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“港航平5”施工平臺(tái)：帶風(fēng)電機(jī)組走向深遠(yuǎn)海

來(lái)源：科技日?qǐng)?bào) 時(shí)間：2024-09-11 18:14

　　6兆瓦、18兆瓦、26兆瓦……這組數(shù)字記錄了我國(guó)海上風(fēng)電單機(jī)裝機(jī)容量在3年中的跳躍式發(fā)展。隨著我國(guó)海上風(fēng)電向深水遠(yuǎn)岸發(fā)展戰(zhàn)略推進(jìn)，2022年以后，我國(guó)正式從“近海小風(fēng)機(jī)”時(shí)代跨入“深遠(yuǎn)海大風(fēng)機(jī)”時(shí)代。在這一背景下，海上施工難度提高，高效、多功能的風(fēng)電安裝船應(yīng)運(yùn)而生。

　　近日，我國(guó)新一代海工裝備“重器”——“第四代+”海上風(fēng)電施工平臺(tái)“港航平5”，在青島海西重機(jī)碼頭交付。該平臺(tái)由天津港集團(tuán)下屬天津港航工程有限公司（以下簡(jiǎn)稱“天津港航”）投建，是目前國(guó)內(nèi)起升高度最高、綜合起重能力最強(qiáng)、升降樁腿最長(zhǎng)的自航自升式海上風(fēng)電安裝平臺(tái)。它的建成為我國(guó)海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海進(jìn)軍提供了可借鑒的解決方案。

　　機(jī)組大型化步伐加快

　　海上風(fēng)電作為一種清潔可再生能源，其發(fā)展有助于減少對(duì)化石燃料的依賴，促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)向更加清潔、低碳的方向轉(zhuǎn)變。在國(guó)家“雙碳”目標(biāo)和海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略指引下，大力發(fā)展海上風(fēng)電意義重大。

　　截至2024年3月底，我國(guó)海上風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)容量約38吉瓦（GW），但按照“十四五”最新規(guī)劃，目前還有280GW待開(kāi)發(fā)。

　　“因環(huán)境、安全等因素，我國(guó)主流的風(fēng)電機(jī)組集中安裝在水深50米的近海海域。經(jīng)過(guò)10多年發(fā)展，這一區(qū)域空間接近飽和。”天津港航科信部副經(jīng)理陳志堅(jiān)介紹，從世界海上風(fēng)電建設(shè)與規(guī)劃來(lái)看，離岸距離大于100千米、水深超過(guò)50米的深遠(yuǎn)海域可開(kāi)發(fā)范圍更廣，風(fēng)能資源更加豐富。海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)逐漸向深遠(yuǎn)海挺進(jìn)。

　　為了降本增效，實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)，風(fēng)機(jī)廠家也加快了機(jī)組大型化步伐。

　　“幾乎每隔兩個(gè)月就會(huì)出現(xiàn)裝機(jī)容量更大的風(fēng)機(jī)?！标愔緢?jiān)說(shuō)，同樣安裝一組風(fēng)機(jī)，如果裝機(jī)容量是4兆瓦，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)一圈，只能發(fā)電不到4度。而目前已公開(kāi)的世界上最大26兆瓦海上風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)一圈能發(fā)電50度左右。

　　追求大裝機(jī)容量，必然導(dǎo)致風(fēng)機(jī)尺寸不斷增加。以前海上風(fēng)機(jī)高度一般不會(huì)超過(guò)150米，但像26兆瓦海上風(fēng)機(jī)，葉片長(zhǎng)度就已達(dá)到151米，輪轂中心高度更是超過(guò)185米。

　　“未來(lái)高度超過(guò)180米的超大裝機(jī)容量的海上風(fēng)機(jī)將成為行業(yè)主流?！碧旖蚋酆近h委副書(shū)記、總經(jīng)理丁文智認(rèn)為。

　　除了風(fēng)機(jī)大型化帶來(lái)的運(yùn)輸、安裝方面的難題外，深遠(yuǎn)海施工也面臨諸多挑戰(zhàn)。

　　“離岸距離遠(yuǎn)，作業(yè)窗口期短，施工效率低，安全風(fēng)險(xiǎn)高。”陳志堅(jiān)說(shuō)，新一批已規(guī)劃風(fēng)電場(chǎng)平均離岸距離達(dá)到50公里，最遠(yuǎn)達(dá)到了150公里。這里風(fēng)浪條件更加惡劣，且離岸距離遠(yuǎn)，交通不便，人員和設(shè)備可達(dá)性差。

