海上風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組分體安裝法及其應(yīng)用

孫廣喜，黃亞新

(1．中交第三航務(wù)工程局有限公司，江蘇連云港 222042;2．解放軍理工大學(xué)工程兵工程學(xué)院，南京 210007)

1 前言

目前，世界范圍內(nèi)海上風(fēng)電機(jī)組安裝方法，按照海上安裝過(guò)程可以分為2類:海上整機(jī)安裝方法和海上分體安裝方法;按照所采用的海上安裝設(shè)備可以分為3類:通用海上浮吊安裝法、海洋平臺(tái)安裝法和風(fēng)機(jī)專用安裝船安裝法。

海上整機(jī)安裝方法即在裝配基地將風(fēng)機(jī)機(jī)組完全組裝好，然后運(yùn)至海上擬建風(fēng)電場(chǎng)，整機(jī)安裝在風(fēng)機(jī)塔筒基礎(chǔ)上。海上分體安裝法是將風(fēng)電機(jī)組的各部件由制造廠運(yùn)至裝配基地進(jìn)行適當(dāng)組裝，然后再將各部件和組件(下文統(tǒng)稱“部件”)運(yùn)輸至擬建海上風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行逐件安裝。目前世界各國(guó)所建設(shè)的海上風(fēng)電場(chǎng)，僅有英國(guó)的Beatrice海上風(fēng)電場(chǎng)的2臺(tái)5 MW機(jī)組［1］和我國(guó)東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)的34臺(tái)3 MW機(jī)組采用了海上整機(jī)安裝方法，其余均采用海上分體安裝法。

通用海上浮吊安裝法，是采用通用的海上起重船進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組的安裝，風(fēng)機(jī)的海上運(yùn)輸可以用起重船本身所具有的運(yùn)載能力吊著風(fēng)機(jī)、由拖輪拖帶航行，也可以采用平板駁船運(yùn)輸。海上風(fēng)機(jī)專用安裝船帶有可伸縮的支腿和起重機(jī)，收起支腿便具有普通船舶的運(yùn)載能力，可用來(lái)運(yùn)輸風(fēng)機(jī);在安裝作業(yè)時(shí)，將其支腿伸出并插入海底，船舶就成為一個(gè)臨時(shí)固定的海上作業(yè)平臺(tái)，它可避免風(fēng)浪造成的搖晃。風(fēng)機(jī)的海洋平臺(tái)安裝法，就是在海洋平臺(tái)上配置起重機(jī)進(jìn)行海上風(fēng)電機(jī)組的安裝。

風(fēng)機(jī)專用安裝船的特點(diǎn)是將一般船舶的運(yùn)輸和自航功能、海洋平臺(tái)的自升功能以及起重船的起重功能融為一體。海洋平臺(tái)也是用支腿支承于海底構(gòu)成一個(gè)臨時(shí)固定的作業(yè)平臺(tái)，與專用安裝船的區(qū)別在于:海洋平臺(tái)一般沒(méi)有自航能力，也沒(méi)有常規(guī)船舶上通常所具有的其他必要設(shè)備和設(shè)施。

2 風(fēng)機(jī)海上分體安裝法總體工藝流程

風(fēng)機(jī)海上分體安裝法的總體工藝流程如圖1所示。海上分體安裝法的工藝流程主線是:工程施工策劃、裝配基地選址、運(yùn)輸安裝方案設(shè)計(jì)、裝配基地建設(shè)、風(fēng)機(jī)陸上組裝和海上分體安裝，其中海上分體安裝包括風(fēng)機(jī)海上運(yùn)輸、風(fēng)機(jī)海上吊裝過(guò)程，以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組驗(yàn)收規(guī)范》(GB/T 20319－2006)所規(guī)定的4個(gè)驗(yàn)收過(guò)程:單機(jī)調(diào)試、試運(yùn)行、機(jī)組預(yù)驗(yàn)收和機(jī)組最終驗(yàn)收。

