近日,由中交海峰风电发展股份有限公司(简称中交海峰风电)研发投资、上海振华重工(集团)股份有限公司建造的2500吨自升自航式风电安装平台“海峰1001”轮及1800吨自升自航式风电安装平台项目“海峰1002”轮,在振华重工启东海工基地举行交付仪式,进一步展现出我国在深远海核心装备研发设计和制造的能力。
攻关多项“卡脖子”难题
如今,沿海风场发展需求呈现规模化趋势,海上风电大直径单桩的自重已达近2000吨,并预计在未来增加至3000吨,对海上装备的起重能力要求不断提高。
中交海峰风电在船型设计、建造之初,广泛调研国内外海上风电的施工需求,综合分析风场水文、地质等条件,选择合适的施工工艺,并开展课题《深远海自升自航式风电安装船的研制与应用》,保障平台的起吊安装能力、风电设备运输能力、动力定位能力及其他各项总体性能满足使用要求,确定平台主尺度、作业水深、桩腿长度、可变载荷等关键参数。
作为我国自主设计的“最新款”海上风电安装平台,“海峰1001”轮的各项性能均达到或超过设计要求,可满足国内沿海风场砂性土、粘性土级类似地质的运输安装(打桩)一体化模式作业。
平台桩腿总长120米、最大作业水深达70米,耐波性能较好,更适宜深远海作业;风电安装船起重高度主钩甲板面以上160米、副钩180米、起重机预留臂架接长10米,可同时运输2套20兆瓦风机机组设备,各项技术性能居国内第一、国际一流。
在研发建造的过程中,中交海峰风电攻关多项“卡脖子”难题,实现信息化、智能化管理系统配置国产化,获得《海上风电安装船舶管理信息化系统》等知识产权。“海峰1001”轮是国内首艘申请CCS(中国船级社)智能船舶(I-ship)及绿色船舶(G-ECO)入级的海上风电安装平台,配有全船信息化数字化管理系统,集合重要系统运维数字化监控、智能数据分析、远程故障诊断等功能于一体。船舶在风场高效施工作业的同时,实现与岸基系统的高效沟通和提供智能决策,具备全船智能化管理的能力。
核心配套装备实现国产化应用
“海峰1001”轮主要由主船体、主辅起重机、4个桁架式桩腿、4套齿轮齿条式升降系统等组成,这些核心配套装备都实现了国产化应用。平台上的新一代绕桩式起重机,采用国内目前最大、直径达14.688米的剖分式三排圆柱滚子组合转盘轴承,结构紧凑、承载能力强、运行平稳,通过优化结构形式,实现2500吨的目前国内最大起重能力。
作为海上风电安装平台上下移动的关键装备,“海峰1001”轮的升降系统采用6层桁架式桩腿和齿轮齿条式变频控制技术,通过均载受力分析和控制方法,提升了平台升降作业的可靠性和齿轮齿条耐磨性,实现抬升速度每分钟0.5米,代表升降系统的齿轮爬升能力和支撑能力先进水平。
桩腿承载着风电安装平台的自重、作业载荷和环境载荷,是平台最重要的承载结构之一。中交海峰风电对自升式风电安装船拟施工地区地质条件、桩靴、桩腿参数进行研究,确定了冲桩系统管路和桩靴上下表面喷嘴的布置方式;研究设计可拆卸式的冲桩系统,并制定桩靴智能监测系统方案,取得了桩靴冲桩结构、拔桩关键参数监测点的布置结构等多项知识产权,获得《一种自升式风电安装船的桩靴冲桩结构》专利。其中,桩靴检测系统为国内首套自主研发的桩靴检测系统,集成度高、检测功能齐全,可以同时检测桩靴、桩腿受力及地质等情况并反馈至船舶控制系统,用于作业决策,显著提升平台船桩腿上拔操作的效率及安全性,便利后期维护。
随着海上风电的单机容量大型化、项目开发规模化、海上风电深远海化,中交海峰风电不断精进海上风电施工装备,从研发设计、核心到配套部件全面实现国产化,给未来海上风电设备、基础施工提供更优解决方案,为实现双碳目标贡献中交力量。