龍?jiān)春Ｉ巷L(fēng)電:試驗(yàn)看未來(lái)

本刊記者 薛辰

龍?jiān)春Ｉ巷L(fēng)電:試驗(yàn)看未來(lái)

本刊記者 薛辰

龍?jiān)慈鐤|潮間帶試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)的價(jià)值在于，它為海上示范風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)建立起了一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條，使中國(guó)海上風(fēng)電規(guī)?；_(kāi)發(fā)成為可能。

多年后，回望中國(guó)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，龍?jiān)慈鐤|潮間帶試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)是值得人們記住的里程碑事件。這是記者2014年1月13日身處這片試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)時(shí)的真實(shí)所想。

值得一提的是，除了9款機(jī)型在試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)正常運(yùn)行以外，又不斷有大容量機(jī)型在此相繼并網(wǎng)發(fā)電。這是龍?jiān)醇哟a試驗(yàn)海上風(fēng)電的重要一步，最終目的是借助試驗(yàn)成果，讓龍?jiān)春Ｉ巷L(fēng)電能夠由潮間帶向深海擴(kuò)展，也讓中國(guó)海上風(fēng)電擁有一條健康的產(chǎn)業(yè)鏈條，以及可以看得見(jiàn)的商業(yè)未來(lái)。

回看試驗(yàn)歷程，需要提到一個(gè)重要事件：2010年9月28日，在如東環(huán)港外灘海堤外側(cè)潮間帶區(qū)域，30兆瓦潮間帶試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)建成投產(chǎn)。這是具有標(biāo)志性的產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)，它促進(jìn)了中國(guó)潮間帶風(fēng)電施工裝備、作業(yè)方式、基礎(chǔ)形式、機(jī)組運(yùn)維等環(huán)節(jié)的建立、優(yōu)化和改進(jìn)，大幅降低了風(fēng)電場(chǎng)千瓦造價(jià)成本。

這一事件讓人想到實(shí)施試驗(yàn)項(xiàng)目的組織者。早在2008年5月，龍?jiān)淳驮诮K組建海上風(fēng)電項(xiàng)目籌建處，2010年3月成立江蘇海上龍?jiān)垂?，?zhuān)門(mén)推進(jìn)如東潮間帶試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)。

可問(wèn)題是，在潮間帶建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)全球尚無(wú)先例，沒(méi)有現(xiàn)成的施工技術(shù)可以借鑒。潮間帶漲潮受淹、退潮見(jiàn)灘，在此區(qū)域建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)，常規(guī)的陸上和水上裝備幾乎沒(méi)有使用價(jià)值。從一臺(tái)風(fēng)電機(jī)組立在潮間帶的工作流來(lái)看，施工裝備、施工設(shè)計(jì)是其中的核心要素，而這兩點(diǎn)恰恰是全球風(fēng)電行業(yè)欠缺的。江蘇海上龍?jiān)垂靖笨偨?jīng)理高宏飆告訴記者，“在試驗(yàn)項(xiàng)目推進(jìn)之初，我們有一個(gè)基本的判斷，潮間帶風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目就是一個(gè)施工決定設(shè)計(jì)、裝備決定施工的

項(xiàng)目，也就是說(shuō)設(shè)計(jì)再好，施工做不到也白瞎；施工方式再好，裝備不給力也沒(méi)價(jià)值”。

正是基于這樣的判斷和建立產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展思路，就有了后來(lái)龍?jiān)春腿坏暮献?，造出了水陸兩棲?zhuān)業(yè)裝備，以及再后來(lái)龍?jiān)春驼袢A聯(lián)合成立江蘇龍?jiān)凑袢A海洋工程有限公司，期望以更強(qiáng)的施工裝備推進(jìn)潮間帶風(fēng)電施工技術(shù)進(jìn)步。

盡管有了專(zhuān)用施工裝備，但施工技術(shù)試驗(yàn)卻很不順利。

在如東環(huán)港風(fēng)電場(chǎng)升壓站，江蘇海上龍?jiān)垂究偨?jīng)理張鋼在和記者談起機(jī)組基礎(chǔ)施工時(shí)，用“心力憔悴”表達(dá)了他當(dāng)時(shí)的心情和壓力。

先來(lái)看混凝土承臺(tái)基礎(chǔ)，它是潮間帶試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)最先嘗試的基礎(chǔ)。當(dāng)時(shí)的裝備條件，也只能采取這種基礎(chǔ)形式。簡(jiǎn)單說(shuō)，這種基礎(chǔ)是通過(guò)圍堰把海水擋在外側(cè)，也就是在潮間帶營(yíng)造陸域工況，這顯然要付出比陸上更高的成本。僅從“做成”的角度看，這種形式的基礎(chǔ)算是成功的，但從立一臺(tái)機(jī)組花費(fèi)了約800萬(wàn)人民幣的施工成本看，顯然很不經(jīng)濟(jì)，而且做好這樣一個(gè)基礎(chǔ)至少需要44天的施工時(shí)間，效率讓人難以接受。

