了快速推进的开发计划和渐进式EPC(工程、采购与建设)模式,工程设计、设备采购和施工规划在项目批准后立即启动。Basin Electric董事会甚至在总成本确定前就批准了主要设备采购,抢占了生产线排期。此外,大量管道和钢结构采用场外预制,并行推进多项工作,最终将工期大幅压缩,于2025年8月如期完工。
Q2:PGS IV项目采用了哪些发电技术?
A:PGS IV是一座580兆瓦简单循环发电设施,融合了两种发电技术:六台18兆瓦瓦锡兰W18V50SG往复式发动机,以及两台240兆瓦西门子能源STG6-PAC-5000F燃气轮机。这两种技术的整合对控制系统统一和现有基础设施改造提出了较高要求,是项目的重要技术挑战之一。
Q3:PGS IV项目的安全记录如何?
A:PGS IV项目创造了连续超过100万工时零可记录事故的记录,最终总可记录事故率(TRIR)仅为0.54,远低于行业平均水平。项目推行了"Live Safer"安全文化理念,覆盖从管理层到一线工人的全体人员,这一安全理念后来成为Burns & McDonnell公司Live Safer计划的基础。
