海上大风车上岗需要过几关

发布日期：2023-10-05277    已浏览 作者: 彩立方2平台

 

	  海上风起绿电来。近日，受今年第11号台风“海葵”的影响，三峡集团福建区域海上风电场的最大风速达23.56米/秒，安装在该风电场的全球首台16兆瓦超大容量海上风电机组实现24小时满功率运行，单日发电量达38.41万千瓦时，相当于近17万人一天的生活用电量，创全球风电单机单日发电量新纪录。


	  这是我国海上风电加快速度进行发展的一个缩影。你知道我国海上风电产业有多强吗？你知道将百米长的巨无霸叶片运到海上有多难吗？你知道为了让大风车“上岗”，港航企业、海事部门在幕后做了多少工作吗？近日，本报记者做了深入采访。


	


	  近年来，国家对绿色能源的需求慢慢的升高，海上风电作为一种新型的清洁能源方式，受到了广泛关注。


	  2022年全球海上风电新增装机8.8吉瓦（GW），累计装机量64.3GW。其中，中国新增海上风电并网5.1GW、累计28.6GW，保持全球最大海上风电市场的领先地位。


	  我国海上风电发展迅猛，其背后的艰难却少有人关注。据调查，发展海上风电至少要过机组设计、工程建设、运行维护几道关。


	  “由于身处海洋环境，海上风电机组设计首先要考虑长期高湿与盐雾腐蚀环境，光这一点，就比陆上风电难许多。更难的是，北方海域冬季会出现海冰，南方海域又长期受到台风威胁，这使得海上风机需要具备适应不一样极端环境的强大基因。”金风科技股份有限公司（简称“金风科技”）海上业务单元海上工程专业方向总工程师宁巧珍告诉记者。


	  除了设计关外，工程建设这一关也不容易过。陆上机组吊装建设主要涉及平整土地、道路建设、风机基本的建设与机组安装四大基本步骤，建设难度比较小。而海洋环境复杂多变，工程建设步骤繁琐，如前期水深与地质勘测、机组沉桩、海底电缆与输电电路铺设等都是海上风电项目建设的特殊步骤。由于海上大风、涌浪等特殊挑战的存在，海上项目施工建设还受到窗口期的严格限制。


	  最后一关是后期的运行维护关。陆上风机建设难度比较小，经营成本也相比来说较低。而对于海上风电来说，大风、涌浪不仅增加了机组故障的几率，也增加了运行维护的难度，对于机组可靠性的要求也更高。


	  上述“三关”并不是一般企业所能跨越的，中国风电企业经过多年摸爬滚打逐步领先全球，目前全球十大风电整机制造商中有超过半数的企业来自我国。


	  上市公司上海电气集团股份有限公司（简称“上海电气”）是我国海上风电整机企业龙头，该公司区域经理林延和记者说，目前该公司的海上风电项目遍布山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、海南。截至2022年12月末，上海电气海上风电累计装机容量占中国海上风电累计装机容量的32.6%，2022年新增装机容量占全部总量的28%，均位居中国风电整机企业榜首。至今年5月，上海电气海上风电累计并网容量突破1000万千瓦。


	  全球海上绿电风起云涌，我国风电企业正以强大的交付履约实力支撑风电行业破浪前行。


	


	  海上风电，顾名思义，就是在海上安装的风电。那几十上百米长的风电叶片又是怎么运到海上的？


	  以全球首台16兆瓦超大容量海上风电机组为例，该机组风电叶片长达123米，单只叶片可同时容纳300个成年人并排站立，机组叶轮直径达到252米，相当于6架C919客机首尾相连，在尺度和重量方面都远超以往任何叶片。


	  运输这种超长的叶片，最难的是陆运。对于运输企业来说，运输路线规划踏勘是最重要的准备工作之一。其中，设备高度与叶片支点长度是重点考量数据，要先判断叶片运输所需的路段限高范围与叶片运输车在路口所需的转弯半径长度，从而制定更为合理、高效的运输路线规划。


	  当路线踏勘结束后，要对路线沿途障碍物进行针对性改造，如升高架空电线的高度、移除转弯路口障碍物等。在确保路线改造完成后，根据现场需求和风电设备生产进度，制定恰当的运输计划，匹配运输车辆和船舶，预约适装船舶和港口泊位。


	  叶片运抵码头后，就到了转运装船环节。由于叶片重量和尺度较大，在运输船甲板上平铺三支叶片对码头吊机的吊重和跨距都提出了较高的要求。“以123米超长叶片为例，我们应该在特定的泊位采用2台50吨吊力的门座式起重机联合起吊才可以做到单支叶片的转运要求。”宁巧珍说，在转运过程中，吊机指挥需要精确观测叶片的水平度与两个吊机的同步性，在指挥和吊车司机的精准配合下，才能实现叶片的安全转运。


	  当叶片陆运至港口完成装船后，还有最后一步——绑扎。由于叶片及支架的整体重量和重心升高，导致叶片在海运过程中倾覆力矩增加，有必要进行针对性的绑扎计算，增加焊接及绑扎数量，确保运输安全。


