謝文漢 張磊 徐文林

摘? ? 要：本文主要介紹風(fēng)電安裝平臺(tái)輔起重機(jī)的種類配置，根據(jù)其在平臺(tái)營(yíng)運(yùn)中的實(shí)際使用情況，結(jié)合輔起重機(jī)的布置及設(shè)備和安裝成本，選擇合理的輔起重機(jī)。

關(guān)鍵詞：輔助起重機(jī);繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī);履帶式起重機(jī);風(fēng)機(jī)部件

中圖分類號(hào)：U664.43 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： This paper mainly describes the various types of the auxiliary crane for wind power installation platform， and referring to the actual application of the existing platform in operation， combined with the crane equipment and installation cost， analyzes that which auxiliary crane more satisfy the needs of wind turbine hoisting and turning at this stage to improve the hoisting efficiency of it.

Key words： Auxiliary crane; Rotary crane with winding piles; Crawler crane; Fan parts

1? ? 前言

風(fēng)電平臺(tái)一般都配置有大型的輔助起重機(jī)或者預(yù)留了輔起重機(jī)的位置空間。輔起重機(jī)的功能主要有輔助主起重機(jī)作業(yè)、進(jìn)行小噸位起吊、輔起重機(jī)的起重能力一般超過(guò)100 t，輔起重機(jī)的選型和布置直接影響到風(fēng)電安裝的效率。

2? ? 輔起重機(jī)的功能

2.1? 輔助主起重機(jī)作業(yè)

起吊大型設(shè)備特別是翻樁作業(yè)時(shí)，單起重機(jī)作業(yè)不方便操作，需要輔起重機(jī)配合作業(yè)（見(jiàn)圖1）。

配置雙鉤的主起重機(jī)也可以進(jìn)行翻樁作業(yè)，但是其作業(yè)比較困難，對(duì)操作人員的要求較高，據(jù)了解目前國(guó)內(nèi)單臺(tái)起重機(jī)獨(dú)立進(jìn)行翻樁作業(yè)尚缺乏成功經(jīng)驗(yàn)，翻樁作業(yè)主要還是依賴兩臺(tái)起重機(jī)配合完成;采用輔起重機(jī)配合進(jìn)行翻樁作業(yè)，工作效率較高，但對(duì)輔起重機(jī)的起吊能力有一定的要求。

風(fēng)機(jī)部件塔筒尺寸較大，一般豎直放置于主甲板上且需要進(jìn)行分段安裝。在安裝塔筒前，需通過(guò)起重機(jī)將塔筒吊起并保持豎直狀態(tài)進(jìn)行翻身作業(yè)，配置了輔起重機(jī)就可通過(guò)主起重機(jī)和輔起重機(jī)聯(lián)動(dòng)，減少了翻身時(shí)間，提高了作業(yè)效率。

2.2? 進(jìn)行小噸位起吊作業(yè)

輔起重機(jī)功率低、起升速度快，小噸位起吊時(shí)無(wú)需啟動(dòng)主起重機(jī)，直接由輔起重機(jī)進(jìn)行作業(yè)，提高作業(yè)效率同時(shí)又節(jié)省資源。

2.3? 進(jìn)行單獨(dú)作業(yè)

主起重機(jī)作業(yè)時(shí)，輔起重機(jī)可以獨(dú)立進(jìn)行另外的作業(yè)，無(wú)需等主起重機(jī)作業(yè)完成后再進(jìn)行此項(xiàng)作業(yè)，既節(jié)省時(shí)間也避免了主起重機(jī)高頻繁作業(yè)。如主起重機(jī)在作業(yè)過(guò)程中，輔起重機(jī)可以同時(shí)將運(yùn)輸船上面的風(fēng)電設(shè)備組件吊運(yùn)至風(fēng)電安裝平臺(tái)甲板上，節(jié)省了運(yùn)輸船的運(yùn)輸時(shí)間，提高了風(fēng)電安裝效率。

3? ? 輔起重機(jī)的種類及特點(diǎn)

3.1? 繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)

繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)設(shè)置在固樁室頂部，平臺(tái)樁腿穿過(guò)起重機(jī)筒體，起重機(jī)可以繞平臺(tái)樁腿回轉(zhuǎn)，如圖2所示。

一般風(fēng)電平臺(tái)的主起重機(jī)多為繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)，其特點(diǎn)為：采用繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)可充分利用固樁室結(jié)構(gòu)，對(duì)比普通的甲板面起重機(jī)，減小了起重機(jī)筒體高度及空船重量;而且起重機(jī)在固樁室頂部，不占用平臺(tái)甲板面積，可以節(jié)約平臺(tái)寶貴的甲板面積，裝載更多的風(fēng)機(jī)組件。

3.2? 非繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)

非繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)即普通起重機(jī)，起重機(jī)筒體直接插入船體，如圖 3所示。非繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)的特點(diǎn)為：采用普通圓柱筒體可減小筒體直徑、采用較小的回轉(zhuǎn)支撐、降低設(shè)備成本。但是起重機(jī)筒體將占用一定的甲板面積，減小了可用于裝載風(fēng)機(jī)組件的平臺(tái)面積。

3.3? ?甲板履帶式起重機(jī)

因?yàn)轱L(fēng)電安裝平臺(tái)一般要在甲板上拼裝風(fēng)機(jī)，所以甲板載荷比較大，在甲板上可以配置一臺(tái)起重能力較高的履帶式起重機(jī)，如圖4所示。履帶式起重機(jī)的特點(diǎn)為：起重機(jī)可以在吊裝翻身時(shí)靈活運(yùn)動(dòng)，提高吊裝效率;履帶式起重機(jī)可以拆裝，不占用甲板面積;建造成本低。但由于甲板載荷大，為防止甲板在吊運(yùn)時(shí)變形，部分風(fēng)電安裝平臺(tái)無(wú)法使用較大起重能力的履帶式起重機(jī)。

4? ?各種輔起重機(jī)的對(duì)比

由于不同類型的風(fēng)電平臺(tái)吊裝要求不同，對(duì)輔起重機(jī)的要求也不盡相同?，F(xiàn)以某型風(fēng)電平臺(tái)為例來(lái)分析各類輔助起重機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)：該平臺(tái)開(kāi)敞作業(yè)甲板的面積約為2 000 m2、開(kāi)敞作業(yè)甲板的設(shè)計(jì)載荷為117.7 kN/m2、樁腿直徑約4 m、可變載荷約2 500 t、風(fēng)機(jī)為6 MW及以下。

4.1? 繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)

（1）繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)優(yōu)點(diǎn)

起重機(jī)設(shè)置在固樁室頂部，平臺(tái)樁腿穿過(guò)起重機(jī)筒體，起重機(jī)可以繞平臺(tái)樁腿回轉(zhuǎn)，采用繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)可充分利用固樁室結(jié)構(gòu)，減小起重機(jī)筒體高度，空船重量較小，對(duì)甲板使用面積無(wú)影響，節(jié)約了甲板面積。

（2）繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)缺點(diǎn)

起重機(jī)的核心組成設(shè)備回轉(zhuǎn)軸承大，導(dǎo)致起重機(jī)的設(shè)備成本提高，約比非繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)高2～3倍。

4.2? ?非繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)

（1）非繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)優(yōu)點(diǎn)

起重機(jī)筒體直接插入船體，采用普通圓柱筒體，減小筒體結(jié)構(gòu)的直徑;采用較小的回轉(zhuǎn)軸承，減少了設(shè)備成本。

（2）非繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)缺點(diǎn)

起重機(jī)筒體占用了一定的甲板面積，減小了可用于裝載風(fēng)機(jī)組件的平臺(tái)面積;起重機(jī)將筒體插入船體主甲板，需要增加加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，而且筒體結(jié)構(gòu)沒(méi)有利用固樁室，增加的鋼材重量比繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)要多約80t。

4.3? 履帶式起重機(jī)

