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化風為電 開啟海上風電“大”時代

中國電力網(wǎng)發(fā)布時間:2023-07-07 08:59:57
“主鉤停,大臂停,吊機回轉向左……”對講機傳出的聲聲指令裹著海風,回蕩在“白鶴灘”號上空,重達54噸的風機葉片上,176顆螺栓分毫不差同時插入輪轂孔位,對位精度達到毫米級……6月28日,福建海上風電場,由三峽集團等單位聯(lián)合研制的全球首臺16兆瓦海上風電機組成功吊裝。

“白鶴灘”號吊機長萬漢平松開手中的操作桿,臉上露出一絲微笑,這已經(jīng)不是他第一次參與大國重器的建設了。5年前,萬漢平完成了他職業(yè)生涯中的首個得意之作——港珠澳大橋建設??粗矍耙慌_臺高聳的白色風機,他長舒了一口氣,緩緩說道:“我開吊機已經(jīng)二十多年了,之前的港珠澳大橋的吊裝還令我記憶猶新,現(xiàn)在又參與了16兆瓦風機吊裝,由衷感到自豪。”
萬漢平的確有理由自豪,他操作的“白鶴灘”號是全球首艘新一代2000噸級海上風電安裝平臺,同時也是目前國內(nèi)最先進的海上風電安裝平臺;他所吊起的16兆瓦風機,則是全球已建成的單機容量最大風電機組。如今,“全球首艘”遇上了“全球之最”,兩個“大國重器”在萬漢平手中完成精準對接。

“頭雁”效應引領產(chǎn)業(yè)生態(tài)

江蘇連云港大浦工業(yè)園區(qū)內(nèi),一支支百米長的“龐然大物”整齊碼放,等待奔赴深藍。中復連眾復合材料集團有限公司生產(chǎn)經(jīng)理薄杉杉指著它們說:“我們現(xiàn)在生產(chǎn)一只葉片只需要十來天的時間,可在十幾年前,我們連一支大風機機組葉片都造不出來,全得指望進口。”

2008年,由三峽上海院勘測設計的亞洲首個海上風電場——上海東海大橋海上風電項目正式開工,自此拉開了我國發(fā)展海上風電產(chǎn)業(yè)的序幕,僅用了4年左右的時間,我國便已實現(xiàn)葉片生產(chǎn)技術自主可控。16兆瓦風機所使用的123米超長葉片,由我國自主研發(fā)制造,擁有100%自主知識產(chǎn)權,代表了全球風電裝備的最新技術水準。


連云港中復連眾復合材料集團有限公司葉片生產(chǎn)廠

如今,16兆瓦海上風電機組巍然矗立在海面之上,三只123米長的葉片在空中舒展,等待著擁抱海風,化風為電。“現(xiàn)在我們生產(chǎn)的葉片已經(jīng)出口到了美國、德國、日本、韓國等近十個國家。”薄杉杉說。

16兆瓦風機的誕生極大推動了上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,促進與之相配套的工藝、技術、材料的進步。“如果沒有16兆瓦風機,我們就不會去研發(fā)生產(chǎn)123米超長葉片。光我們一家葉片廠,就涉及到上百家材料供應商,可以說16兆瓦風機帶動了我們上游全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。”薄杉杉介紹道。

有需求,就有動力。由16兆瓦風機催生的國產(chǎn)技術突破,還體現(xiàn)在軸承上。

16兆瓦機組所使用的主軸軸承直徑可達12米以上,這種重載大尺寸軸承,被行業(yè)評價為“我國風電軸承發(fā)展的里程碑”。洛陽LYC軸承有限公司總經(jīng)理助理董漢杰表示,16兆瓦海上風機主軸軸承解決了大尺寸軸承鋼材純凈度、偏析等系列問題,大大提升了我國高端軸承設計、制造、檢測等技術水平。

海上風電是典型的鏈條式產(chǎn)業(yè)——上游涉及葉片、軸承等關鍵零部件制造,中游為整機與基礎施工,下游則是風電場運維。一定程度上說,一國的海上風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平,折射的是該國的海洋工程技術進步和海洋經(jīng)濟發(fā)展能力。

“我們始終踐行‘海上風電引領者’戰(zhàn)略,堅持海上風電集中連片規(guī)?;_發(fā),堅定不移推動海上風電關鍵技術突破創(chuàng)新,當好海上風電產(chǎn)業(yè)鏈‘鏈長’。”三峽集團董事長、黨組書記雷鳴山說,“三峽集團作為‘頭雁企業(yè)’,就是要不斷激活產(chǎn)業(yè)鏈‘雁陣效應’,不斷增強產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈韌性和競爭力,這是中央企業(yè)的責任所在、使命使然。”