對(duì)于大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)機(jī)群施工，應(yīng)組織流水作業(yè)，施工企業(yè)可以根據(jù)所投入的施工資源的數(shù)量和能力，確定每輪流水的機(jī)組臺(tái)數(shù)。在總體流程中，風(fēng)機(jī)陸上組裝、海上運(yùn)輸、海上安裝、機(jī)組調(diào)試、試運(yùn)行、預(yù)驗(yàn)收和最終驗(yàn)收7個(gè)過(guò)程構(gòu)成流水循環(huán)。

工程施工策劃的內(nèi)容主要有:顧客需要分析、工程施工組織形式包括分項(xiàng)外包的內(nèi)容以及工程項(xiàng)目目標(biāo)(質(zhì)量、成本及工效)等。工程施工策劃完畢后，可并行開(kāi)展裝配基地選址、塔基主要構(gòu)件預(yù)制及電纜采購(gòu)工作。近海風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)塔基的常用形式主要有單樁式、導(dǎo)管架式、重力式、負(fù)壓吸力桶式以及高樁承臺(tái)式等，這些基礎(chǔ)的主要構(gòu)件都需要在陸上先行預(yù)制，如果是施工方自行預(yù)制，一般是在裝配基地進(jìn)行。因此，在裝配基地的選擇時(shí)，不僅要滿足風(fēng)機(jī)組裝的需求，還必須考慮基礎(chǔ)預(yù)制所需的空間和設(shè)備及其存儲(chǔ)和出運(yùn)設(shè)施。風(fēng)機(jī)的運(yùn)輸安裝方案，可能涉及風(fēng)機(jī)的特殊構(gòu)造要求，例如，機(jī)艙吊裝時(shí)的吊掛方式就涉及機(jī)艙的吊點(diǎn)設(shè)置，因此，在風(fēng)機(jī)運(yùn)輸安裝方案確定后，需要及時(shí)與風(fēng)機(jī)制造廠進(jìn)行溝通協(xié)商，以便供應(yīng)商在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)制造時(shí)考慮運(yùn)輸和安裝的要求。

圖1 海上風(fēng)電場(chǎng)工程施工流程圖Fig．1 The construction process of offshore w ind farm

3 裝配基地的設(shè)置及風(fēng)機(jī)陸上組裝方案

3．1 裝配基地的設(shè)置

3．1．1 設(shè)置裝配基地的必要性

風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造廠一般在工廠裝配好以下幾個(gè)大部件(不計(jì)電氣設(shè)備)并向安裝施工單位提供:風(fēng)葉、分段塔筒、機(jī)艙和輪轂。這些部件一般由多家不同工廠生產(chǎn)。其中輪轂的導(dǎo)流罩也可能與輪轂本體分開(kāi)向安裝單位提供，塔筒分為2～5段提供。對(duì)于陸上風(fēng)電場(chǎng)，可以直接將這些部件運(yùn)至擬建風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行逐件安裝，無(wú)需設(shè)置裝配基地。但是對(duì)于海上風(fēng)電場(chǎng)，無(wú)論是海上整機(jī)安裝還是分體安裝，都必須設(shè)置裝配基地，原因?yàn)?a．有些從陸上運(yùn)輸?shù)牟考o(wú)法直接到達(dá)擬建的海上風(fēng)電場(chǎng)，需要風(fēng)機(jī)零部件的暫存中轉(zhuǎn)基地;b．為了盡可能減少海上作業(yè)程序和時(shí)間、降低海上作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，需要在陸上對(duì)風(fēng)機(jī)部件作適當(dāng)?shù)慕M裝，以減少在海上安裝的件數(shù);c．風(fēng)機(jī)塔基的主要構(gòu)件需要在陸上先行預(yù)制。

3．1．2 裝配基地設(shè)置的原則

基地的選擇與設(shè)置的原則主要有:

1)基地必須具有裝卸碼頭，碼頭岸線應(yīng)配備風(fēng)機(jī)最大部件所需的裝配、搬運(yùn)設(shè)備;

2)基地內(nèi)部場(chǎng)地應(yīng)滿足工程高峰期對(duì)風(fēng)機(jī)部件的臨時(shí)存放、堆存、組裝要求;

3)基地碼頭岸線水深應(yīng)滿足施工船舶的吃水深度要求;

4)基地對(duì)外交通便捷，與國(guó)內(nèi)外相關(guān)的海港可實(shí)現(xiàn)互通;

5)基地至擬建風(fēng)電場(chǎng)的船舶航道應(yīng)滿足運(yùn)輸最大組件所需的水深和通行空間要求;

6)基地與擬建風(fēng)場(chǎng)之間的距離應(yīng)適宜，以利于組織生產(chǎn)。

3．2 風(fēng)機(jī)陸上組裝工藝

3．2．1 陸上組合方案

風(fēng)機(jī)海上分體安裝法對(duì)海上運(yùn)輸和安裝設(shè)備的要求相對(duì)于整機(jī)安裝法要小，但分體安裝法在海上作業(yè)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，部件海上高空對(duì)接安裝作業(yè)量較大，安裝的時(shí)機(jī)受氣象和海況條件的制約性大，因此應(yīng)優(yōu)化風(fēng)機(jī)組裝方案，以達(dá)到既減少海上作業(yè)程序和時(shí)間，又降低海上運(yùn)輸安裝設(shè)備的規(guī)格、降低工程施工成本的目的。風(fēng)電機(jī)組由塔筒(2～5段)、風(fēng)葉(2～4片)、輪轂和機(jī)艙等幾大部件組成。一般情況下，風(fēng)電機(jī)組的制造廠在工廠將這幾大部件基本裝配完成后再運(yùn)至裝配基地，例如，江蘇響水近海風(fēng)電場(chǎng)2 MW試驗(yàn)機(jī)組，工廠向安裝施工單位提供輪轂、機(jī)艙、3段塔筒和3片風(fēng)葉共8件。在裝配基地進(jìn)行組裝時(shí)，這些部件可以有多種組合方式，但根據(jù)安全、經(jīng)濟(jì)、高效的原則，不外乎以下4種組合路徑。

1)風(fēng)葉與輪轂組合——風(fēng)輪:輪轂與風(fēng)葉組裝在一起的組件，稱為風(fēng)輪(或稱葉輪)。輪轂與風(fēng)葉分別由不同的廠家制造，這些部件運(yùn)抵基地后，可以將其組裝起來(lái)構(gòu)成一個(gè)組件——風(fēng)輪。

2)輪轂與機(jī)艙組合——機(jī)身:輪轂與機(jī)艙組裝在一起則是另一種組合方式，其組成件就是風(fēng)電機(jī)組的機(jī)身。

3)風(fēng)葉與輪轂、機(jī)艙組合——“海燕”:將輪轂、機(jī)艙與2片風(fēng)葉組裝在一起所形成的組件，其形狀與海燕相似(見(jiàn)圖2)，為敘述方便，稱該組件為“海燕”。不宜將輪轂、機(jī)艙和3片風(fēng)葉組裝成一個(gè)組件，因?yàn)檫@種組件既不便于存放，也不便于運(yùn)輸。

圖2 輪轂、機(jī)艙與2片風(fēng)葉組裝件——“海燕”示意圖Fig．2 Assemblies of hub，nacelle and two blades——“petrel”

4)各段塔筒組合——完整塔筒:制造廠通常將塔筒分為2～5段進(jìn)行制造，從制造廠到裝配基地的運(yùn)輸也是分段進(jìn)行。塔筒組合就是將各分段的塔筒進(jìn)行完全組裝或部分組裝，如4段塔筒可以根據(jù)需要組裝成3件、2件或1件。