（1）履帶式起重機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

起重機(jī)使用位置靈活，便于葉片翻身及從運(yùn)輸船上吊裝風(fēng)機(jī)組件;履帶式起重機(jī)可以拆分組合，方便甲板的利用;將起重機(jī)拆卸后平臺(tái)的舾裝數(shù)將降低，對(duì)錨重量、錨機(jī)規(guī)格、錨鏈長(zhǎng)度、以及系泊載荷等造成有利影響，可以節(jié)約系泊設(shè)備成本;起重機(jī)設(shè)備價(jià)格，低于繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)和非繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)。

（2）履帶式起重機(jī)的缺點(diǎn)

因?yàn)榧装遢d荷的原因，履帶式起重機(jī)不能配置太大，例如：在開(kāi)敞作業(yè)甲板的設(shè)計(jì)載荷為117.7 kN/m2時(shí)，根據(jù)履帶式起重機(jī)的甲板接觸面積和自身重量，最大只能配置150 t的起重能力。根據(jù)風(fēng)機(jī)筒體組件重量，超過(guò)6 MW的筒體吊裝翻身時(shí)起重能力不足。

履帶式起重機(jī)的吊高一般為甲板面上70 m左右，此吊高要小于其它類型的輔起重機(jī)（吊高一般為100 m以上），所以對(duì)其吊裝功能方面也有限制。

4.4? 綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)、非繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)、履帶起重機(jī)的特點(diǎn)分析，我們可以知道：在風(fēng)電安裝平臺(tái)的使用中，履帶起重機(jī)對(duì)甲板使用面積、可變載荷、舾裝數(shù)的降低都有較大的優(yōu)勢(shì)，而且設(shè)備成本和建造成本上也有較大的優(yōu)勢(shì)。但在風(fēng)電安裝市場(chǎng)的飛速發(fā)展中，隨著風(fēng)機(jī)發(fā)電功率的增加，風(fēng)機(jī)組件的尺寸和重量也會(huì)不斷增加，在有限的甲板設(shè)計(jì)載荷下履帶式起重機(jī)受到了制約，而且履帶起重機(jī)的吊高也是無(wú)法與繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)、非繞樁回轉(zhuǎn)式起重機(jī)相比的。所以在選擇輔起重機(jī)時(shí)，還是要看平臺(tái)使用的海域及需要吊裝的風(fēng)機(jī)型號(hào)，在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)下繞樁式起重機(jī)的選擇將會(huì)更多。

5? ? 結(jié)束語(yǔ)

隨著全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，未來(lái)海上風(fēng)電項(xiàng)目中的單機(jī)容量將越來(lái)越大，而高效的風(fēng)電安裝平臺(tái)將成為風(fēng)電安裝設(shè)備的主流發(fā)展趨勢(shì)。起重設(shè)備是保證風(fēng)電安裝平臺(tái)高效安裝的重要設(shè)備，所以選擇好的輔起重機(jī)形式對(duì)風(fēng)電平臺(tái)的作業(yè)效率是非常重要的。本文對(duì)現(xiàn)有風(fēng)電安裝平臺(tái)營(yíng)運(yùn)中常用的輔起重機(jī)形式進(jìn)行了分析，希望對(duì)以后的設(shè)計(jì)選型能有幫助。也希望以后能有更好的輔起重機(jī)形式開(kāi)發(fā)出來(lái)，起到高效安裝風(fēng)機(jī)的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 程維杰. 風(fēng)電安裝船設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及趨勢(shì) [J]，上海市船舶與海洋工程學(xué)會(huì)2017年學(xué)術(shù)年會(huì)， 2017.

[2] 廣州省電力設(shè)計(jì)研究院. 海上風(fēng)電基本知識(shí)介紹[R]. 2014.

[3] 國(guó)家能源局和國(guó)家海洋局. 海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)建設(shè)管理暫行辦法實(shí)施細(xì)? 則[R]. 2011.

[4] CCS.海上風(fēng)機(jī)作業(yè)平臺(tái)指南. 人民交通出版社[S].2012.

[5] 江蘇龍?jiān)凑袢A海洋工程有限公司. 近海潮間帶風(fēng)電場(chǎng)施工指導(dǎo)書，?2015.

[6] 江蘇潤(rùn)邦重工250噸繞樁式起重機(jī)資料. 2016.