一、背景
根据最新数据显示,风能发电仅次于水力发电,占到全球可再生资源发电量的16%;海上风电虽然起步较晚,但是凭借海风资源的稳定性和发电功率大的特点,海上风电近年来正在世界各地飞速发展,在全球高度关注发展低碳经济的语境下,海上风力发电具备成为改变游戏规则的可再生能源电力的潜质;在中国人口密集的沿海地区,可以快速的建立起GW级的海上风电场这也使得海上风电可以成为通过经济有效的方式来减少能源生产环节碳排放的重要技术之一。
海上风电因为作业环境复杂,常常因为大风阻碍了设备的正常起吊,波涛汹涌的海浪影响吊装船的稳定,给海上风电的施工造成很大的困难,甚至严重影响海上风电项目的施工质量,从而对海上风电机组的正常运行产生一定的影响。海上风电机组吊装监督服务应运而生,其主要针对风电机组吊装、运输、现场安装等施工过程中的质量进行保驾护航。
目前海上风力发电机组吊装主要有整体式吊装和分体式吊装两大类,整体式吊装是指在码头将机组装配好后,利用大型驳船临时基座固定,采用拖轮牵引完成海上运输,最后采用大型浮吊整体吊装就位;分体式是指将风电机组各部件(塔架、机舱、叶轮、叶片)按照装配顺序运至机位,自下而上依次吊装。分体式吊装是当前海上风电吊装的主要形式,本文主要介绍海上风力发电机组分体式吊装的内容,海上风电机组吊装监督的主要目的是对机组吊装过程的安全要求、吊装方案的可行性、机组设备安全要求的执行情况、吊装方案执行的准确性、检验工作的真实性等进行全面的过程监督。
整体式吊装
分体式吊装
二、海上风电机组吊装的准备工作
1、熟悉海上机组吊装监督合同,明确机组吊装监督所涉及的阶段及内容;
2、收集机组吊装所涉及的施工组织设计、专项施工方案、装船技术方案、吊装安全措施及现场应急预案等资料,了解现场的组织机构、人员配备、工器具准备、施工内容及方式、安全措施及要求等内容;
3、依据业主方、施工方提供的技术资料,编制业主方认可的机组吊装监督方案,明确施工现场的机组吊装监督内容;
4、根据收集到的施工组织设计、专项施工方案、装船技术方案、吊装安全措施及现场应急预案、编制的业主认可的机组吊装监督方案等资料内容,开展现场机组吊装监督工作。
三、海上风力发电机组吊装的主要安全措施
在风电工程建设中各项设备的吊装基本就是施工过程中重难点,各项设备具有体积大、重量重、高度高、长度长等特点;这些在陆上风电工程施工中已经造成一定的困扰,在海上复杂的工况下,显得尤为突出,常常会因为环境因素造成海上施工存在较大的安全隐患,因此海上机组吊装的安全措施显得及其重要,机组吊装监督过程中,为保证机组吊装的顺利进行,从现场施工的一般安全措施、吊装安全措施等方面进行监督。
四、临港装船控制内容
海上风电设备分体式吊装会存在将各项设备(塔架、变压器单元和变流器单元控制平台、机舱、轮毂、叶片等)由码头运至机位点吊装,因此对临港装船过程进行相应的控制。
五、机组吊装控制内容
海上风电设备分体式吊装会存在将各项设备(塔架、变压器单元和变流器单元控制平台、机舱、轮毂、叶片等)由码头运至机位点吊装,因此对临港装船过程进行相应的控制。
5.1 基础的验收
海上风力发电机组吊装与陆上机组吊装基本一样,都是在基础施工完成并验收合格后进行机组吊装,目前海上机组基础以单桩基础形式居多,所以单桩基础施工是由施工准备-扫除清障-起重船就位-稳桩平台安放-辅助桩沉桩、加固-运输驳船就位-抬吊-立桩-桩入龙口-自重入土、调直-压锤稳桩、调直-液压沉桩、调直-高应变检测-沉桩至设计标高-内平台安装-100%UT检测-验收-集成式附属构件的安装-基础防冲刷保护-桩基础整体验收等程序组成,因此在海上机组吊装前应对基础施工结果进行确认,主要确认以下内容:
1、确认桩基础沉桩到位,标高符合设计要求;
2、确认桩基础垂直度,利用全站仪检测桩基础的垂直度,垂直度保证在0.05~0.1%;
3、确认内装平台安装合格,密封性符合要求;
4、确认已对基础桩顶法兰、顶法兰与桩体焊缝等位置进行100%UT检测,并检测合格、审核UT检测报告;
5、确认顶法兰水平度,顶法兰水平度符合机组吊装方案的要求;
6、确认集成式附属构件的安装方向、安装高度、安装固定等内容安装到位;首先确认塔架门朝向,在进行集成式附属构件安装时,将集成式附属构件外伸平台中心与后期安装塔架门的方向保持一致;安装完成后对集成式附属构件进行等电位检测,检测结果应符合设计要求;
7、确认已按照设计要求对基础进行防冲刷保护,一般采用抛石进行防冲刷保护;
8、审核基础施工记录、验收记录等文件。
5.2 机组吊装监督
海上风电设备分体式吊装的施工程序一般由施工准备-吊装穿就位-运输船位置确定-底段塔架预装、电气施工、吊装-其余段塔架吊装、电气施工-机舱、轮毂组合预装、整体吊装-三支叶片依次吊装-消缺-吊装验收等程序组成,机组吊装过程监督的主要内容跟随现场施工内容而定;
底段塔架的预装:
目前有些风电机组设备厂家要求在塔架制造厂内进行底段塔架预装、调试,底段塔架会直立发货,减少现场工作量。