孙灿
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摘要：近年来，我国海上风力发电取得了巨大的综合效益。为进一步促进海上风力发电实现良好发展，要高度重视海上风力发电机组的安装，运用先进、有效的安装技术，确保发电机组实现良好运行，大幅度提高海上风力发电质量和发电效率。文章结合相关案例项目和吊装设备的基本情况，探究海上风力发电机组安装技术，以期为海上风力发电机组安装提供参考。
关键词：海上风力发电机组；安装技术；分析
引言
在深、高、水密集的水域中，大型风车的运输和安装是世界一流的挑战，海上风电场建设技术委员会是一个西北欧洲国家，核心技术以欧洲国家为主。由于缺乏安装海空风电场的专业设施，已经在海上制造的风电场一般没有在风力较好的浅水和深海地区得到有效开发。当前，运输路线、瓶装车和辅助船的通用运行模式不再适合于深海巨型车辆的安装，受风流影响的安全高效的超自主安装平台，对于海上空气和风电场的建设具有重要意义，这些平台对运输、自行驶、重量存储、动力定位、海上动力驱动等具有重要意义。
1案例项目及吊装设备概述
某海上风电场占地面积大约为83km2，其装机容量计划为400MW，水深为22～31m，距离陆地最近距离约20km。案例项目试验风场具有特殊的地理环境和气候条件，在夏季，台风会对试验风场产生较大影响；在秋冬季，季风对试验风场产生的影响较大。对此，试验风场要避免在夏季和秋冬季进行施工，并确保所选施工机械具有较强的安全性和可靠性，有效保障安装质量，并加快吊装工作进度。在安装风电机组时，选用1200t自升式风电安装船对风机分体进行安装，对自航驳进行配备，运输相关风机部件。
2海上风力发电机组安装技术
2.1潜作业锚固定位
“三航工5”半潜作业所需要的窗口期较短，通常可以在1.5小时内完成下潜或起浮操作。通常会选择海上涌浪微小的时刻进行相关作业。由于“三航工5”曾经在下潜过程中出现过走锚现象，因此将结合现场走锚的现场还原，反向推算“三航工5”在底质条件下的锚抓地力，并以此为依据，推荐下潜作业过程中的海流流速限制条件。“三航工5”的艏锚设计采用CCS《钢制海船入级规范》临时系泊有关规定进行设计，锚的设计依据是通过舾装数进行确定。基于舾装数设计的锚及相关设备主要是为了满足在港口或遮蔽海域等待临时靠泊条件下的临时系泊。对于阻止船舶运动或漂移，基于舾装数的设计方法可能无法满足要求。
2.2安装下塔筒
（1）对基础环进行检查。再次复查基础环相应的法兰面水平度，确保水平度契合相关设计要求后，才能准予实施吊装；对法兰椭圆度进行检查，避免在与下塔筒进行对接时造成不便；对法兰表面进行检查，观察是否存在严重划痕，对过渡段内涉及的设备和各项附件进行妥善安装。（2）对塔筒进行检查。在塔筒起吊之前，需对塔筒在运输过程中形成的损伤进行细致检查和妥善修复，并检查法兰面圆度和存在的损伤、塔筒内外表面存在的损伤。通常，塔筒厂家会提供修复油漆，要使用修复油漆修补塔筒表面存在的油漆损伤部位。（3）对吊具进行检查。在安装塔筒吊具前，要检查吊带、吊具能否良好满足相关要求，并检查吊具挂设，确保吊具正确挂设。
2.3运用良好船艺规范操作
为达到安全拖航的目的，必须做好拖航前的各项准备工作，并运用所学的理论知识指导实践工作。包括作业前制定合理的拖带方案，向海事部门申请作业许可，保持与阳江港口交管中心和相关船舶密切联系，协调船舶进出港秩序及避让行动，尤其在平台船刚起拖离开风电场及接近航道时，船舶通航密度大，既要避让来往船舶，又要让清已建的风机桩基和浮标等，必须预先充分掌握相关的风浪、水流资料信息，正确预配风流压差，使用恰当的航速，必要时令护航船C协助拖轮控制船位；大风浪中拖航，在开敞水域中应尽可能采取滞航方法航行，不允许强行拖航，违章作业；以平台船A为圆心1海里为半径申请划定移动的安全作业区，护航船C在安全作业区边沿警戒护航，当本拖航船队与其它船舶产生不可避免碰撞的紧迫危险时，可由护航船负责强行阻拦，以减小相互间的碰撞损失。
2.4液压升降系统设计制造技术
与传统的钻井平台和小型安装板相比，大型安装平台是一个重量超过2万吨的大负荷，通常从四个圆腿延伸到100米以上。平台扭矩较大，上升时更稳定。由于海洋环境极其复杂，以往的构造方法已不再适用。针对惯性大、地面复杂、自身和环境荷载变化等问题，开发了液压升降偏移的水力非线性分析模型，优化了杠杆的偏移距离和固定高度，并开发了用于后桩的新型水动力提升装置。同时同步套管、多腿、多轴枢纽和控制方法，可在附着过程中定位插座，从而在复杂的海床上实现可靠、连续的平台上升。这将始终确保在每个桩与平台之间固定几支笔，以应对行业面临的重大挑战，这些挑战将消除每个桩与平台之间的巨大紧张关系，从而实现持续稳定。
2.5吊装直驱型机组叶轮
（1）主副吊机妥善就位后，遵循设备厂家具体要求，将吊具妥善挂好。（2）分别对主吊点两侧位置叶片套缆风绳保护套，按对称方式将4根缆风绳系好。（3）卸下轮毂工装支架相应的螺栓，同时启动主副吊车，缓慢升起吊钩，抬起2台吊机，与轮毂工装保持500mm的距离。通过主副吊的良好配合，吊起叶轮，从原位抬吊双机到甲板面上，与甲板面保持35m的距离。通过协同转动主副吊机把杆，平移吊起叶轮到安装船左舷外大约9.4m的位置，再对之竖转。在此过程中，主吊机起钩，副吊机则缓慢松钩，逐步将竖向2只叶片缆风带紧，调整控制叶轮方向。
2.6高空大风下叶片快速精准安装
当高空域的载荷发生变化时，大型叶片的安装孔和导向辊的安装孔的动态插入非常困难，安装误差范围仅为3mm，非常“不准确”。为了应对同时精确定位跨越100米以上风的大型叶片的挑战，开发了具有动态控制的恒定水平、恒定张力和恒定角度的两根绳索。可调角度控制的稳定剂，由恒压卡车、绳子、固定转向轮、小型自行车、轨道、步行车等组成。当叶片位置调整到叶片角度时，铁丝网出口绳索的位置会动态调整。这是通过起重机根部和头部的固定导向辊组和导向轮组来实现的。此外，还推出了新的紧凑转子支架、旋转平台、大型TN双速研究所、高容量轻型姿态和重型回转，并研制了一系列容量增强900、1200和3200t的大型完全可逆起重装置。
结束语
海上风电机组安装平台拖航作业，应充分考虑本海区风浪水流等自然因素的影响，合理安排拖航实施时间。为保障拖航作业安全，制定合理的拖带方案和配置合适功率的拖轮尤为重要；同时应充分考虑可能发生的危险情况，制定相应的应急预案。
参考文献
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