一臺(tái)機(jī)組只能組裝出上述4種組件中的一部分組件。例如，一臺(tái)機(jī)組組裝出一個(gè)風(fēng)輪組件后，就不可能再組裝出“海燕”。根據(jù)以上4個(gè)組裝途徑，可以形成多種海上分體安裝組合。以江蘇響水近海風(fēng)電場(chǎng)試驗(yàn)機(jī)組為例，其幾組可行的組合方案列于表1。文章只討論表中的方案1，2和3，其余將另作專題研究。

對(duì)于3片風(fēng)葉的風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，僅就塔筒、風(fēng)葉、輪轂、機(jī)艙而言(不計(jì)電氣設(shè)備)，經(jīng)基地組裝后，在海上吊裝的部/組件數(shù)量最少為3件，如表1中的方案7和8。如果試圖組合成2個(gè)組件，那就失去了分體安裝法的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)槿粝虢M裝成2件，則只能是將塔筒組裝成一個(gè)組件，將風(fēng)輪與機(jī)艙組裝成另一個(gè)組件。而風(fēng)輪與機(jī)艙這種組合件不僅外形尺寸大，而且形狀極不規(guī)則，無(wú)論是在基地內(nèi)的組裝、存放、搬運(yùn)，還是至擬建風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)輸，所需投入的資源均不亞于整機(jī)安裝法。

3．2．2 主要組件的組裝工藝

機(jī)身和風(fēng)輪的組裝工藝較成熟，陸上風(fēng)電場(chǎng)施工中已經(jīng)大量采用?！昂Ｑ唷苯M件和塔筒組件的組裝是海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)中所特有的。

1)“海燕”組裝工藝:“海燕”在基地的組裝順序?yàn)?先在機(jī)艙上安裝輪轂形成機(jī)身，然后在輪轂上安裝2片風(fēng)葉。安裝“海燕”的2只“翅膀”有2種方法，即傾斜安裝法和水平安裝法。傾斜安裝法是順著輪轂風(fēng)葉軸承法蘭面的方向，分別裝上2片風(fēng)葉。水平安裝則是將輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使輪轂上的一個(gè)風(fēng)葉軸承法蘭面與地面垂直，吊起風(fēng)葉水平裝在輪轂上，然后轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂120°，再水平安裝另一片風(fēng)葉。

表1 風(fēng)電組機(jī)陸上組裝方案(3段塔筒和3風(fēng)葉風(fēng)機(jī))Table 1 Assembly programs of w ind turbine generator systems on land(The tower consists of 3 sections and the turbine w ith 3 blades)

2)塔筒組裝工藝:如前所述，塔筒可以進(jìn)行部分組裝或完全組裝。塔筒的組裝也有2種方法，即立式組裝法和臥式組裝法。立式組裝法與陸上風(fēng)機(jī)的塔筒安裝方法類似，首先將最下段的塔筒固定在組裝平臺(tái)上，然后依次組裝各段塔筒。立式組裝的塔筒一般采用立式運(yùn)輸，需要大型船舶。臥式組裝法目前國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)報(bào)道，文章暫時(shí)只提出方案設(shè)想，尚未深入研究。臥式組裝的塔筒，可以采用臥式運(yùn)輸，所需運(yùn)輸船舶要求不高，2 000 t級(jí)的方駁即可，裝卸和運(yùn)輸費(fèi)用較低。

