海上風(fēng)電機(jī)組安裝技術(shù)目錄TOC\o"1-2"\h\u16784一、海上風(fēng)電機(jī)組吊裝船 324237１海上風(fēng)電機(jī)組吊裝形式 314894２海上風(fēng)電機(jī)組安裝船應(yīng)用案例 329780二、海上風(fēng)電機(jī)組安裝方式 428757１海上風(fēng)電機(jī)組分體安裝 42982２海上風(fēng)電機(jī)組整體安裝 58101３其他安裝方式 613822三、海上風(fēng)力發(fā)電工程安裝介紹 612129１ＡｒｋｌｏｗＢａｎｋ海上風(fēng)電場(chǎng) 613216２東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng) 79374３渤海海上風(fēng)電場(chǎng) 811172４江蘇如東１５０ＭＷ潮間帶風(fēng)電場(chǎng)工程 9一、海上風(fēng)電機(jī)組吊裝船１海上風(fēng)電機(jī)組吊裝形式海上風(fēng)電機(jī)組的吊裝形式有以下４種：１）自升式安裝船分體安裝，分為塔架安裝、澆筑自找平砂漿、機(jī)艙安裝、葉輪組裝和葉輪安裝等過(guò)程；２）整體吊裝，例如我國(guó)東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)就采用這種形式；３）機(jī)組整體移位和運(yùn)輸，例如我國(guó)渤海風(fēng)電場(chǎng)就采用這種形式；４）駁船加履帶吊裝。２海上風(fēng)電機(jī)組安裝船應(yīng)用案例１）年兩艘經(jīng)過(guò)改裝的貨運(yùn)船用于安裝丹麥Ｈｏｒｎｓｅｖ海上風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)組；２）年制造了一艘更大的船（海洋安裝號(hào)），并投入海上風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)組安裝；３）我國(guó)山海關(guān)造船廠建造的五月花“決意”號(hào)（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）為世界首艘海上風(fēng)電機(jī)組吊裝船，有６條可以伸縮的支架，作業(yè)水深超過(guò)３５ｍ，還可用于安裝風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)，無(wú)需其他船只協(xié)助，一次可以裝載１０臺(tái)風(fēng)電機(jī)組到達(dá)指定地點(diǎn)，服務(wù)工程包括英國(guó)ＮｏｒｔｈＨｏｙｌｅ、Ｂａｒｒｏｗ海上風(fēng)電場(chǎng)；４）ＭａｍｍｏｅｔＶａｎｏｒｄ聯(lián)合建造的跳爆竹號(hào)（ｕｍｐｉｎｇａｃｋ），有條可以伸縮的支架，起重達(dá)１２００ｔ，是一種新型纜索起重駁船，還可用于安裝風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)，服務(wù)工程為ＡｒｋｌｏｗＢａｎｋ海上風(fēng)電場(chǎng)；７５ｍ ５）荷蘭ＨＬＶ?Ｓｖａｎｅｎ號(hào)，為雙體船，起重重量達(dá)到７５ｍ ，可安裝的風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子直徑為１３０～４０ｍ、機(jī)組額定功率為６～７ＭＷ，可運(yùn)輸直徑為２２ｍ的混凝土沉降基礎(chǔ)，服務(wù)工程為荷蘭ＮＳＷ（１０８ＭＷ）海上風(fēng)電場(chǎng)；６）我國(guó)“三航風(fēng)范”號(hào)起重船投入上海東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)，該船船體總長(zhǎng)為９６ｍ、型寬為４０５ｍ、型深為７８ｍ，設(shè)計(jì)吃水為４３ｍ，最大起吊高度為１２０ｍ，居亞洲之首，用于風(fēng)電機(jī)組海上整機(jī)安裝；７）我國(guó)江蘇某企業(yè)研發(fā)“８００ｔ全回轉(zhuǎn)海上風(fēng)電安裝船”（見(jiàn)圖４?１），該安裝船主要為我國(guó)東部沿海潮間帶風(fēng)電場(chǎng)示范工程建設(shè)服務(wù)，為非自航、淺吃水、可坐底、全回轉(zhuǎn)起重船，是集起重、吊裝、打樁、安裝與大直徑單管樁糾偏功能于一體的多功能大型船舶，可實(shí)現(xiàn)縱橫傾角小于３０°、２０ｍ／ｓ風(fēng)速下５ＭＷ風(fēng)電機(jī)組的整體或分體式安裝作業(yè)。