王冰 楊璧榕

【摘 要】 為滿(mǎn)足海上風(fēng)電設(shè)備對(duì)碼頭裝卸方式和堆存方式的獨(dú)特需求，在介紹國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電發(fā)展情況的基礎(chǔ)上，結(jié)合海上風(fēng)電設(shè)備特點(diǎn)總結(jié)出海上風(fēng)電設(shè)備碼頭裝卸方式包括岸上設(shè)備吊裝、船吊吊裝、滾裝、龍門(mén)架吊裝，并指出堆存方式應(yīng)考慮將堆場(chǎng)劃分成若干區(qū)域，且在分區(qū)之間的道路應(yīng)充分考慮運(yùn)輸車(chē)輛對(duì)道路轉(zhuǎn)彎半徑的要求。國(guó)內(nèi)新碼頭的規(guī)劃和設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合海上風(fēng)電設(shè)備對(duì)碼頭裝卸、堆存的獨(dú)特需求，統(tǒng)籌考慮碼頭在不同時(shí)期、不同貨種之間的綜合利用和銜接。

【關(guān)鍵詞】 海上風(fēng)電設(shè)備;裝卸;堆場(chǎng);堆存;船吊;滾裝

1 海上風(fēng)電發(fā)展情況

近幾年，我國(guó)海上風(fēng)電制造、建設(shè)和運(yùn)維技術(shù)水平不斷提升，發(fā)電成本逐年下降，海上風(fēng)電的發(fā)展也呈現(xiàn)出加速和規(guī)?；内厔?shì)。2014―2018年，我國(guó)海上風(fēng)電裝機(jī)容量年均增長(zhǎng)高達(dá)74%，截至2019年底，全國(guó)海上風(fēng)電裝機(jī)容量已超過(guò)500萬(wàn)kW。預(yù)計(jì)2020年底海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)到900萬(wàn)kW，2025年底將達(dá)到3 000萬(wàn)kW左右。隨著安裝和運(yùn)維技術(shù)的成熟，海上風(fēng)電場(chǎng)也將由近海淺水區(qū)逐漸走向近海深水區(qū)、遠(yuǎn)海深水區(qū)，其體量在未來(lái)10年將呈現(xiàn)大幅增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。

2 海上風(fēng)電設(shè)備特點(diǎn)

海上風(fēng)電的開(kāi)發(fā)和建設(shè)離不開(kāi)原材料的出運(yùn)。海上風(fēng)電設(shè)備包括風(fēng)機(jī)和電纜兩個(gè)部分，其中風(fēng)機(jī)部件包括葉片、主機(jī)、塔筒、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

從風(fēng)電設(shè)備組件單件重量角度看，風(fēng)機(jī)主機(jī)和風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)屬于超常規(guī)重件。目前市場(chǎng)上常規(guī)的風(fēng)機(jī)主機(jī)功率主要為4～10 MW，單件重量約300～1 000 t。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)常見(jiàn)的有單樁基礎(chǔ)、導(dǎo)管架基礎(chǔ)等，單件重量也在1 000～2 000 t。

從風(fēng)電設(shè)備組件單件尺寸角度看，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)和風(fēng)機(jī)葉片屬于超常規(guī)的大型構(gòu)件。風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)中的單樁基礎(chǔ)單件長(zhǎng)度可達(dá)100 m左右，而風(fēng)機(jī)葉片的長(zhǎng)度則超過(guò)100 m。

3 海上風(fēng)電設(shè)備常見(jiàn)裝卸方式和堆存方式

根據(jù)風(fēng)電設(shè)備組件單件的大重量、大尺寸特點(diǎn)，對(duì)其在碼頭裝卸方式和堆存方式提出了相對(duì)獨(dú)特的需求。

3.1 裝卸方式

海上風(fēng)電設(shè)備需在碼頭裝船，然后運(yùn)輸至海上風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行安裝。目前常規(guī)的裝卸方式如下：

（1）岸上設(shè)備吊裝。在歐洲，海上風(fēng)電設(shè)備的裝卸通常在通用碼頭或多用途碼頭改造而成的碼頭進(jìn)行，碼頭門(mén)機(jī)可以作為海上風(fēng)電設(shè)備半成品的卸船設(shè)備。在海上風(fēng)電設(shè)備半成品加工完畢后，由于其重量大、尺寸大的特點(diǎn)，常規(guī)碼頭門(mén)機(jī)無(wú)法滿(mǎn)足其裝卸船的需求。進(jìn)行風(fēng)機(jī)葉片、導(dǎo)管架岸上吊裝的設(shè)備多采用500 t履帶吊，對(duì)于風(fēng)機(jī)主機(jī)、單樁基礎(chǔ)等大重量的組件，岸上設(shè)備則難以完成吊裝作業(yè)。

