從趙輝闡述的內(nèi)容來看，隨著未來海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海發(fā)展的趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)深遠(yuǎn)海風(fēng)電尚面臨著施工技術(shù)與裝備雙方面的升級(jí)需求。
海上風(fēng)電技術(shù)發(fā)展背景
近年來，英國(guó)、丹麥、德國(guó)等海上風(fēng)電發(fā)展強(qiáng)國(guó)加快推進(jìn)以深遠(yuǎn)海區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn)的大型海上風(fēng)電基地化建設(shè)，規(guī)?；⒓s化、向深水遠(yuǎn)岸布局開發(fā)已成為海上風(fēng)電重要發(fā)展趨勢(shì)。
國(guó)內(nèi)也在鼓勵(lì)建設(shè)海上風(fēng)電基地，建設(shè)山東半島、長(zhǎng)三角、閩南、粵東和北部灣等海上風(fēng)電基地，優(yōu)化調(diào)整近岸風(fēng)電場(chǎng)布局，鼓勵(lì)發(fā)展深遠(yuǎn)海風(fēng)電項(xiàng)目，推進(jìn)海上風(fēng)電向深水遠(yuǎn)岸區(qū)域布局。
2022年起，在平價(jià)上網(wǎng)大背景下，8-12MW機(jī)型快速取代了之前5-7兆瓦機(jī)型。國(guó)內(nèi)外主流整機(jī)廠商均推出10兆瓦及以上大型機(jī)組，風(fēng)電機(jī)組大型化成為資源競(jìng)配最有力的優(yōu)勢(shì);同時(shí)，海上風(fēng)電支撐結(jié)構(gòu)如單樁基礎(chǔ)、樁式導(dǎo)管架基礎(chǔ)、吸力筒式導(dǎo)管架基礎(chǔ)、升壓站/換流站組塊的重量及尺寸也呈現(xiàn)大型化趨勢(shì)。
各個(gè)關(guān)鍵部件大型化和深遠(yuǎn)海建設(shè)對(duì)施工能力提出了更大的挑戰(zhàn)，涉及到人員管理、船機(jī)選用、方案優(yōu)化、供貨及時(shí)性、安全保障等各個(gè)方面。
華電重工施工技術(shù)及裝備發(fā)展
當(dāng)前，國(guó)內(nèi)施工單位已經(jīng)形成了圍繞海上風(fēng)電全生命周期的施工能力。 關(guān)于風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工裝備，浮式起重船最大吊重達(dá)到12000噸，如振華30;最大吊高達(dá)到水面以上130米級(jí)別，如烏東德、三航5000(在建);船型由雙體船、普通駁船發(fā)展為半潛船舶。沖擊錘、抱樁架和定位架設(shè)計(jì)和建設(shè)技術(shù)也有了快速的發(fā)展，在研發(fā)的沖擊錘能量達(dá)到6600KJ，抱樁架包含水面懸挑式抱樁架和坐底式抱樁架，定位架包含輔助樁式定位架、吸力筒式定位架、水下定位架等。
近年來，華電重工也深化資源合作，創(chuàng)新海上風(fēng)電高端裝備應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了半潛式重吊平臺(tái)在國(guó)內(nèi)大直徑單樁基礎(chǔ)施工的首次應(yīng)用，并積極開發(fā)導(dǎo)管架施工工藝。
如“華電中集01”，該船具備高效的深水海域風(fēng)電基礎(chǔ)施工能力，船長(zhǎng)137.75m，船寬81m，型深39m;航行吃水11.28m，最大吃水26.4m;主吊能力2×1800t@27m。目前已經(jīng)完成了揭陽(yáng)神泉一項(xiàng)目、山東半島南3&4號(hào)，以及蒼南4號(hào)和甲子二項(xiàng)目，正在進(jìn)行惠州港口二項(xiàng)目導(dǎo)管架基礎(chǔ)的施工。
