3月19號(hào)，全球風(fēng)能理事會(huì)（GWEC）公布了最新《全球風(fēng)能報(bào)告》：2019年，中國以1.98GW再次成為海上風(fēng)電新增裝機(jī)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(jī)基礎(chǔ)及塔筒、機(jī)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(yùn)送風(fēng)機(jī)等設(shè)備到達(dá)場址并保障后續(xù)安裝工程的實(shí)施。
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(jì)建造能力不斷提升，逐步擁有了一系列有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。去年年底，我國首艘自主設(shè)計(jì)、研發(fā)、建造，擁有完全自主知識(shí)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(tuán)有限公司投資打造、中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七○八研究所設(shè)計(jì)、啟東中遠(yuǎn)海運(yùn)海工承建，其4100噸的運(yùn)輸能力、1300噸的單樁重量、1300噸的繞樁吊機(jī)起重能力均為“國內(nèi)第一”，為2020年中國藍(lán)色經(jīng)濟(jì)發(fā)展再添大國重器。
1.強(qiáng)大性能展現(xiàn)大國實(shí)力
蔚藍(lán)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(gè)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(jī)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(diǎn)的運(yùn)輸船；其次，需要一個(gè)可以上下升降的作業(yè)平臺(tái)；最后，至少還需要吊裝風(fēng)機(jī)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(shí)現(xiàn)了自升平臺(tái)、自航運(yùn)輸、打樁施工、起重安裝、動(dòng)力定位等多項(xiàng)功能的一體化，融合了當(dāng)前世界最新科技，展現(xiàn)出強(qiáng)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(tái)，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(tái)沒有自主航行能力，需要拖船拖運(yùn)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(jìn)系統(tǒng)，航速可達(dá)到每小時(shí)7.5海里，續(xù)航力3000海里；配置液壓雙動(dòng)環(huán)梁升降裝置，可實(shí)現(xiàn)平臺(tái)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(yùn)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(yùn)載三套6兆瓦或兩套8兆瓦的風(fēng)機(jī)組件，運(yùn)輸能力可謂一流。
海上風(fēng)機(jī)的起重設(shè)備主要是起重機(jī)，起重能力和起重高度決定可以吊裝風(fēng)機(jī)的量級(jí)。鐵建風(fēng)電01配備了國內(nèi)最大的繞樁式起重機(jī)——雙鉤均1300噸的繞樁吊機(jī)，可以吊起一艘“輕型護(hù)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(jī)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(dú)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(dú)立完成8兆瓦及以下海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)沉樁。此外，鐵建風(fēng)電01配備DP-2動(dòng)力定位和四點(diǎn)錨泊兩套定位系統(tǒng)，使該船在六級(jí)風(fēng)下可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。何為動(dòng)力定位？鐵建風(fēng)電01的設(shè)計(jì)方——中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七○八研究所海工部總體科科長童波介紹，動(dòng)力定位就是依靠本船的動(dòng)力系統(tǒng)、推進(jìn)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(píng)價(jià)一艘風(fēng)電安裝船的性能，一般主要就是從運(yùn)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。
2.先進(jìn)設(shè)計(jì)鍛造船舶精品
除了在基礎(chǔ)裝備上有強(qiáng)大綜合效能，鐵建風(fēng)電01在設(shè)計(jì)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(jìn)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(jì)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(jī)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(dòng)力設(shè)備，達(dá)到節(jié)能目的。另外在船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、艙室布置和設(shè)備安裝等方面充分考慮振動(dòng)噪聲問題，使操作者感受到綠色船舶帶來的舒適友好?！?/p>
在信息化方面，鐵建風(fēng)電01采用了先進(jìn)的控制系統(tǒng)、監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)和船舶信息化系統(tǒng)，智能化程度更高?！澳枚ㄎ贿@個(gè)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(dòng)泊船方式。鐵建風(fēng)電01在錨泊定位之外還安裝了DP-2動(dòng)力定位，這完全是一套自動(dòng)化的控制方式，可以極大提高施工效率及安全性?！蓖ū硎荆皬淖鳂I(yè)的角度講，我們還配置了管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能物聯(lián)及船岸一體化，提供遠(yuǎn)程監(jiān)控、設(shè)備健康管理、視情維護(hù)與輔助決策服務(wù)，實(shí)現(xiàn)船岸數(shù)據(jù)互聯(lián)互通共享?！?/p>
不得不提的是，鐵建風(fēng)電01設(shè)計(jì)方在人性化方面也動(dòng)了一番腦筋。
“作為可以遠(yuǎn)洋航行的風(fēng)電安裝船，我們在設(shè)計(jì)之初考慮到各種人性化需求?！痹摯O(jiān)造組組長陳耀金介紹，WiFi網(wǎng)絡(luò)覆蓋全船的各個(gè)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(jī)、齊全的健身設(shè)備等實(shí)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(jī)停機(jī)坪，便于施工作業(yè)人員的往來和物資供應(yīng)。
3.更高效率彰顯中國速度
鐵建風(fēng)電01由啟東中遠(yuǎn)海運(yùn)海工承建，僅用16.5個(gè)月，便完成了全部的生產(chǎn)設(shè)計(jì)及總體建造，創(chuàng)造了國內(nèi)同類型產(chǎn)品中建造最快紀(jì)錄。
之所以能有這么高的效率，源于在建造過程中，施工團(tuán)隊(duì)采用了一些先進(jìn)技術(shù)，對過去的工藝進(jìn)行了一定改良。啟東中遠(yuǎn)海運(yùn)海工公司792項(xiàng)目經(jīng)理卞宏建介紹，生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，技術(shù)人員通過軟件進(jìn)行3D建模，在項(xiàng)目開工之前進(jìn)行“兵棋推演”，也就是在模型里推演整個(gè)建造過程。技術(shù)團(tuán)隊(duì)和建造團(tuán)隊(duì)組成聯(lián)合模型檢查小組，進(jìn)行拉網(wǎng)式篩查，排除專業(yè)干涉以及設(shè)計(jì)不合理影響施工的問題點(diǎn)，使該船的建造質(zhì)量處于嚴(yán)密監(jiān)控之下。整個(gè)建造過程下來，檢查小組給出的檢查意見達(dá)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(tuán)隊(duì)會(huì)組織專題會(huì)進(jìn)行研討，大大降低了設(shè)計(jì)差錯(cuò)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(jī)艙和泵房的舾裝工程，歷來是項(xiàng)目建造的難點(diǎn)。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(xiàng)目組組織多次研討會(huì)，將機(jī)艙和泵房的舾裝工程，劃分為13個(gè)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(jī)組從吊裝到動(dòng)車，僅耗時(shí)兩個(gè)月。
在鐵建風(fēng)電01的建造過程中，另外一個(gè)難點(diǎn)是樁腿分段。一般情況下，樁腿分段是在豎立狀態(tài)下進(jìn)行中組，焊接方式為手工焊。但項(xiàng)目組經(jīng)過調(diào)研，聯(lián)系外部資源組織對公司滾輪架進(jìn)行技改，實(shí)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(dòng)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(qiáng)的一個(gè)生動(dòng)體現(xiàn)。