4 風(fēng)機(jī)海上分體安裝技術(shù)——潛水船坐底安裝法

4．1 潛水安裝工藝

潛水船坐底安裝法所采用的安裝設(shè)備這里命名為“潛水安裝船”，作業(yè)時(shí)，潛水安裝船的船體潛入水中并坐落在海底進(jìn)行風(fēng)機(jī)部件的安裝。潛水安裝船是用潛水船加裝臂架式起重機(jī)所構(gòu)成的一種可浮、可潛、可移動(dòng)的組合裝備。潛水安裝船上設(shè)有排灌系統(tǒng)，通過(guò)排灌系統(tǒng)可以向船倉(cāng)內(nèi)注水或排水，以實(shí)現(xiàn)船舶的下潛和上浮。倉(cāng)內(nèi)注水時(shí)，船體可以負(fù)載下沉，也可以坐落于海床上，排水后可以將船上的負(fù)載上舉。潛水安裝船可以專門設(shè)計(jì)，也可采用現(xiàn)行的一些水工工程施工企業(yè)所擁有的、用于運(yùn)載混凝土沉箱的半潛駁［2］進(jìn)行改造，或用造船企業(yè)所用的作為浮船塢的半潛駁進(jìn)行改造，半潛駁加裝履帶起重機(jī)后便構(gòu)成潛水安裝船。這種安裝船改裝方便，可以租用社會(huì)上現(xiàn)成的半潛駁，但是半潛駁甲板的四角上各有一座塔樓，致使倉(cāng)面空間受限。采用專門設(shè)計(jì)的潛水安裝船，起重機(jī)的回轉(zhuǎn)空間可以不受限制，但投資大、建造周期長(zhǎng)。潛水安裝船的示意圖如圖3所示。

圖3 潛水坐底安裝船海上安裝風(fēng)機(jī)示意圖Fig．3 Sit sea diving vessels to install turbine

圖4為海上分體安裝法總體流程，即圖1中風(fēng)機(jī)海上安裝過(guò)程的子流程圖。該流程以表1中的方案3為例，風(fēng)機(jī)的主體在海上安裝共有3個(gè)部/組件，即塔筒、“海燕”和第三片風(fēng)葉。在風(fēng)機(jī)陸上組裝和塔基施工完成后即可開(kāi)展風(fēng)機(jī)海上安裝的相關(guān)工作，主要過(guò)程包括掃海、海底整平、船舶護(hù)底、潛水安裝船就位、潛水安裝船注水下潛坐底、起重機(jī)水平度調(diào)整，然后依次吊裝風(fēng)機(jī)塔筒底部的電氣設(shè)備及風(fēng)機(jī)主體部/組件:塔筒、“海燕”和第三片風(fēng)葉。在潛水安裝船就位下潛的同時(shí)，可根據(jù)各部件安裝次序的先后安排各部件運(yùn)輸至海上安裝現(xiàn)場(chǎng)。

4．2 掃海與海底整平

在潛水安裝船坐底之前，首先需要對(duì)風(fēng)機(jī)塔基周圍進(jìn)行掃海，以探明并清除海底凸起異物。首先用GPS對(duì)潛水安裝船坐底區(qū)域進(jìn)行放線，4個(gè)角點(diǎn)用紅白相間的浮標(biāo)拋錨固定。用測(cè)深儀對(duì)施工區(qū)域的水深進(jìn)行測(cè)量，然后采用軟式拖底法進(jìn)行掃海，所用底索距離海底的高度控制在0．3～0．5 m之間，掃海船速和掃海重疊帶寬度都應(yīng)控制在規(guī)定值范圍內(nèi)。若海底的平整度不足、坡度較大，應(yīng)進(jìn)行整平。整平的方法一般采用填砂袋法。潛水安裝船的甲板面上設(shè)起重機(jī)水平微調(diào)系統(tǒng)，海底整平后，用該系統(tǒng)對(duì)安裝船上的起重機(jī)的水平度進(jìn)行精確調(diào)整。

圖4 風(fēng)機(jī)海上安裝流程圖(潛水船安裝法)Fig．4 Installation process of offshore turbine generator system s(assemb ly m ethod using diving ship)

