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雄風(fēng)海上來——走近大國重器“鐵建風(fēng)電01”安裝船

中央紀委國家監(jiān)委網(wǎng)站發(fā)布時間:2020-03-30 11:31:06  作者:王雅婧

  3月19號,全球風(fēng)能理事會(GWEC)公布了最新《全球風(fēng)能報告》:2019年,中國以1.98GW再次成為海上風(fēng)電新增裝機最多的國家。業(yè)內(nèi)人士推測,中國在2020年后將成為全球最大的海上風(fēng)電市場。

  近年來,國內(nèi)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,沿海省市相繼擁有了海上風(fēng)電場。海上風(fēng)電場的安裝主要包括風(fēng)機基礎(chǔ)及塔筒、機艙、葉片的安裝。相較于陸上,海上的施工難度要高很多,必須擁有專門的海上風(fēng)電安裝船,運送風(fēng)機等設(shè)備到達場址并保障后續(xù)安裝工程的實施。

 

  鐵建風(fēng)電01交付現(xiàn)場

  風(fēng)電安裝船是海上風(fēng)電的核心裝備。近年來,我國海上風(fēng)電安裝船的設(shè)計建造能力不斷提升,逐步擁有了一系列有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。去年年底,我國首艘自主設(shè)計、研發(fā)、建造,擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的重型自升自航式風(fēng)電安裝船舶“鐵建風(fēng)電01”交付使用。該船由中國鐵建港航局集團有限公司投資打造、中國船舶工業(yè)集團公司第七○八研究所設(shè)計、啟東中遠海運海工承建,其4100噸的運輸能力、1300噸的單樁重量、1300噸的繞樁吊機起重能力均為“國內(nèi)第一”,為2020年中國藍色經(jīng)濟發(fā)展再添大國重器。

  強大性能展現(xiàn)大國實力

  蔚藍的大海、白色的巨型“風(fēng)車”,航行在海面上的船舶……這樣美麗的畫面可不是哪個海濱度假區(qū),而是中國鐵建風(fēng)電01海上的作業(yè)場景。

  安裝一套海上風(fēng)電場的風(fēng)電機組,需要哪些最基本的裝備?首先,需要一艘能將所有設(shè)備送到指定地點的運輸船;其次,需要一個可以上下升降的作業(yè)平臺;最后,至少還需要吊裝風(fēng)機的起重設(shè)備、打樁施工設(shè)備和定位系統(tǒng)。

  早年,由于沒有高度功能集成的風(fēng)電安裝船,傳統(tǒng)的風(fēng)電安裝常常需要多船作業(yè)。而“鐵建風(fēng)電01”實現(xiàn)了自升平臺、自航運輸、打樁施工、起重安裝、動力定位等多項功能的一體化,融合了當(dāng)前世界最新科技,展現(xiàn)出強大的綜合性能,徹底改變了以往多船聯(lián)合作業(yè)的海上施工模式。

  比如,早期用于風(fēng)電安裝的自升式起重平臺,可通過升降裝置自我調(diào)整作業(yè)高度,且不受波浪影響,但這種平臺沒有自主航行能力,需要拖船拖運到作業(yè)海域,操縱不便。而另一種浮式起重船雖具備自主航行能力,但極其挑剔波浪條件。而鐵建風(fēng)電01兼具了自升自航能力:自帶電力推進系統(tǒng),航速可達到每小時7.5海里,續(xù)航力3000海里;配置液壓雙動環(huán)梁升降裝置,可實現(xiàn)平臺的連續(xù)快速升降,延長船舶的海上作業(yè)窗口期。另外,由于海上作業(yè)的船不能頻繁回港,因此它的裝載運輸量越大,工作效率越高。鐵建風(fēng)電01全長105米、寬42米、型深8.5米,可運載三套6兆瓦或兩套8兆瓦的風(fēng)機組件,運輸能力可謂一流。

  海上風(fēng)機的起重設(shè)備主要是起重機,起重能力和起重高度決定可以吊裝風(fēng)機的量級。鐵建風(fēng)電01配備了國內(nèi)最大的繞樁式起重機——雙鉤均1300噸的繞樁吊機,可以吊起一艘“輕型護衛(wèi)艦”,起重能力在國內(nèi)同類船舶中位居前列。海上風(fēng)機基礎(chǔ)安裝需要沉樁。以往,我國的一些風(fēng)電安裝船沒有打樁設(shè)備,不具備獨立打樁能力。而鐵建風(fēng)電01配備了IHC-S3000液壓打樁錘和8米抱樁器,能獨立完成8兆瓦及以下海上風(fēng)機基礎(chǔ)沉樁。此外,鐵建風(fēng)電01配備DP-2動力定位和四點錨泊兩套定位系統(tǒng),使該船在六級風(fēng)下可實現(xiàn)精準定位。何為動力定位?鐵建風(fēng)電01的設(shè)計方——中國船舶工業(yè)集團公司第七○八研究所海工部總體科科長童波介紹,動力定位就是依靠本船的動力系統(tǒng)、推進器系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及測量系統(tǒng),在規(guī)定的環(huán)境條件下,使本船停留在設(shè)定的位置和艏向上。

