張靜波
全球主流的海上風(fēng)電安裝平臺(tái)基本上都采用自升式平臺(tái)設(shè)計(jì)。自升式平臺(tái)上的核心設(shè)備如升降系統(tǒng)、大起重能力的繞樁吊機(jī),我國(guó)均已擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),完全能夠自主進(jìn)行生產(chǎn),打破了國(guó)外對(duì)海上風(fēng)電施工安裝船機(jī)關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)壟斷,實(shí)現(xiàn)了核心設(shè)備、系統(tǒng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自主化和設(shè)備生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)化。
為了響應(yīng)國(guó)家在《全國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中提出要加大高端風(fēng)電及大功率海上設(shè)備研發(fā)力度的要求,預(yù)測(cè)后續(xù)新建海上風(fēng)電安裝平臺(tái)的起重能力范圍主要在1000噸至1500噸之間,廣東精銦海洋工程股份有限公司所設(shè)計(jì)建造并交付給中廣核公司使用的“海龍興業(yè)號(hào)”自升式海上風(fēng)電安裝平臺(tái)所安裝的繞樁吊,就是擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的1200噸起重能力的吊機(jī)。而早在數(shù)年前,精銦海工已經(jīng)完成了自升式海洋平臺(tái)的升降系統(tǒng)研制,擁有各類型升降系統(tǒng)的完全知識(shí)產(chǎn)權(quán),各個(gè)技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)完全達(dá)到使用要求,某些主要參數(shù)已經(jīng)接近甚至超過了國(guó)際先進(jìn)水平。
廣東精銦海洋工程股份有限公司成立于2007年8月,是一家以海洋工程運(yùn)維船舶及海洋石油技術(shù)與裝備、風(fēng)電工程技術(shù)與設(shè)備、海上及船用配套設(shè)備設(shè)計(jì)與制造、專用大型液壓設(shè)備設(shè)計(jì)制造為主業(yè)的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。
精銦海工深耕海工裝備業(yè)10余年,對(duì)被評(píng)為廣東省科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)的“海洋石油自升式鉆井平臺(tái)升降系統(tǒng)”和廣東省科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)的“自升式海上石油鉆井平臺(tái)樁腿鎖緊系統(tǒng)的研制及產(chǎn)業(yè)化”擁有完全自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
“精銦01”(KOE-01)號(hào)是精銦海工設(shè)計(jì)建造的第一座海上風(fēng)電安裝平臺(tái),2017年在廣州南沙交付,是華南首座風(fēng)電安裝平臺(tái)。該平臺(tái)是為海上風(fēng)機(jī)安裝與運(yùn)維、離岸工程支持而專門設(shè)計(jì)制造的一座平臺(tái)?!熬?1”號(hào)首次應(yīng)用了完全國(guó)產(chǎn)化的核心裝備,其所配置的800T繞樁吊及3600T連續(xù)液壓插銷滑座式升降系統(tǒng)均為國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的海工設(shè)備,精銦海工對(duì)其擁有完全自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
“海龍興業(yè)號(hào)”(KOE-02)是精銦海工設(shè)計(jì)建造的第二座海上風(fēng)電安裝平臺(tái),是目前唯一適用于廣東和福建海域的風(fēng)電安裝平臺(tái)。針對(duì)廣東、福建海域海況較江蘇和浙江復(fù)雜、風(fēng)速高、浪涌大、海底為巖石的特性,對(duì)平臺(tái)的樁靴、樁腿和升降裝置進(jìn)行了個(gè)性化設(shè)計(jì),在國(guó)內(nèi)風(fēng)電安裝平臺(tái)上首次采用了桁架式樁腿,使得平臺(tái)不僅適用于海況平緩的江蘇、浙江海域,還適用于廣東、福建等海況復(fù)雜的區(qū)域作業(yè)。同時(shí)采用了DP1動(dòng)力定位裝置,作業(yè)水深達(dá)到60 米,適用作業(yè)水深覆蓋國(guó)家“十三五”規(guī)劃及《廣東省海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃》(2017-2030年)(修編)的規(guī)劃海域。作業(yè)能力堪比海上風(fēng)電強(qiáng)國(guó)英國(guó)、德國(guó)等歐洲國(guó)家的先進(jìn)船型。
