“港航平5”施工&&:帶風電機組走向深遠海-新華網
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2024 09/10 09:27:21
來源:科技日報

“港航平5”施工&&:帶風電機組走向深遠海

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“第四代+”海上風電施工&&“港航平5”。受訪單位供圖

6兆瓦、18兆瓦、26兆瓦……這組數字記錄了我國海上風電單機裝機容量在3年中的跳躍式發展。隨着我國海上風電向深水遠岸發展戰略推進,2022年以後,我國正式從“近海小風機”時代跨入“深遠海大風機”時代。在這一背景下,海上施工難度提高,高效、多功能的風電安裝船應運而生。

  近日,我國新一代海工裝備“重器”——“第四代+”海上風電施工&&“港航平5”,在青島海西重機碼頭交付。該&&由天津港集團下屬天津港航工程有限公司(以下簡稱“天津港航”)投建,是目前國內起升高度最高、綜合起重能力最強、升降樁腿最長的自航自升式海上風電安裝&&。它的建成為我國海上風電向深遠海進軍提供了可借鑒的解決方案。

  機組大型化步伐加快

  海上風電作為一種清潔可再生能源,其發展有助於減少對化石燃料的依賴,促進能源結構向更加清潔、低碳的方向轉變。在國家“雙碳”目標和海洋強國戰略指引下,大力發展海上風電意義重大。

  截至2024年3月底,我國海上風電累計並網容量約38吉瓦(GW),但按照“十四五”最新規劃,目前還有280GW待開發。

  “因環境、安全等因素,我國主流的風電機組集中安裝在水深50米的近海海域。經過10多年發展,這一區域空間接近飽和。”天津港航科信部副經理陳志堅介紹,從世界海上風電建設與規劃來看,離岸距離大於100千米、水深超過50米的深遠海域可開發範圍更廣,風能資源更加豐富。海上風電産業逐漸向深遠海挺進。

  為了降本增效,實現海上風電平價上網,風機廠家也加快了機組大型化步伐。

  “幾乎每隔兩個月就會出現裝機容量更大的風機。”陳志堅説,同樣安裝一組風機,如果裝機容量是4兆瓦,風機轉一圈,只能發電不到4度。而目前已公開的世界上最大26兆瓦海上風機,轉一圈能發電50度左右。

  追求大裝機容量,必然導致風機尺寸不斷增加。以前海上風機高度一般不會超過150米,但像26兆瓦海上風機,葉片長度就已達到151米,輪轂中心高度更是超過185米。

  “未來高度超過180米的超大裝機容量的海上風機將成為行業主流。”天津港航黨委副書記、總經理丁文智認為。

  除了風機大型化帶來的運輸、安裝方面的難題外,深遠海施工也面臨諸多挑戰。

  “離岸距離遠,作業窗口期短,施工效率低,安全風險高。”陳志堅説,新一批已規劃風電場平均離岸距離達到50公里,最遠達到了150公里。這裡風浪條件更加惡劣,且離岸距離遠,交通不便,人員和設備可達性差。

  自航自升式風電安裝船,具有船機投入數量少,安全、高效的優點,特別適合深遠海風電施工。目前,歐洲海上風電項目普遍採用這種安裝船完成風機運輸和安裝。設計製造出我國新一代自航自升式風電安裝船勢在必行。

  量身打造施工&&

  與普通輪船相比,“港航平5”擁有更為寬闊的甲板,船身兩側設置了一高一矮兩台吊機。4根約40層樓高的鐵架子高高聳立在&&的四角。

  “‘港航平5’的每一個設計,幾乎都是為深遠海海上風電機組運輸、安裝施工量身定制的。”天津港航船舶分公司主任工程師李學功説。

  近年來,天津港航承建了國內近三分之一的海上風電項目,足跡遍佈津冀魯浙閩粵等我國沿海地區,積累了大量且豐富的施工經驗。

  為了適應深水區域海底複雜的地質條件,與以往圓柱形樁腿不同,“港航平5”的樁腿被設計成桁架式結構,並且採用特種鋼板,增加樁腿的強度。此外,研發團隊還提升了樁腿的長度,增加了樁靴的面積。這些設計保證了&&作業時,樁腿可以穩穩地站在海床上。

  “‘港航平5’的樁腿設計,可滿足水深70米以上深海作業,而且甲板以上起升高度可達到168米。”李學功介紹,在深遠海施工,分秒必爭。為了提升甲板升起的效率,建設者為樁腿安裝了齒輪齒條式升降系統。這種設計較傳統的液壓插拔銷形式升降系統,效率提升4倍以上。

  “為了能吊起風機這個龐然大物,‘港航平5’長135米、寬50米,最大起重能力1800噸。”天津港航監造項目組副主任工程師芮志國介紹,“港航平5”設置了主副兩台吊機,主鉤能吊重1800噸,主吊機甲板以上起升高度168米,在副吊機的配合下,主吊機距離海面最大吊高距離將超過200米,可以滿足未來更大風車的安裝需要。

  為了提高施工效率和增強安全性,“港航平5”搭載了智能船舶系統。船舶配置的DP2動力定位系統,可克服風浪流等複雜海況影響,大幅縮短船舶在風場之間移動駐位的時間。同時,憑藉先進的智慧船舶系統,“港航平5”具備航路與航速設計和優化功能、智能能效管理功能及智能集成&&功能,可實現對船舶的全面監控與智能化管理,搭載的風光互補綠能系統可為&&提供充足的生活用電。

  “‘港航平5’投入使用之後,將使風機安裝效率較上一代&&提升約20%。”天津港航船舶分公司常務副經理劉家軍説。

  目前,“港航平5”已經奔赴我國南海深遠海水域的風電機組安裝項目。天津港航也將繼續積極探索海上風電領域新技術、新工藝、新結構、新裝備研發,為推動我國海上風電産業的蓬勃發展貢獻智慧和力量。

【糾錯】 【責任編輯:孫曉倩】