  “我們評價一艘風(fēng)電安裝船的性能,一般主要就是從運輸能力、舉升能力、起重吊裝能力、抗風(fēng)浪能力這些方面來衡量的。從這些角度來看,鐵建風(fēng)電01的功能集成度很高。”童波表示。

  先進設(shè)計鍛造船舶精品

  除了在基礎(chǔ)裝備上有強大綜合效能,鐵建風(fēng)電01在設(shè)計上以“綠色化、信息化、模塊化、便捷化、精品化”為理念,與以往的風(fēng)電安裝船比集聚了許多先進元素。

  童波介紹,在綠色化方面,主要是要減少船舶所產(chǎn)生的“固液氣”對海洋環(huán)境的污染和節(jié)能降耗。“我們在設(shè)計建造過程中選用對人員健康和生態(tài)環(huán)境無害的綠色材料,采用生活污水處理裝置、污水收集艙、壓載水處理裝置、油水分離器和廢氣排量小的主機等防止環(huán)境污染。通過選擇合理主尺度、優(yōu)化船體線型和配置合理動力設(shè)備,達到節(jié)能目的。另外在船體結(jié)構(gòu)設(shè)計、艙室布置和設(shè)備安裝等方面充分考慮振動噪聲問題,使操作者感受到綠色船舶帶來的舒適友好。”

  在信息化方面,鐵建風(fēng)電01采用了先進的控制系統(tǒng)、監(jiān)測報警系統(tǒng)和船舶信息化系統(tǒng),智能化程度更高。“拿定位這個功能來說,有的風(fēng)電安裝船采用的是錨泊定位,就是用錨、錨纜等將船舶系留于指定海域,屬于被動泊船方式。鐵建風(fēng)電01在錨泊定位之外還安裝了DP-2動力定位,這完全是一套自動化的控制方式,可以極大提高施工效率及安全性。”童波表示,“從作業(yè)的角度講,我們還配置了管理信息系統(tǒng),實現(xiàn)智能物聯(lián)及船岸一體化,提供遠程監(jiān)控、設(shè)備健康管理、視情維護與輔助決策服務(wù),實現(xiàn)船岸數(shù)據(jù)互聯(lián)互通共享。”

  不得不提的是,鐵建風(fēng)電01設(shè)計方在人性化方面也動了一番腦筋。

  “作為可以遠洋航行的風(fēng)電安裝船,我們在設(shè)計之初考慮到各種人性化需求。”該船監(jiān)造組組長陳耀金介紹,WiFi網(wǎng)絡(luò)覆蓋全船的各個角落,使船上與岸上的聯(lián)系更加便捷、高效。針對船上人員的工作、生活、娛樂需要,船舶配備了醫(yī)務(wù)室、閱覽室、中央空調(diào)、多功能烤箱、淡水直飲機、齊全的健身設(shè)備等實用設(shè)備,大大提升了海上施工人員的舒適度和幸福感。甲板上還有直升機停機坪,便于施工作業(yè)人員的往來和物資供應(yīng)。

  更高效率彰顯中國速度

  鐵建風(fēng)電01由啟東中遠海運海工承建,僅用16.5個月,便完成了全部的生產(chǎn)設(shè)計及總體建造,創(chuàng)造了國內(nèi)同類型產(chǎn)品中建造最快紀錄。

  之所以能有這么高的效率,源于在建造過程中,施工團隊采用了一些先進技術(shù),對過去的工藝進行了一定改良。啟東中遠海運海工公司792項目經(jīng)理卞宏建介紹,生產(chǎn)設(shè)計階段,技術(shù)人員通過軟件進行3D建模,在項目開工之前進行“兵棋推演”,也就是在模型里推演整個建造過程。技術(shù)團隊和建造團隊組成聯(lián)合模型檢查小組,進行拉網(wǎng)式篩查,排除專業(yè)干涉以及設(shè)計不合理影響施工的問題點,使該船的建造質(zhì)量處于嚴密監(jiān)控之下。整個建造過程下來,檢查小組給出的檢查意見達6355條,每一條意見都被記錄下來予以跟蹤。對于一些復(fù)雜的問題,團隊會組織專題會進行研討,大大降低了設(shè)計差錯率,提高了建造效率。

  現(xiàn)階段船舶的建造工藝被劃分為船體建造、舾裝和涂裝三大部分,機艙和泵房的舾裝工程,歷來是項目建造的難點。不要看一艘船舶外面簡簡單單,其內(nèi)部的舾裝設(shè)備極其復(fù)雜,零部件數(shù)量繁多。卞宏建說,項目組組織多次研討會,將機艙和泵房的舾裝工程,劃分為13個單元模塊在車間內(nèi)制作,與分段搭載平行同步施工,既縮短了建造周期,也改善了施工條件,所以主發(fā)機組從吊裝到動車,僅耗時兩個月。

  在鐵建風(fēng)電01的建造過程中,另外一個難點是樁腿分段。一般情況下,樁腿分段是在豎立狀態(tài)下進行中組,焊接方式為手工焊。但項目組經(jīng)過調(diào)研,聯(lián)系外部資源組織對公司滾輪架進行技改,實現(xiàn)了滾輪架的同步性功能,樁腿分段改為水平中組,采用自動焊,大大提高了施工效率,且降低了人工成本。

  可以說,這些高效的建造手段,是中國船舶建造能力不斷增強的一個生動體現(xiàn)。

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