我國(guó)已經(jīng)能夠自行設(shè)計(jì)制造海上風(fēng)電安裝平臺(tái),解決了“有沒有”的問題,接下來要解決的就是“更加好”的問題。目前,制約海上風(fēng)電平臺(tái)創(chuàng)新的難點(diǎn)有如下幾項(xiàng):一是升降系統(tǒng)的升降速度和平穩(wěn)性。海上風(fēng)電設(shè)備的安裝需要在一定的窗口期內(nèi)進(jìn)行,對(duì)時(shí)間有著較高的要求。這就要求升降系統(tǒng)的速度和平穩(wěn)性能夠滿足更高要求,保證在窗口期內(nèi)平臺(tái)的使用效率;二是繞樁吊機(jī)問題。繞樁吊機(jī)是風(fēng)電安裝船的關(guān)鍵裝備,用來將風(fēng)力發(fā)電機(jī)吊組件平穩(wěn)、安全吊升到塔架上進(jìn)行安裝。在有限的作業(yè)窗口期內(nèi),如何提升吊裝效率,減少施工成本,是國(guó)內(nèi)外面臨的重大難題;三是抱樁器問題。由于受到疾風(fēng)、海浪、洋流、潮汐等可變因素影響,加之近海海床土壤比較松軟,打樁時(shí)樁基很容易偏斜,這將直接影響到過渡樁及頂部風(fēng)機(jī)塔筒的安裝。如何提高樁基建設(shè)效率,也是目前國(guó)內(nèi)各風(fēng)電施工企業(yè)面臨的重大技術(shù)難題。四是海上風(fēng)電安裝平臺(tái)有效甲板面積。隨著海上風(fēng)機(jī)大型化和作業(yè)水域深海、遠(yuǎn)?;?,有效的甲板面積和較小的吊運(yùn)盲區(qū)設(shè)計(jì)與施工吊裝的方案有著十分重要的關(guān)系。
隨著國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)逐步形成,海上風(fēng)電安裝業(yè)務(wù)也蓬勃發(fā)展,越來越多海上風(fēng)電安裝平臺(tái)進(jìn)入了市場(chǎng)?!笆濉逼陂g,國(guó)內(nèi)約有20 余座海上風(fēng)電安裝平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造,因此海上風(fēng)電安裝平臺(tái)逐漸成為了重要的海洋工程裝備。對(duì)于我國(guó)海上風(fēng)電安裝平臺(tái)的發(fā)展,筆者特提出以下幾點(diǎn)建議。
一、要針對(duì)目前技術(shù)創(chuàng)新所遇到的問題,展開專項(xiàng)研究,找到合適的解決方案,如在繞樁吊機(jī)的吊具上加裝吊具補(bǔ)償系統(tǒng),保證吊運(yùn)起水過程的平穩(wěn)性,提高吊機(jī)整體的工作效率等方案,為下一代風(fēng)電安裝平臺(tái)打好技術(shù)基礎(chǔ)。
二、要加快開發(fā)能夠適用于各種海域的海上風(fēng)電安裝平臺(tái)。目前,國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電安裝平臺(tái)的設(shè)計(jì)單位只是根據(jù)特定的市場(chǎng)需求進(jìn)行開發(fā),對(duì)功能的多樣性考慮不足,制造出來的平臺(tái)功能比較單一。隨著海上風(fēng)電開發(fā)的深入,對(duì)成本的要求更加迫切,為了節(jié)約成本,運(yùn)營(yíng)方越來越需求有通用于各種海況和海域功能的新型平臺(tái)。
三、隨著海上風(fēng)電運(yùn)維階段的到來,海上風(fēng)電項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)商應(yīng)對(duì)運(yùn)維船舶的使用加以關(guān)注。目前,我國(guó)運(yùn)維船舶市場(chǎng)并沒有形成規(guī)模,需要各個(gè)運(yùn)營(yíng)商加以重視,將運(yùn)維船舶與風(fēng)電安裝平臺(tái)一并考慮和規(guī)劃,確保能夠滿足大規(guī)模安裝工程完成后隨之而來的大規(guī)模運(yùn)維工程要求。
四、可以參考FPSO的設(shè)計(jì)理念,將風(fēng)電平臺(tái)的各個(gè)功能分模塊設(shè)計(jì),最后根據(jù)具體需要對(duì)模塊進(jìn)行組裝,形成不同功能的平臺(tái)。
全球?qū)δ茉葱枨蠛腿颦h(huán)境惡化的矛盾愈發(fā)明顯,為了人類未來,采用清潔能源已經(jīng)成了全世界的共識(shí)。這個(gè)共識(shí)將極大促進(jìn)海上風(fēng)電的發(fā)展,而海上風(fēng)電的高速發(fā)展對(duì)海上風(fēng)電安裝平臺(tái)有著迫切的需求。從浮吊船發(fā)展到自升自航式平臺(tái),海上風(fēng)電安裝船的功能在不斷優(yōu)化。此外,海上風(fēng)電機(jī)組的功率不斷增大,也促使風(fēng)電安裝船朝智能化、深水化、大型化、專業(yè)化和模塊化的方向發(fā)展。我國(guó)開展高端智能一體化海上風(fēng)電安裝平臺(tái)的研發(fā)行動(dòng)勢(shì)在必行!