4．3 潛水船護(hù)底

4．3．1 原理

對(duì)于泥沙質(zhì)海床，潛水安裝船坐落于海底后，船體阻礙漲落潮時(shí)的水流使船舷兩側(cè)潮流流速加大，湍流作用加大了對(duì)船底周圍泥面的沖刷淘蝕，從而可能導(dǎo)致潛水安裝船隨著潮流的沖刷而逐漸陷落、滑移或傾斜，這將使安裝船傾斜而影響風(fēng)機(jī)安裝作業(yè)的可靠性。另外，船底坐落于海底淤泥面負(fù)重作業(yè)后，潛水安裝船的船底將產(chǎn)生很大的泥面吸附力，導(dǎo)致完工后潛水安裝船上浮困難。因此，必須對(duì)潛水安裝船采取護(hù)底措施。護(hù)底技術(shù)的基本原理，是在坐底安裝船船底與泥面之間鋪設(shè)一層履蓋物，要求履蓋物不僅能罩住船底及其周圍泥沙面，而且能保證其與船底接觸面間仍有空隙。具體的護(hù)底方法有兩種:一種是簡(jiǎn)單地只在海底鋪設(shè)袋裝砂，適用于風(fēng)浪較小的海域;另一種是在海底鋪設(shè)軟體排，適用于風(fēng)浪、水流較大的海域。

4．3．2 護(hù)底工藝

2)軟體排法:當(dāng)風(fēng)浪和水流較大、砂袋可能被逐個(gè)卷走的情況下，應(yīng)采用軟體排護(hù)底法。軟體排護(hù)底技術(shù)已廣泛應(yīng)用于水運(yùn)航道工程中［3］。軟體排法的防沖刷和防吸附的原理與砂袋法相同，區(qū)別在于砂袋是離散的覆蓋物，而軟體排是成片覆蓋物，防沖刷功能更強(qiáng)。軟體排的主體是單層或多層土工織物，上面均勻排布一系列長(zhǎng)管狀砂袋作為壓載物。管狀砂袋由土工織物縫制而成，內(nèi)部充填砂料，通過(guò)縫制在排布上的若干砂肋套固定在排布上。為了增加軟體排的強(qiáng)度，在與管狀砂袋垂直方向均勻縫制加筋帶(見(jiàn)圖5)。軟體排鋪設(shè)于海底后，在其四周放置壓載物，以防止軟體排被波浪席卷而去。

圖5 砂肋軟體排構(gòu)造示意圖Fig．5 Structure of sand ribbed flexiblemattress

4．4 安裝船潛水

潛水安裝船在高潮位時(shí)按照指定位置進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)拋錨就位，平潮時(shí)船艙注水進(jìn)行下潛。下潛過(guò)程中應(yīng)監(jiān)測(cè)船體位置的變化情況，發(fā)現(xiàn)位置變化較大時(shí)應(yīng)停止注水下潛，待調(diào)整到預(yù)定位置和姿態(tài)后再繼續(xù)。潛水安裝船落底后，為了避免船底對(duì)泥面土體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，應(yīng)控制船艙的注水量，使船底對(duì)泥面的壓強(qiáng)在任何潮位都不大于10 kPa。在風(fēng)機(jī)吊裝施工過(guò)程中，還需要根據(jù)起吊構(gòu)件的質(zhì)量大小對(duì)船艙中的水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使?jié)撍惭b船的船底對(duì)泥面的壓強(qiáng)始終保持在10 kPa左右。

5 應(yīng)用

5．1 應(yīng)用項(xiàng)目概況

海上風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組分體安裝法的研究依托于江蘇響水近海風(fēng)電場(chǎng)試驗(yàn)機(jī)組項(xiàng)目進(jìn)行，所以，研究成果首先應(yīng)用于該項(xiàng)目。江蘇響水近海風(fēng)電場(chǎng)位于江蘇省響水縣沿海海域，規(guī)劃裝機(jī)容量200×104kW。試驗(yàn)機(jī)組為三葉片、上風(fēng)向、水平軸、變速變槳距風(fēng)機(jī)，額定功率為2MW，輪轂高度為70m，風(fēng)輪直徑為93m，每片風(fēng)葉長(zhǎng)度為45．3m。試驗(yàn)機(jī)組安裝于響水縣灌東鹽場(chǎng)海岸線外側(cè)約3．5 km處，平均高潮位時(shí)的水深約4 m。風(fēng)機(jī)的塔基采用群樁承臺(tái)式，基樁為8根直徑1．8 m的鋼管樁，承臺(tái)為直徑14 m的圓臺(tái)。基礎(chǔ)施工于2009年10月中旬完工，風(fēng)機(jī)海上安裝于2009年11月21日進(jìn)入海上安裝現(xiàn)場(chǎng)，11月23日安裝成功，電纜敷設(shè)于2009年12月中旬結(jié)束。

