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摘要:近年来,我国的海上风电建设越来越多,其施工工艺和作业环境不同与陆地。对安全管理提出新的要求。文章对海上风电安全管理重点进行了分析。
关键词:海上风电;施工;安全管理
引言
海上风电施工环境复杂,作业窗口期短,施工精度要求高,施工作业面分布广,统一协调调度难度大,不同地质环境下的风机基础施工、海上升压站施工、海缆铺设和风机吊装等关键施工技术可借鉴的成熟经验少,因此深入研究海上风电关键施工技术至关重要,这有助于破解海上风电施工难题,为我国海上风电高质量发展提供支撑。
1中国海上风电发展展望
在我国,风电是继火电、水电后的第三大电力来源,风电清洁、环保、无污染,是最具开发潜力的可再生能源形式,发展风电逐步替代火电已成为能源发展趋势之一。不仅如此,与陆上风电相比,海上风电具有风机发电量更高、单机装机容量更大、不占用土地可节省土地资源、避免陆上风电产生的大量基础建设资本支出和长距离传输损耗问题等优势。我国东部沿海属于经济发达地区,各产业发展活跃,整体用电量接近全国的一半。同时,我国东南沿海各省份有着很长的海岸线,属于我国沿海可开发和利用的风能储量约为7.5亿kW,是陆上风能资源量的3倍,储备空间巨大。因此,发展海上风电是大势所趋。中国海上风电行业市场前景十分广阔。根据BNEF(彭博新能源财经)分析,中国将在2022年赶超海上风电大国中的德国和英国,成为海上风电累计装机量最大的国家,海上风电累计装机量将达到1000万kW。在海上风电行业发展的大环境下,海上风电安装与运维配套设备的市场需求也将增加,从而促进配套设备市场的发展。
2海上风电施工作业面
(1)陆上施工作业面。根据工程特点和各种影响因素,以方便、合理、经济、施工总体要求和适合施工需要为原则,进行施工区域划分和施工现场总体布置。陆上主要布置的施工区域有集控中心施工区、升压站组装施工区、风机拼装出运施工区、导管架拼装施工区、外协专业厂和出运码头施工区,以及生活办公区、临时设施包括路、水、钢筋加工场、材料场、工地实验室等区域。(2)海上施工作业面。海上主要施工区域有风机核心施工区、海缆施工区、升压站施工区、场内(外)运输施工区等区域。施工基地宜集中布置,具有满足海上风力发电工程作业要求的码头并配备大型吊装和运输设备;海上风力发电设备组装场可设在陆上基地内,也可利用大型驳船;施工布置应减少对现有设施的影响。
3海上风电施工的关键环节
3.1海上服务工程船
海上服务工程船又称“海上运维母船”,顾名思义,是指吨位可达数千吨,航程远,拥有相当数量人员(40人以上)的居住生活设施以及一个月以上自持能力的大型运维船舶。该型船舶往往搭载海上自平衡登船系统,配置动力定位系统和一定能力的吊机,可以在较远海域和较为恶劣的海况(有义波高约为2.5m)下进行靠泊和海上风电场的海上运维服务。
3.2塔筒与风机吊装安全管理
1)塔筒内部登高作业,穿戴与风机生产厂家相匹配的专用安全带,并有效挂设生根牢固。2)夏季作业,配备防暑降温药品、盐汽水等,并采取有效通风防暑降温措施。螺栓紧固施工期间,施工人员带好耳塞,掌握相应电动扳手、液压扳手、液压拉伸器等工具安全技术操作规程。3)起重船到风机机位使用专用安全通道,安全通道及架设应符合安全要求。4)风叶安装严格执行厂家规定,风叶夹具使用前应检查脱钩可靠性,掌握天气及风浪潮高等因素,风叶吊起后禁止重新下落到甲板重复起吊。
3.3安全技术交底
(1)各参建项目单位在编写安全技术交底时,要根据分部、分项工程的工作内容、部位、作业环境以及天气情况编写,每一个作业活动的安全技术交底必须细致、全面、有针对性,需要绘制示意图时,须由编制交底人依据规范和现场实际情况绘制。(2)工作负责人对作业班成员进行现场交底,结合施工方案讲任务、讲风险、讲措施,并录音保留记录。使用外包队伍,应由责任部门技术人员(专业主管)对外包队伍的工作负责人、技术人员、安全员等进行交底,并保留记录。
3.4自升式海上风电安装平台
自升式海上风电安装平台系为海上风电机组的安装提供搭载的平台(船体),主要服务于海上风电场的建设阶段和风场运维过程中的大部件更换和维修。(1)自升式风机安装运维平台能在60m水深内进行插桩,通过升降装置将平台快速抬离水面从而站立于海床上进行作业,稳性高,受海况影响小,可作业的窗口期长,而浮吊船受海况影响较大,运维风机难度非常大。(2)自升式风机安装运维平台的运维效率高,能够快速地安装或者更换运维风机部件,从而减少风场建设时间和海上风机停机时间,从而最大可能地争取发电量;而浮吊船往往不具备更换叶片、风轮、齿轮箱、发电机、轴承、箱变等风机大部件的能力。(3)自升式风机安装运维平台专业综合能力强,平台上融合了多种如海上重型吊机、抱桩器、专用夹具等专用设备,仅需要一艘海上风电安装平台即可完成需要传统多型船舶共同完成的海上运输和施工任务。
4海上风电施工难点的应对
(1)加强天气监测,应对海上复杂施工环境针对海上风电施工风浪影响大的问题,日常施工时应安排专人负责海洋气象预报资料的收集、分析、比对。配置专人制定严格的船舶出港、回港管理流程及调度制度,力求在确保船舶安全的前提下充分利用施工窗口期。(2)加强潮位监测,应对施工船舶低潮坐滩。根据海上风电特定海域环境合理安排工期,选用适应外海浅吃水施工的大型船机,选用适应外海浅吃水作业的锚泊措施,在作业过程中应根据潮汐经常测量水深,确保船舶航行安全;施工方案应保证可靠、快捷、减少海上作业时间;施工安排做到环节紧凑、周密、高效。(3)制定专项吊装方案,确保单桩吊装安全。针对单桩起吊立桩,根据工程的实际情况认真研究吊装方案。严格按照海上风电吊装规范要求选择吊索具、校核吊耳强度、复核吊臂曲线等,编写单桩基础专项吊装方案。吊装方案经过评审后编制作业指导书,落实到每个作业人员。(4)制定专项施工方案,确保单桩垂直度。坐滩施工的起重船在进点就位后压水坐滩,船上应配置液压双层抱桩架,满足单桩沉桩施工。抱桩架上下层各配置8个回路的液压抱紧系统,配合甲板上架设的两台实时监测桩垂直度的全站仪(加弯管目镜和激光数显水平尺,正交法),可方便实现单桩基础垂直度调整,完全能保证沉桩的精度要求。(5)加强施工全过程管理,确保施工安全。开工前针对施工实际情况编制安全保证计划书,在施工过程中健全安全生产责任目标考核体系,建立健全安全生产管理制度,切实做好各岗位工种的安全教育培训工作,强化责任落实,加强隐患排查治理,积极开展各类安全管理主题活动,进一步把安全管理工作规范化、标准化、具体化,确保工程安全施工。
结语
综上所述,我国已进入大规模开发利用海上风资源的阶段,海上风电蓬勃发展。海上风电施工技术为发展海上风电的关键技术,只有深入研究海上风电施工地质特点及气候变化规律,才能够合理制定施工方案,确保施质量和施工周期。
参考文献:
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