王勝
摘 要:時代的發(fā)展,環(huán)保問題日益嚴重,能源需求量也在大幅增加,風(fēng)能是目前清潔性非常高的新能源形式,所以在世界范圍內(nèi)應(yīng)用逐步擴大。海上風(fēng)力發(fā)電能夠充分的發(fā)揮出風(fēng)能的優(yōu)勢,環(huán)保性比較高,已經(jīng)逐步的應(yīng)用到全球范圍內(nèi),其發(fā)展速度是非??斓摹:I巷L(fēng)力發(fā)電安裝船是風(fēng)電場建設(shè)的關(guān)鍵性設(shè)備,所以其取得了很快的發(fā)展。
關(guān)鍵詞:海上風(fēng)電;安裝船;發(fā)展趨勢
1類型及特點
海上風(fēng)電場在進行規(guī)劃建設(shè)中,不管是風(fēng)機還是基礎(chǔ)安裝部分,都要有具備較高運輸能力的設(shè)備的將其運輸?shù)桨惭b地址內(nèi),同時還應(yīng)該選擇合適的起吊設(shè)備和定位方式。海上風(fēng)電安裝具體包含分體安裝、整體安裝兩種方式,而前者是應(yīng)用比較多的方式。而一些歐美的國家中,則以一體安裝為主。
當(dāng)前安裝完成的海上風(fēng)力發(fā)電就是應(yīng)用起重能力非常高的自升式平臺和浮式起重船兩種船舶形式。船舶可以根據(jù)實際情況確定合適的方式,要滿足安裝的標(biāo)準和要求。其中,聯(lián)合安裝是應(yīng)用最為廣泛,主要是通過平板駁船裝載風(fēng)機部件的方式運輸?shù)浆F(xiàn)場,再進行安裝施工。
起重船,又稱為浮吊,主要是安裝有起重機的浮動平臺,被大量的應(yīng)用到海上作業(yè)環(huán)節(jié)中,可以是自航或者非自航的。該設(shè)備具體的優(yōu)勢就是可以實現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備的穩(wěn)定運輸,除了能夠在淺區(qū)吃水綜合分析之外,其他部分區(qū)域沒有水深的限制,應(yīng)用費用比較小,船源比較多。自航能力的起重船能夠在不同風(fēng)機實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)移,操縱效果比較好。但是起重船的運行受到天氣、波浪等影響,難以有效控制,一般很少應(yīng)用。
坐底式風(fēng)電安裝船,通常都是應(yīng)用到沿海灘涂或者比較淺的區(qū)域內(nèi), 通過潮水退去或者壓載等方式將船體深入到海底呢,錨泊系統(tǒng)比較固定, 穩(wěn)定性能非常高,但是作業(yè)水域內(nèi)深度受到影響,移動速度比較慢,所以要綜合分析船底的強度,且僅能夠使用到潮間帶中,應(yīng)用范圍比較窄。
非自航自升式平臺,使用范圍比較大,通常是配置有其中吊機與4~8個樁腿,進入到施工現(xiàn)場后,樁腿直接深入到海底的固定平臺內(nèi),利用液壓裝置來將駁船頂升到水面,可以組合成為不受波浪影響的穩(wěn)定平臺,可以在該平臺中進行吊裝施工。自升式平臺并沒有設(shè)置自航裝置,甲板寬度大,容易進行風(fēng)電裝載施工,駁船的運輸能力較高,可以實現(xiàn)單次全部運輸所有設(shè)備。單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式安裝,只要設(shè)置樁機就能夠達到要求。但是非自航自升式平臺機動效果不足,效率也很低,如果遇到惡劣天氣就會產(chǎn)生較大傷害。
自航自升式安裝船。風(fēng)電機組正在想著大型化的方向發(fā)展,起重能力、高度等都在逐步增加,海上的狀況正在復(fù)雜化,所以如果使用傳統(tǒng)船舶進行安裝根本無法滿足要求的。這種條件有自升式、浮式聯(lián)合的船舶形式,主要是給風(fēng)電安裝設(shè)計的多功能性的自升式安裝船。較之其他類型的安裝船舶,該類型的傳播航速快、操控效果非常好,能夠在短時間內(nèi)完成多臺風(fēng)機同時運輸,且打樁、吊裝的效果是非常好的,移動速度很快,是當(dāng)前海上風(fēng)電安裝首選。
2海上風(fēng)電安裝船的發(fā)展趨勢
傳統(tǒng)的安裝傳播都是利用其他的海洋功能船舶經(jīng)過改造之后形成的,但是現(xiàn)代社會要求更加大型化,小型船舶根本不能滿足其中高度和重量的要求,且不能達到機動性、穩(wěn)定性標(biāo)準,一旦風(fēng)浪較大,就會導(dǎo)致無法施工。因此,對于海上風(fēng)電場進行開發(fā)設(shè)計先進安裝設(shè)備是非常重要的, 而且因為海上風(fēng)電逐步向著深海發(fā)展,其安裝船有著下面幾個優(yōu)勢:
2.1???? 適用水深越來越大
海上風(fēng)電場建設(shè)向著深水方向發(fā)展,因此,風(fēng)電安裝設(shè)備水深應(yīng)該逐步增大,從灘涂到當(dāng)前的40米~60米水深,經(jīng)過未來預(yù)測,浮式風(fēng)機技術(shù)快速成熟,海上風(fēng)電安裝船可以滿足的水深更大。
2.2???? 主吊能力越來越大