5．2 響水近海風(fēng)電場(chǎng)試驗(yàn)機(jī)組海上分體安裝

5．2．1 裝配基地的設(shè)置

響水近海風(fēng)電試驗(yàn)機(jī)組項(xiàng)目的裝配基地，設(shè)于蘇北最大的河流灌河岸邊的一座大型混凝土制品廠內(nèi)——三航局灌河混凝土預(yù)制廠。灌河為入海潮汐河流，河寬沿途600～1 000 m不等，乘潮可通航3 000 t貨輪。灌河預(yù)制廠距離出?？诩s8 km，距擬建響水近海風(fēng)電場(chǎng)約16海里(1海里=1．852 km)，廠內(nèi)現(xiàn)有120 t×25 m和160 t×25 m龍門起重機(jī)各一套，起升高度均為12 m，河邊建有5 000 t級(jí)突堤式碼頭兩座，龍門起重機(jī)可直達(dá)碼頭裝卸貨物。廠內(nèi)可騰出約40 000 m2的場(chǎng)地作為風(fēng)機(jī)裝配和部件存放場(chǎng)地，場(chǎng)地均可被廠內(nèi)的龍門起重機(jī)的作業(yè)范圍所覆蓋。大型運(yùn)輸車輛可直達(dá)廠內(nèi)，廠區(qū)距沿海高速公路約1 h的車程，距連云港港約45 n mile，其地理位置示意圖如圖6所示。

5．2．2 陸上組裝

根據(jù)裝配基地的現(xiàn)有設(shè)備和設(shè)施條件、項(xiàng)目工期要求以及施工單位的其他資源條件，從經(jīng)濟(jì)、工期及經(jīng)驗(yàn)等方面考慮，響水近海風(fēng)電場(chǎng)試驗(yàn)機(jī)組采用了表1中的方案3，即組裝后風(fēng)機(jī)的主體有5件:1只“海燕”、3段塔筒、1片風(fēng)葉，“海燕”的風(fēng)葉裝配采用水平法。圖7為“海燕”海上運(yùn)輸?shù)那榫啊?/p>

圖6 響水近海風(fēng)電場(chǎng)試驗(yàn)機(jī)組裝配基地的位置示意圖Fig．6 Location of assembly base of Xiangshuioffshore w ind farm

圖7 “海燕”海上運(yùn)輸Fig．7 Transportation on the sea of the“petrel”

5．2．3 海上安裝

風(fēng)機(jī)的海上安裝采用由半潛駁和履帶式起重機(jī)組合改裝的半潛駁坐底安裝船。半潛駁選用了“誠(chéng)基工7號(hào)”，其載重為4 000 t;所配起重機(jī)為德國(guó)CC5800履帶起重機(jī)，最大起重量1 000 t、起重力矩為12 860 t·m。圖8為半潛駁坐底安裝法的安裝過(guò)程照片，圖中顯示為半潛駁安裝船正在坐落于海底安裝風(fēng)機(jī)的第三片風(fēng)葉。響水近海風(fēng)電場(chǎng)試驗(yàn)機(jī)組項(xiàng)目?jī)H有1臺(tái)風(fēng)機(jī)，海上吊裝歷時(shí)2．5 d順利完成。