同時(shí)，在充分利用“華電中集01”半潛式船型穩(wěn)性及雙主吊的優(yōu)勢(shì)下，華電重工也不斷優(yōu)化施工工藝，從各方面優(yōu)化施工裝備、提升船舶能力、提高施工效率。如研究樁-土及防沉板相互作用，減小深水坐底定位平臺(tái)結(jié)構(gòu)重量;研究吸力筒定位架技術(shù)，提高定位架安裝效率;研發(fā)翻樁器、法蘭吊具、下沉式吊具等多種吊索具提升吊裝效率;研究深水坐底穩(wěn)樁平臺(tái)調(diào)平和輔助樁懸掛固定，增加水深范圍及施工效率等。單樁基礎(chǔ)和導(dǎo)管架基礎(chǔ)的施工技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，單樁基礎(chǔ)的應(yīng)用水深拓展至40米級(jí)海域，導(dǎo)管架基礎(chǔ)的應(yīng)用水深也逐漸增加。
關(guān)于風(fēng)機(jī)安裝施工裝備，在建及已完成的第四代風(fēng)機(jī)安裝船設(shè)備已經(jīng)超過30艘。以華電重工參與功能性研發(fā)的“3060安裝平臺(tái)”為例，該平臺(tái)樁腿長(zhǎng)度120米，適用于國(guó)內(nèi)大部分固定式海上風(fēng)電建設(shè);主吊機(jī)吊高可滿足18MW級(jí)別風(fēng)電機(jī)組的安裝;平臺(tái)甲板8000噸的可變荷載滿足集運(yùn)、儲(chǔ)、吊一體的風(fēng)機(jī)安裝模式;6級(jí)海況的動(dòng)力定位能力，可有效增加船舶可作業(yè)窗口期。
此平臺(tái)交付后將推進(jìn)海上風(fēng)電規(guī)?；s化開發(fā)。
深遠(yuǎn)海風(fēng)電技術(shù)探索與延伸
隨著海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海發(fā)展，風(fēng)電基礎(chǔ)施工裝備、風(fēng)電安裝技術(shù)，以及施工數(shù)字化都需要有相應(yīng)的創(chuàng)新和提升。
在基礎(chǔ)施工方面，除了大型船，施工裝備的智能化和機(jī)械化發(fā)展也是重點(diǎn)關(guān)注的方向。尤其是深水區(qū)樁基礎(chǔ)和漂浮式錨樁，需配套研發(fā)可靠的水下定位系統(tǒng)，以適應(yīng)不同的海洋環(huán)境;
在風(fēng)機(jī)安裝方面，隨著水深的進(jìn)一步增加，自升式平臺(tái)將很難滿足水深要求，大型的浮式或者半潛式海上作業(yè)平臺(tái)或?qū)⑻峁└鼮榉€(wěn)定的作業(yè)條件。
在換流站組塊安裝方面，單船浮托、雙船浮托方式將成為主流的安裝方式。目前國(guó)內(nèi)采用單船浮托安裝法的只有三峽如東海上換流站;雙船浮托安裝法具有導(dǎo)管架安裝難度小、換流站整體的結(jié)構(gòu)重量小等特點(diǎn)。
施工數(shù)字化管理是未來海上風(fēng)電精細(xì)化施工的重要支撐，也是華電重工當(dāng)前正在加大研發(fā)投入的領(lǐng)域。當(dāng)前，華電重工依托海上風(fēng)電施工一體化仿真軟件打通生產(chǎn)、運(yùn)輸、海上施工全要素。即基于模塊化概念，對(duì)制作廠、堆場(chǎng)、出運(yùn)碼頭、運(yùn)輸船、海上作業(yè)面等實(shí)體單元分別進(jìn)行建模，整合交互關(guān)系和施工資源，由點(diǎn)到面實(shí)現(xiàn)一體化模擬，來達(dá)到數(shù)量和窗口期的匹配，以更好地推動(dòng)成本和工期的協(xié)調(diào)一致。