海上風(fēng)力發(fā)電機功率在大幅的增加,當(dāng)前的8MW 風(fēng)機已經(jīng)研發(fā)成功,所以重量逐步增大;海上安裝一體化設(shè)備成本較低、效率非常高,所以吊裝能力得到有效的提升,當(dāng)前所應(yīng)用比較普遍的海上風(fēng)電安裝平臺吊裝可以達到800噸到1200噸,有些單位已經(jīng)開發(fā)出1600噸主吊能力的風(fēng)電安裝船。
2.3???? 主甲板可利用面積越來越大
為了能夠保證安裝效率得到提升,海上風(fēng)電安裝船應(yīng)該實現(xiàn)大量的風(fēng)機設(shè)備的運輸,所以主甲板面積應(yīng)該盡量的增大,以滿足海上發(fā)電的要求。
2.4???? 主甲板承載能力增強
風(fēng)電設(shè)備重量增加、安裝能力提升,所以必須要保證主甲板承載能力得到提高,當(dāng)前已經(jīng)從以前的4t/m2發(fā)展到20t/m2,未來還有很大的增加空間。
2.5???? 功能愈發(fā)完善
海上風(fēng)電場技術(shù)在逐步提升,功能性逐步完善,比如當(dāng)前先進的風(fēng)電船已經(jīng)安裝定位系統(tǒng),設(shè)置有功率非常大的打樁機等,人員也比較多,能夠滿足很多惡劣條件下使用需要。
3對海上風(fēng)電安裝船的幾點思考
當(dāng)前海上風(fēng)力發(fā)展領(lǐng)域有了很大的發(fā)展,形成產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展趨勢,海上風(fēng)電安裝技術(shù)水平也得到很大提升,很多海上風(fēng)電安裝船都已經(jīng)投入到市場中應(yīng)用。目前已經(jīng)有超過20座的海上風(fēng)電安裝船進行設(shè)計和施工,因此,海上風(fēng)電安裝船已經(jīng)成為極為重要的設(shè)備?;诖耍I巷L(fēng)電安裝船未來發(fā)展,應(yīng)該從以下幾個方面出發(fā)進行。
3.1???? 國家職能部門應(yīng)加強海上風(fēng)電開發(fā)的支持和引導(dǎo)
海上風(fēng)電開發(fā)有很多相關(guān)領(lǐng)域,很多單位對于海上風(fēng)電的認識度都是不同的,各個地區(qū)職能部門的管理標(biāo)準相差較差,且國家開始全面的進行海洋、海事等部門管理,能夠有效促進海上風(fēng)電行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,也能夠促進海上風(fēng)電發(fā)展事業(yè)全面進步。
3.2???? 積極開展海上風(fēng)電安裝船的研發(fā),開發(fā)出具備自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品
當(dāng)前從事海上風(fēng)電安裝船設(shè)計、研發(fā)的企業(yè)是比較少的,僅有幾家,比如上海振華、第708所等,目前只是滿足市場使用需求,難以形成完整的技術(shù)體系,船型類型、功能還無法滿足個性化的需求。海上風(fēng)電開發(fā)技術(shù)逐步的發(fā)展,設(shè)計單位投入更大的資金和精力進行研發(fā),能夠促進海上風(fēng)電安裝船技術(shù)水平的提升,提高國際競爭力,促進海洋工程裝備領(lǐng)域的全面化發(fā)展。
3.3???? 確定需求實現(xiàn)海上風(fēng)電安裝設(shè)備優(yōu)化,降低成本
當(dāng)前實際情況分析,海上風(fēng)電安裝船成本是非常高的,風(fēng)電項目的設(shè)計和建造還需要進一步的確定使用需求,優(yōu)化整個作業(yè)環(huán)節(jié),有效的進行安裝船的配置和應(yīng)用,可以實現(xiàn)海上風(fēng)電開發(fā)成本的降低。隨著時代的發(fā)展,海上風(fēng)電運維進入到新的發(fā)展階段,要實現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃和應(yīng)用,提高總體水平。
3.4???? 全面開展海上風(fēng)電安裝船技術(shù)研發(fā),制定相應(yīng)設(shè)計標(biāo)準
隨著技術(shù)發(fā)展和進步,海上風(fēng)電安裝船的技術(shù)規(guī)范性逐步的提升,進入到新的發(fā)展階段就需要全面開展海上風(fēng)電安裝船的技術(shù)研發(fā),制定相應(yīng)設(shè)計標(biāo)準,約束設(shè)計和建設(shè)工作,降低成本,提高技術(shù)水平,滿足海上風(fēng)電開發(fā)需求。
參考文獻:
[1] 屈浩東, 李征. 海上風(fēng)電安裝船“福船三峽”跨港區(qū)拖航的風(fēng)險評估與防范措施[J]. 航海,2018,000(002):51-54.
[2] 曹春潼. 一種海上風(fēng)電安裝船功能設(shè)定與參數(shù)選型[J]. 船舶標(biāo)準化工程師,2018,51(06):84-87.
[3] 李卓. 海上風(fēng)電安裝船技術(shù)發(fā)展趨勢及突圍路徑[J]. 中國科技投資,2019,000(008):110.