截至2022年底,三峽集團新能源裝機容量近3200萬千瓦,其中海上風電裝機容量近500萬千瓦,居中國第一,全球第二。

海上“穿針引線”穩(wěn)如磐石

高聳的武夷山脈與臺灣山脈,猶如小巷弄旁的兩面高墻,使得臺灣海峽海風勁掠。這里常年風高浪急、海況惡劣,施工作業(yè)本就困難重重,再加上16兆瓦風機葉片的葉根直徑超過5米,均布176顆螺栓,在進行吊裝時需要在百米高空將這176顆螺栓同時與輪轂精準對接。整個吊裝作業(yè)就如同在海上進行“穿針引線”,這對海上施工的條件和裝備提出了極高的要求。

隨著我國海上風電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,海上風電機組的單機容量不斷增大,海上風電項目持續(xù)向深遠海邁進,風機基礎施工和設備安裝難度急劇增加,與之匹配的大型施工船機設備資源緊缺,是很長一段時間內(nèi)制約海上風電工程建設的瓶頸之一。

如何在深遠海安全高效地進行風電基礎施工和風機設備安裝,成為我國海上風電高質(zhì)量發(fā)展的一道“必答題”。

為開發(fā)深遠海海上風電、攻克深遠海施工難關,推動海上風電開發(fā)空間實現(xiàn)倍數(shù)級增長,三峽集團決定自主打造海上風電施工裝備。

時間回到三年前,三峽物資招標公司副總經(jīng)理蔡肇斌接到了一個讓他既興奮又發(fā)愁的任務——用最快速度拿出海上風電關鍵施工船機籌劃方案。“海上風電施工船是我們之前從未涉足過的領域,專業(yè)人才也非常緊缺。”蔡肇斌回憶道,“但就算困難再多,我們也要搞下去!”

項目按照“立足國產(chǎn)、技術成熟、提高效率、經(jīng)濟可行”的原則正式開展。為保障“白鶴灘”號順利建成,三峽物資招標公司市場發(fā)展部經(jīng)理胡江波帶領項目團隊走遍了中國一萬八千多公里的大陸海岸線,同國內(nèi)數(shù)十家船舶設計、建造、關鍵設備廠家,開展了數(shù)十場調(diào)研交流。

“白鶴灘”號從正式開工到最終建成,僅用了一年零兩個月,成為全球首艘第四代2000噸級海上風電安裝平臺。


“白鶴灘”號

白鶴起舞向深藍!“白鶴灘”號于今年2月初在廣東陽江完成首秀,充分驗證了自己的作業(yè)能力。

為了順利完成此次16兆瓦海上風電機組首次吊裝,“白鶴灘”號從廣東航行560海里來到福建海上風電場。“穩(wěn)是在百米高空進行吊裝作業(yè)的關鍵,任何一絲晃動對于吊裝作業(yè)來說都有可能產(chǎn)生嚴重的影響,‘白鶴灘’號擁有四條120米三角桁架式樁腿,能夠緩慢插入海底,穿過淤泥直達粉土層,牢牢站立在海上作業(yè)點,此后通過馬達將平臺升至海面上方,使船體完全脫離水面,不受海浪影響,在施工時‘穩(wěn)如磐石’。”三峽物資招標公司“白鶴灘”號技術負責人王懷剛說。


“白鶴灘”號牢牢“站立”在海上作業(yè)點

不僅如此,“白鶴灘”號4200平方米的甲板面積,足有10個籃球場大,為安裝作業(yè)提供了寬敞的空間,加之其配有的2000噸級起重機,可滿足超大容量海上風電機組吊裝作業(yè)要求。“‘白鶴灘’號是目前國內(nèi)首屈一指的海上風電安裝平臺,其強大綜合作業(yè)能力給了我們充足的信心,此次吊裝也證明了以‘白鶴灘’號的能力進行16兆瓦風機吊裝工作還是游刃有余的。”三峽物資招標公司“白鶴灘”號總協(xié)調(diào)馮偉說。

“工欲善其事,必先利其器”。“白鶴灘”號實現(xiàn)了我國海上風電施工裝備的跨越式發(fā)展,促進了大型海上風電施工裝備制造技術升級,為我國海上風電集中連片規(guī)模化開發(fā)向近海深水區(qū)及深遠海邁進提供了強有力的支撐。