其主要特點(diǎn)如下：①船體具有坐底功能，船體最小吃水為２ｍ，退潮船底可直接坐于泥灘上施工作業(yè)；②配備了國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的長(zhǎng)臂架８００ｔ電驅(qū)動(dòng)全回轉(zhuǎn)起重機(jī)，其最大起吊高度為１０８ｍ，具有起吊速度快、吊裝精度高、可靠性高、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)；③在國(guó)內(nèi)首次配備了８００ｋＪ打擊能量的大直徑液壓沖擊錘，具有４５～６２ｍ大直徑單樁打樁功能，配備糾偏與扶正系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)Ｘ、Ｙ方向±１ｍ范圍的糾偏，確保打樁垂直度在２７５‰；④不僅具有適合潮間帶吊重、安裝及打樁作業(yè)功能，也具有在近海作業(yè)的一般浮吊船所具有的全部功能；同時(shí)，也是一艘水陸兩棲多功能作業(yè)船舶，還可用于一般的海洋工程作業(yè)。圖４?１８００ｔ全回轉(zhuǎn)海上風(fēng)電安裝船隨著海上風(fēng)電進(jìn)一步規(guī)?；_(kāi)發(fā)，對(duì)風(fēng)電安裝船的需求量將劇增。據(jù)英國(guó)可再生能源咨詢機(jī)構(gòu)估計(jì)，到２０２０年，僅英國(guó)就有６０００臺(tái)海上風(fēng)電機(jī)組需要安裝，需要３０艘風(fēng)電機(jī)組安裝船?，F(xiàn)有的風(fēng)電機(jī)組安裝船根本不能滿足今后海上風(fēng)電機(jī)組安裝的需求，表明風(fēng)電機(jī)組安裝船的市場(chǎng)仍然具有很大的需求空間。二、海上風(fēng)電機(jī)組安裝方式１海上風(fēng)電機(jī)組分體安裝圖４?２所示為自升式安裝船分體安裝，包括塔架、機(jī)艙和葉輪安裝，分體安裝過(guò)程比較復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)安裝程序，合理安排設(shè)備運(yùn)輸及安裝施工順序，并針對(duì)塔架、機(jī)艙、葉輪結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，充分考慮工程工期、設(shè)備配置及氣象水文因素，制定相應(yīng)的吊裝措施，確保吊裝作業(yè)安全、可靠、有序進(jìn)行。圖４?２自升式安裝船分體安裝２海上風(fēng)電機(jī)組整體安裝圖４?３所示Ｂｅａｔｒｉｃｅ安裝方式，包括整體組裝、整體移位、整體運(yùn)輸和整體吊裝等過(guò)程。由于海上風(fēng)電機(jī)組尺寸較大、較重，若采用陸地組裝和整體移位裝船的方式難度較大，應(yīng)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備，選用的起吊、轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備應(yīng)能足夠滿足風(fēng)電機(jī)組組裝和轉(zhuǎn)運(yùn)要求，組裝和轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中應(yīng)遵守操作規(guī)程，確保組裝和轉(zhuǎn)運(yùn)裝船安全、有序進(jìn)行。風(fēng)電機(jī)組整體運(yùn)輸過(guò)程中，由于重心較高，受風(fēng)浪的影響較大。因此，在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)采取加固保護(hù)措施，防止風(fēng)電機(jī)組由于受風(fēng)浪影響而磕、碰受損。風(fēng)電機(jī)組整體運(yùn)輸至風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域經(jīng)檢查合格后，通過(guò)專用的安裝船舶吊裝設(shè)備緩慢移動(dòng)就位，準(zhǔn)確對(duì)接后固定連接法蘭上的連接螺栓，由于風(fēng)電機(jī)組較重、重心較高，安裝過(guò)程受風(fēng)、浪、海流影響大，因此，風(fēng)電機(jī)組整體吊裝作業(yè)時(shí)，應(yīng)采取措施，確保風(fēng)電機(jī)組塔架法蘭與基礎(chǔ)頂部法蘭對(duì)接準(zhǔn)確，螺栓連接緊密，受力均勻，安裝精度在規(guī)定允許的范圍內(nèi)。風(fēng)電機(jī)組安裝完成后，應(yīng)對(duì)安裝工作進(jìn)行檢驗(yàn)，以確保安裝作業(yè)可靠。圖４?３Ｂｅａｔｒｉｃｅ安裝方式３其他安裝方式包括渤海風(fēng)電安裝方式（見(jiàn)圖４?４ａ）、駁船加履帶吊裝方式（見(jiàn)圖４?４ｂ）。圖４?