（2）船吊吊裝?？紤]到海上風(fēng)電設(shè)備單件重量大的特點(diǎn)，通常采用多用途重吊雜貨船運(yùn)輸。該船型自帶重型吊機(jī)，可以完成風(fēng)機(jī)主機(jī)等重型設(shè)備的裝船作業(yè)，但多用途重吊雜貨船數(shù)量極少而租用難度相對(duì)較大且費(fèi)用較高。

（3）滾裝。重大件通常采用滾裝上下船方式。海上風(fēng)電設(shè)備的場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸多采用模塊車(chē)完成，亦可采用模塊車(chē)直接滾裝上船的方式進(jìn)行裝船作業(yè)，但缺點(diǎn)是滾裝作業(yè)受高平潮持續(xù)時(shí)間所限，還只能在潮流較緩、波浪掩護(hù)條件較好的港口進(jìn)行。

（4）龍門(mén)架吊裝。龍門(mén)架吊裝是指采用龍門(mén)起重機(jī)在船舶頂部進(jìn)行吊裝作業(yè)。該種作業(yè)方式要求較高，需在挖入式港池或兩側(cè)有突堤的港池兩側(cè)鋪設(shè)軌道方能實(shí)現(xiàn)。單個(gè)龍門(mén)架的起重能力可達(dá)2 000 t左右，對(duì)于風(fēng)機(jī)單樁等大尺度、大重量構(gòu)件，可以采用2臺(tái)龍門(mén)架同時(shí)進(jìn)行吊裝作業(yè)。該做法效率高、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。

3.2 常見(jiàn)堆存方式

海上風(fēng)電設(shè)備組件單件尺寸大，通常在堆場(chǎng)中露天堆存，等待成套成批集中出運(yùn)。考慮到不同組件通常由不同廠家生產(chǎn)，且對(duì)堆場(chǎng)尺寸、荷載需求均有所不同，因此常將碼頭的堆場(chǎng)劃分成若干區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)堆存同類(lèi)型的組件。

在堆場(chǎng)的布置方面，通常是將整個(gè)堆場(chǎng)設(shè)計(jì)成大平地，僅考慮各分區(qū)之間盡量少設(shè)置隔斷設(shè)施。在保證滿(mǎn)足排水要求的前提下，應(yīng)盡量保證整個(gè)場(chǎng)地的坡度平緩，一方面滿(mǎn)足運(yùn)輸海上風(fēng)電設(shè)備組件的模塊車(chē)對(duì)爬坡坡度的要求，另一方面較緩的坡度也有利于風(fēng)電設(shè)備組件堆存過(guò)程中的穩(wěn)定性。

在分區(qū)之間的道路應(yīng)充分考慮運(yùn)輸車(chē)輛對(duì)轉(zhuǎn)彎半徑的要求。風(fēng)機(jī)葉片的長(zhǎng)度可達(dá)100 m以上，在堆場(chǎng)交通流向設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量少安排運(yùn)輸車(chē)輛行進(jìn)路線的轉(zhuǎn)向，如有難以避免的轉(zhuǎn)向，則要充分考慮轉(zhuǎn)彎半徑的尺度（通常不小于30 m），并保證車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)風(fēng)機(jī)葉片掃過(guò)的范圍內(nèi)沒(méi)有障礙物。

海上風(fēng)電設(shè)備單件重量大，對(duì)地基承載力的要求遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)碼頭堆場(chǎng)的荷載要求，其中風(fēng)機(jī)主機(jī)對(duì)于地基承載力的要求最高，10 MW及以上的大型風(fēng)機(jī)主機(jī)要求地基承載力達(dá)到20 MPa，其相應(yīng)堆場(chǎng)區(qū)域應(yīng)根據(jù)超重的荷載考慮相應(yīng)的地基處理方案。

4 結(jié) 語(yǔ)

目前國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)已進(jìn)入快速發(fā)展期，但裝卸海上風(fēng)電設(shè)備的碼頭仍未普及。海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的周期性決定了其對(duì)碼頭和堆場(chǎng)的使用同樣具有周期性。為保證碼頭不會(huì)閑置，海上風(fēng)電設(shè)備的裝卸碼頭和堆場(chǎng)通常結(jié)合其他貨種統(tǒng)籌考慮。在國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)高潮期，新碼頭的規(guī)劃和設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合海上風(fēng)電設(shè)備對(duì)碼頭裝卸、堆存的獨(dú)特需求，統(tǒng)籌考慮碼頭在不同時(shí)期、不同貨種之間的綜合利用和銜接。