　　自航自升式風(fēng)電安裝船，具有船機(jī)投入數(shù)量少，安全、高效的優(yōu)點(diǎn)，特別適合深遠(yuǎn)海風(fēng)電施工。目前，歐洲海上風(fēng)電項(xiàng)目普遍采用這種安裝船完成風(fēng)機(jī)運(yùn)輸和安裝。設(shè)計(jì)制造出我國(guó)新一代自航自升式風(fēng)電安裝船勢(shì)在必行。

　　量身打造施工平臺(tái)

　　與普通輪船相比，“港航平5”擁有更為寬闊的甲板，船身兩側(cè)設(shè)置了一高一矮兩臺(tái)吊機(jī)。4根約40層樓高的鐵架子高高聳立在平臺(tái)的四角。

　　“‘港航平5’的每一個(gè)設(shè)計(jì)，幾乎都是為深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電機(jī)組運(yùn)輸、安裝施工量身定制的?！碧旖蚋酆酱胺止局魅喂こ處熇顚W(xué)功說(shuō)。

　　近年來(lái)，天津港航承建了國(guó)內(nèi)近三分之一的海上風(fēng)電項(xiàng)目，足跡遍布津冀魯浙閩粵等我國(guó)沿海地區(qū)，積累了大量且豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。

　　為了適應(yīng)深水區(qū)域海底復(fù)雜的地質(zhì)條件，與以往圓柱形樁腿不同，“港航平5”的樁腿被設(shè)計(jì)成桁架式結(jié)構(gòu)，并且采用特種鋼板，增加樁腿的強(qiáng)度。此外，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還提升了樁腿的長(zhǎng)度，增加了樁靴的面積。這些設(shè)計(jì)保證了平臺(tái)作業(yè)時(shí)，樁腿可以穩(wěn)穩(wěn)地站在海床上。

　　“‘港航平5’的樁腿設(shè)計(jì)，可滿足水深70米以上深海作業(yè)，而且甲板以上起升高度可達(dá)到168米?！崩顚W(xué)功介紹，在深遠(yuǎn)海施工，分秒必爭(zhēng)。為了提升甲板升起的效率，建設(shè)者為樁腿安裝了齒輪齒條式升降系統(tǒng)。這種設(shè)計(jì)較傳統(tǒng)的液壓插拔銷(xiāo)形式升降系統(tǒng)，效率提升4倍以上。

　　“為了能吊起風(fēng)機(jī)這個(gè)龐然大物，‘港航平5’長(zhǎng)135米、寬50米，最大起重能力1800噸。”天津港航監(jiān)造項(xiàng)目組副主任工程師芮志國(guó)介紹，“港航平5”設(shè)置了主副兩臺(tái)吊機(jī)，主鉤能吊重1800噸，主吊機(jī)甲板以上起升高度168米，在副吊機(jī)的配合下，主吊機(jī)距離海面最大吊高距離將超過(guò)200米，可以滿足未來(lái)更大風(fēng)車(chē)的安裝需要。

　　為了提高施工效率和增強(qiáng)安全性，“港航平5”搭載了智能船舶系統(tǒng)。船舶配置的DP2動(dòng)力定位系統(tǒng)，可克服風(fēng)浪流等復(fù)雜海況影響，大幅縮短船舶在風(fēng)場(chǎng)之間移動(dòng)駐位的時(shí)間。同時(shí)，憑借先進(jìn)的智慧船舶系統(tǒng)，“港航平5”具備航路與航速設(shè)計(jì)和優(yōu)化功能、智能能效管理功能及智能集成平臺(tái)功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶的全面監(jiān)控與智能化管理，搭載的風(fēng)光互補(bǔ)綠能系統(tǒng)可為平臺(tái)提供充足的生活用電。

　　“‘港航平5’投入使用之后，將使風(fēng)機(jī)安裝效率較上一代平臺(tái)提升約20%。”天津港航船舶分公司常務(wù)副經(jīng)理劉家軍說(shuō)。

　　目前，“港航平5”已經(jīng)奔赴我國(guó)南海深遠(yuǎn)海水域的風(fēng)電機(jī)組安裝項(xiàng)目。天津港航也將繼續(xù)積極探索海上風(fēng)電領(lǐng)域新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)、新裝備研發(fā)，為推動(dòng)我國(guó)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展貢獻(xiàn)智慧和力量。

責(zé)任編輯：江蓬新