４其他安裝方式三、海上風(fēng)力發(fā)電工程安裝介紹１ＡｒｋｌｏｗＢａｎｋ海上風(fēng)電場(chǎng)圖所示為跳爆竹號(hào)（ｕｍｐｉｎｇａｃｋ）安裝船由荷蘭ＭａｍｍｏｅｔＶａｎＯｏｒｄ聯(lián)合建造有條可以伸縮的支架起重達(dá)１２００ｔ，是一種新型纜索起重駁船，還可用于安裝基礎(chǔ)。圖４?５跳爆竹號(hào)安裝船運(yùn)輸運(yùn)輸、海上安裝塔柱、機(jī)艙與葉輪吊裝（見(jiàn)圖４?６）、葉輪翻轉(zhuǎn)等過(guò)程。該工程采用分體安裝方式，包括吊樁與起樁、打樁與垂直度控制、風(fēng)電機(jī)組圖４?６機(jī)艙與葉輪吊裝２東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)（１）風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)型式采用高樁混凝土承臺(tái)，每個(gè)機(jī)組設(shè)置一個(gè)基礎(chǔ)，共３４座基礎(chǔ)，特點(diǎn)為對(duì)軟土地基適應(yīng)性好，利于機(jī)組過(guò)渡段的安裝，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，防撞性能好（見(jiàn)圖３?１２）。（２）風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)施工風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)施工工藝包括打樁、鋼套箱、安裝塔筒連接段（埋設(shè)件）、扎鋼筋、澆混凝土、養(yǎng)護(hù)、安裝平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)和防撞設(shè)施、防腐等，對(duì)于施工船、打樁設(shè)備、施工工藝要求很高，受天氣影響大。基礎(chǔ)施工包括大直徑超長(zhǎng)樁沉樁、承臺(tái)混凝土澆筑（見(jiàn)圖４?７），鋼管樁沉樁采用柴油錘。圖４?７風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)承臺(tái)（３）海纜施工海纜施工的主要施工設(shè)備為專用海纜鋪埋設(shè)施工船（見(jiàn)圖４?８）、水力機(jī)械埋設(shè)機(jī)（見(jiàn)圖４?９），其中，海纜的鋪埋同步完成，涉及路由掃海、海上鋪纜、海纜登陸、Ｊ形管道穿纜等，穿越海堤采用了水平定向非開(kāi)挖技術(shù)。圖４?８海纜鋪埋設(shè)施工船 圖４?９水力機(jī)械埋設(shè)機(jī)（４）機(jī)組安裝如圖４?１０所示，采用陸上拼裝、海上整體運(yùn)輸、海上整體吊裝方案，施工難點(diǎn)為海上超高、超限、大重件的吊裝，以及海洋環(huán)境下的安裝定位。圖４?１０機(jī)組安裝方案３我國(guó)渤海海上風(fēng)電場(chǎng)渤海海上風(fēng)電場(chǎng)是我國(guó)首個(gè)在渤海灣完成的海上風(fēng)電場(chǎng)，一臺(tái)１５ＭＷ直驅(qū)型風(fēng)電機(jī)組在陸上安裝完成，再經(jīng)過(guò)海上運(yùn)輸１７０ｎｍ（３１４８４ｋｍ）。其安裝過(guò)程如圖４?１１所示，分為以下過(guò)程：ａ）塔架翻轉(zhuǎn)；ｂ）塔架安裝；ｃ）陸地組裝；ｄ）吊裝框架實(shí)驗(yàn)ｅ）海上運(yùn)輸；ｆ）海上吊裝。圖４?１１安裝過(guò)程４江蘇如東１５０ＭＷ潮間帶風(fēng)電場(chǎng)工程８００ｔ全回轉(zhuǎn)海上風(fēng)電安裝船用于世界首座潮間帶風(fēng)電場(chǎng)江蘇如東１５０ＭＷ風(fēng)電場(chǎng)一期示范工程的建設(shè)。江蘇如東潮間帶１５０ＭＷ風(fēng)電場(chǎng)示范工程，單位造價(jià)約１５萬(wàn)元／ｋＷ，正常年發(fā)電等效利用小時(shí)數(shù)為２７００ｈ左右，與同規(guī)模陸上風(fēng)電相比節(jié)約用地４０多畝，多發(fā)電７２００ｋＷｈ；與上海東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目相比節(jié)約投資９億元。該工程采用３ＭＷ風(fēng)電機(jī)組，單管樁結(jié)構(gòu)，相對(duì)于以往采用的過(guò)渡樁結(jié)構(gòu)，相對(duì)減少造價(jià)５０００萬(wàn)元（１００萬(wàn)／基×５０基），工程建設(shè)周期與以前過(guò)渡樁結(jié)構(gòu)相比縮短了一半。該工程已成功實(shí)施，改變了以往落后的多樁基礎(chǔ)施工方式，單樁打樁的平均