讓風電的“種子”在“奧林匹克”賽場中成長

從16兆瓦風機吊裝位置向西南行進60海里,便來到了福建福清江陰港,幾座偌大的廠房坐落在海濱之上,大小、形態(tài)各異的風機、塔筒和葉片陳列在一旁的空地之上,不遠處一排排風機正在隨風轉動,這里是福建三峽海上風電國際產(chǎn)業(yè)園(以下簡稱“產(chǎn)業(yè)園”)。

6年前,這里還是千畝沙地,如今已是一座集技術研發(fā)、設備制造、檢測認證、建設安裝、運行維護為一體的世界級海上風電產(chǎn)業(yè)集群。

翻開產(chǎn)業(yè)園的產(chǎn)品日志,讓人不禁心潮澎湃——

2019年9月,我國自主研發(fā)的8兆瓦、10兆瓦機組相繼下線,引領我國海上風電進入“兩位數(shù)”大機組時代;2022年2月,13兆瓦機組下線,創(chuàng)下亞洲地區(qū)單機容量最大、葉輪直徑最大風電機組紀錄;同年10月,13.6兆瓦機組下線,再次刷新這一紀錄;到如今16兆瓦機組樹立起全球風電裝備新標桿……

在我國海上風電起步初期,國內(nèi)在大容量風機制造方面,不僅在技術儲備上存在薄弱環(huán)節(jié),而且缺乏符合條件的大容量風機進行型式認證的場所,再加之研發(fā)需要承擔一定風險,導致大容量風機在研發(fā)、制造、實驗、驗證和推廣上都存在困難。

在福清興化灣,三峽集團投資建設的全球首個國際化大功率樣機試驗風場——福建興化灣海上風電試驗風場,被譽為海上風機的“奧林匹克”賽場。來自國內(nèi)外的8家知名風機廠商所生產(chǎn)的14臺5兆瓦以上風電機組在這里同臺競技,遴選出最先進的海上風電裝備廠商落戶產(chǎn)業(yè)園。

興化灣一期項目建設的海上風電試驗場實現(xiàn)了當年建設當年投產(chǎn),創(chuàng)造了當時機型最新、機型最多、單機容量最大、施工裝備最強、建設速度最快等多項紀錄。通過大容量機組達到降本增效,實現(xiàn)集約用海、節(jié)約用海,讓每一縷風發(fā)好每一度電,也為產(chǎn)業(yè)園引進先進海上風電裝備制造企業(yè)打下了基礎。

入駐產(chǎn)業(yè)園的東方電氣風電(福建)有限公司的黨支部副書記、副總經(jīng)理蘇寧列打了個有趣的比方:“興化灣就相當于一個‘試驗田’,我們將‘種子’(大容量風機樣機)先放進去,再基于運行數(shù)據(jù)和發(fā)現(xiàn)的問題進行反饋和優(yōu)化,才能更好地促進機組的迭代研發(fā)和批量生產(chǎn)。”

產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)在這里聚集,彼此間你追我趕,協(xié)同促進。產(chǎn)業(yè)園里的中國風電人,用兩年半的時間,創(chuàng)下了多項大容量海上風電機組示范驗證的紀錄,見證了我國海上風電重大裝備國產(chǎn)化制造能力的持續(xù)提升與創(chuàng)新突破。

福清市人民政府黨組成員,福州江陰港城經(jīng)濟區(qū)黨委書記、管委會主任施家雄表示,自落地經(jīng)濟區(qū)以來,產(chǎn)業(yè)園以其較強的產(chǎn)業(yè)集聚能力、創(chuàng)新研發(fā)能力和行業(yè)引領能力,正日益成為福建先進制造業(yè)的名片,為福州地區(qū)風電裝備制造立足全國乃至全球提供了一席之地。

福清市發(fā)展和改革局黨組副書記、副局長林劍鋒表示,海上風電產(chǎn)業(yè)對福清市經(jīng)濟的拉動作用明顯,江陰區(qū)打造的三峽風電產(chǎn)業(yè)園,成為地方經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè),不僅助力福清海洋經(jīng)濟再上新臺階,而且在當前形勢下形成新的產(chǎn)業(yè)鏈,對于穩(wěn)增長穩(wěn)就業(yè)起到重要作用。

愛拼才會贏。“來到福建多年,福建人的拼搏精神早已融入我們的血脈,我們的征途是深藍大海,通過拼搏實現(xiàn)海上風電領域高水平自立自強,為實現(xiàn)人與自然和諧共生的中國式現(xiàn)代化貢獻力量。”三峽集團福建分公司執(zhí)行董事、黨委書記雷增卷說。

來源:三峽小微

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