政治類課程的安排，目的是使學(xué)生提高政治意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生參政議政能力，了解和掌握國(guó)內(nèi)外政治經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)態(tài)，深刻理解中國(guó)共產(chǎn)黨帶領(lǐng)全國(guó)人民從站起來(lái)、富起來(lái)到強(qiáng)起來(lái)的偉大歷程。調(diào)查結(jié)果顯示，大部分學(xué)生認(rèn)為政治課的學(xué)習(xí)效果多依賴于教師上課的方法與技巧，希望任課教師在課上能夠多講一些與歷史有關(guān)，與中共黨史有關(guān)的偉大事跡，以調(diào)動(dòng)學(xué)生課上學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷。

圖8 響水近海風(fēng)電場(chǎng)試驗(yàn)機(jī)組海上安裝Fig．8 Installation of test turbine in Xiangshuioffshore w ind farm

6 結(jié)語(yǔ)

6．1 潛水船坐底安裝法的可靠性

潛水船坐底安裝法是一種可靠性較高的近海風(fēng)電機(jī)組安裝法，其可靠性由以下三個(gè)方面決定。

1)半潛駁和所加裝的履帶式起重機(jī)均是成熟的、可靠度較高的成品，所加裝的起重機(jī)只要與半潛駁甲板連接牢固，就如同一個(gè)整體，作為一種海上風(fēng)機(jī)安裝設(shè)備，可靠性較高。

2)文章潛水安裝船所采用的護(hù)底技術(shù)，在海洋航道工程領(lǐng)域中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，是成熟的技術(shù)，用于風(fēng)機(jī)安裝船護(hù)底也是成功的。

3)潛水安裝船坐底后，類似于海上平臺(tái)，解決了浮體在水上發(fā)生搖晃的問(wèn)題，能保證風(fēng)機(jī)安裝質(zhì)量。

6．2 潛水船坐底安裝法的特點(diǎn)

1)半潛駁安裝船改裝速度快，而且可以利用社會(huì)現(xiàn)有資源，不僅節(jié)省投資，而且提高了社會(huì)資源的利用率。

2)潛水安裝船閑置時(shí)，可拆解作他用，設(shè)備利用率高。作為大型裝備，這對(duì)降低企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本意義較大。

3)既可以用該方法進(jìn)行大型海上風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)?；┕?，也可用作其他安裝法在趕進(jìn)度時(shí)的補(bǔ)充。半潛駁安裝船的一大特點(diǎn)是改裝速度快、費(fèi)用低，當(dāng)需要加快工程施工進(jìn)度時(shí)，可租用社會(huì)上現(xiàn)成的半潛駁和履帶起重機(jī)，可迅速形成生產(chǎn)能力，避免施工企業(yè)常備大量的專用安裝設(shè)備。

6．3 需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題

1)研究風(fēng)機(jī)塔筒陸上臥式組裝的工藝及其工裝。塔筒的陸上臥式組裝對(duì)提高海上安裝的工效、降低施工成本具有較大意義，也便于安排海陸均衡作業(yè)，進(jìn)一步提高工效。

2)研究潛水船安裝法適用于較深海風(fēng)電機(jī)組安裝的可行性和經(jīng)濟(jì)性。

3)研制風(fēng)葉空中安裝專用夾具。響水試驗(yàn)機(jī)組安裝時(shí)，風(fēng)葉空中安裝采用的是繩索捆綁法，作業(yè)工效低;而且當(dāng)風(fēng)較大時(shí)，空中安裝可靠性較低。因此研制風(fēng)葉專用空中安裝夾具十分必要。

［1］ 莫為澤，馮賓春，鄧 杰．海上風(fēng)電機(jī)組安裝概述［J］．水利水電技術(shù)，2009，40(9):4－7．

［2］ 溫衛(wèi)軍．半潛駁出運(yùn)沉箱工藝介紹［J］．水運(yùn)工程，2004，(11):57－60．

［3］ 曹 棉．軟體排在長(zhǎng)江航道整治工程中的應(yīng)用［J］．水運(yùn)工程，2004，(9):70－73．