	  由于运送过程中涉及主机商、零部件供应商、物流运输商等多方人员，作业步骤繁琐，如港口吊装机械设备能力确认、泊位预约、进港人员和车辆报备、绑扎人员和材料准备、吊具使用与作业安全培训等，任何一个环节出现偏差都会打乱整体计划，导致部件无法按期交付至机位点。


	  “作为海上风电的核心设备，风电机组的运输是最关键的一步，一定要保证设备在装卸和运送过程中不会受到任何损坏，在每一个环节中都要有详细的计划安排。”林延表情严肃地告诉记者。


	  “如何保证组织协调参建各方遵照计划、参照标准实施是部件运送过程中所需克服的最大难题。”中交三航局副总工程师王海山说。


	  “金风科技凭借十余年来所积累的部件运输经验，不断复盘迭代运输方案，已经对运送过程建立了全流程、标准化的方案手册，每一项细微的作业步骤均有对应的标准或技术方案进行参照，可以更加好地保证运输全流程的安全管理与监督工作的严格开展，保证运输效率与安全。”金风科技宁巧珍介绍说。


	


	  在微波荡漾的海面上，海上大风车迎风旋转，汇聚着源源不断的电力，也成为了一道独特的风景线。但这只是硬币的一面，硬币的另一面是，海上风电设备在运输和安装等环节面临着巨大的风险。


	  “风电设备往往体积大、重量重，在运送过程中由于积载不当、未严格按照装载计划装载、绑扎系固不当发生货物位移造成船舶稳性不足，有导致风电设备损坏、船舶倾覆的风险。”金山海事局执法人员杨远龙告诉记者。


	  众多风险叠加，怎么样做监管？“我们会在装船前与承运方、码头、船舶代理、风电装卸代理做沟通，督促检查落实船舶风电运送过程中货物系固、船舶稳性计算及明火作业、号灯号型显示等方面的需要注意的几点。”连云港海事局船舶交通管理中心常务副主任李欢乐和记者说，运送过程中，海事部门会运用VTS、AIS、CCTV等电子巡航手段关注船舶动态，保障船舶保持良好航行状态。


	  此外，海上风电项目用船数量大、种类多、来源杂，参与海上风电安装作业的人员众多、结构较为复杂，这些都给安全监管带来困难。以规划建设400兆瓦80台风机的海上风电场为例，其建设期间需要打桩船、运输船、起重船、交通艇、抛锚艇、敷缆船等10余种170多艘海上施工船舶，船员、实施工程人员、风电技术人员以及企业监督管理人员等1000多名工作人员参与建设，当遇到台风等极端恶劣天气情况时，若处置不当，极易造成群死群伤事故。


	  “因为辖区海上风电建设起步早、规模大，我们在国内率先制定了《海上风电海事监管办法》和《海上风电海事监管工作指南》，对参与海上施工作业人员实施分类管理和强化培训，将出海人员分为船员、作业人员、临时性出海人员等三类，注重船舶对出海作业人员上下船的登记和安全提醒检查，督促企业通过配发定位手环等技术方法加强出海作业人员安全保障。”连云港海事局通航管理处（安全管理处）副处长刘冠军说。


	  海事部门还对参与海上施工作业船舶明确底线要求，严格监管。在项目立项阶段，就明确底线要求，任何情况下不得使用渔船、内河船、低标准船等进场作业。在审批阶段，对船舶证书、船员证书、配员进行细致现场核查。在施工及运维阶段，紧盯配员、进出港报告、救生设备、防污染设备、载客情况等重点环节，察觉缺陷及时督促整改。


	  遇到台风等恶劣天气，海事部门及时向辖区海上实施工程单位和船舶发布海上大风预警信息，督促辖区所有水上施工船舶、风电场运维船舶等船舶停止施工作业和生产，到安全水域避风。2023年第5号台风“杜苏芮”影响期间，连云港海事局及时启动防台风IV级响应，安全撤离海上风电等施工船87艘641人，切实提升了海上风电场施工船舶防抗台风水平。


	  除严格监管外，海事部门还采取了许多积极主动的服务举措，助推海上风电产业高质量发展。如太仓海事局牵头召开保长江物流便捷畅通协作会议，指定专人联系走访风电设备制造企业，协调联系紧邻工厂的码头作为出运码头，实现风塔设备快进快出，预计每年将为企业节约公路运输成本近千万元。盐城海事局联合有关部门出台海上风电项目安全生产积分管理办法，梳理形成管理责任清单、主体责任督导清单、基础数据日报清单、危险源辨识及控制措施清单、常见风险警示清单，并创新采取“海事牵头、共同协商、企业出资、共同受益”的模式，推动建立全国首家海上风电直升机共享服务平台，在服务保障海上风电运维和应急撤离救援方面发挥了关键作用。金山海事局开通海事政务审批“绿色通道”，快速缩短审批时间，2019年-2022年，辖区两个大型海上风电场建设期间，该局完成海上风电项目相关审批128项。