也正因此，“我們嘗試多樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)，這是一個(gè)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)風(fēng)電施工技術(shù)空白的做法?！备吆觑j回憶說(shuō)，當(dāng)時(shí)遇到兩個(gè)難題：一個(gè)是在“一會(huì)兒是海水一會(huì)兒是陸地”的環(huán)境中，如何對(duì)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)進(jìn)行防腐？另一個(gè)是如何計(jì)算風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)給基礎(chǔ)角架節(jié)點(diǎn)造成的疲勞？這種形式的基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)很多，一旦節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)裂紋，海水向里滲透，會(huì)產(chǎn)生越腐蝕越疲勞的惡性循環(huán)?！霸诮鉀Q關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)問(wèn)題的過(guò)程中，我們的團(tuán)隊(duì)特別注重整合全球的技術(shù)資源，最終讓這些問(wèn)

題得以解決?！?高宏飆說(shuō)。

這種基礎(chǔ)帶來(lái)的改變是，大量的現(xiàn)場(chǎng)工作轉(zhuǎn)為陸上進(jìn)行，減少了海上作業(yè)量，也就減少了海上施工裝備的使用費(fèi)用，13天便可使基礎(chǔ)具備機(jī)組安裝的條件，比混凝土承臺(tái)基礎(chǔ)少用21天。在試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)安裝的16臺(tái)機(jī)組中，有9臺(tái)機(jī)組采用了多樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)。

就在試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)緊鑼密鼓之時(shí)，江蘇海上龍?jiān)磭L試把歐洲海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)技術(shù)引入到試驗(yàn)項(xiàng)目中來(lái)，并于2010年8月13日試樁成功。值得說(shuō)明的是，盡管這種“有過(guò)渡段”單樁基礎(chǔ)沒(méi)有得到推廣，但卻引發(fā)了龍?jiān)春Ｉ巷L(fēng)電施工技術(shù)創(chuàng)新。

高宏飆解釋?zhuān)瑲W洲單樁基礎(chǔ)大多采用過(guò)渡段，即由“鋼管樁+過(guò)渡段+高強(qiáng)灌漿料連接”組成。必須考慮的風(fēng)險(xiǎn)是，這種單樁基礎(chǔ)在2010年批量出現(xiàn)過(guò)渡段灌漿連接失效，每基修復(fù)費(fèi)用約為12萬(wàn)歐元。還有一點(diǎn)是，如果推廣這種單樁基礎(chǔ)，就要從歐洲進(jìn)口灌漿材料，每基單樁的材料費(fèi)用在70萬(wàn)元人民幣左右。

正是考慮到有過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和成本，“由龍?jiān)措娏?、江蘇海上龍?jiān)?、江蘇龍?jiān)凑袢A、華東勘測(cè)設(shè)計(jì)院組成的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，開(kāi)始研究海上風(fēng)電無(wú)過(guò)渡段單樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，與其配套的大型扶正導(dǎo)向架、多功能一體化淺吃水可坐底潮間帶風(fēng)電施工船等相關(guān)施工裝備也在加緊研制中?！?高宏飆這樣告訴記者。

實(shí)際上，30兆瓦潮間帶試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目建成投產(chǎn)，就已彰顯潮間帶風(fēng)電施工技術(shù)上的示范性。此后，風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行和維護(hù)就成為這座試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)的一個(gè)重要試驗(yàn)任務(wù)。

2009年 10月20日是值得記憶的一天，首批2臺(tái)明陽(yáng)1.5MW機(jī)組（MY1.5-82/65 雙饋異步電機(jī)）并網(wǎng)發(fā)電。此后，2臺(tái)遠(yuǎn)景1.5MW（海上型EN1.5-82 雙饋異步電機(jī)）、2臺(tái)聯(lián)合動(dòng)力1.5MW機(jī)組（UP82雙饋異步電機(jī)）、2臺(tái)上海電氣2.0MW機(jī)組（W2000 雙饋異步電機(jī)）、2臺(tái)三一電氣2.0MW機(jī)組（SE9320III-S3繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子三相異步發(fā)電機(jī)）、2臺(tái)海裝2.0MW機(jī)組（H93CN-2.0MW異步、雙饋繞線(xiàn)式電機(jī)）、1臺(tái)金風(fēng)2.5MW機(jī)組（GW109/2500直驅(qū)永磁同步發(fā)電機(jī)）、2臺(tái)華銳3.0MW機(jī)組（SL3000 6極雙饋感應(yīng)電機(jī)）、1臺(tái)明陽(yáng)緊湊型2.5MW機(jī)組（SCD2.5/100半直驅(qū)永磁同步電機(jī)）先后并網(wǎng)發(fā)電，也就是說(shuō)如東潮間帶試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目安裝了8個(gè)廠(chǎng)家的9款機(jī)型、16臺(tái)風(fēng)電機(jī)組，實(shí)際裝機(jī)容量32兆瓦。

在閱讀“風(fēng)電機(jī)組情況”資料時(shí)記者注意到，9款機(jī)型“型號(hào)”表述中惟有遠(yuǎn)景能源機(jī)型強(qiáng)調(diào)了“海上型”。其實(shí)，參與如東潮間帶試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目的8個(gè)廠(chǎng)家無(wú)不是為了爭(zhēng)奪海上市場(chǎng)而來(lái)?！叭绻_(kāi)發(fā)商同行來(lái)這兒了解機(jī)組運(yùn)行和維護(hù)情況，即便我們有最看好的機(jī)型，也不會(huì)只推薦這一家的機(jī)組，相對(duì)好的機(jī)組也會(huì)推薦，但也不會(huì)害人家。”在如東環(huán)港風(fēng)電場(chǎng)升壓站，江蘇龍?jiān)春Ｉ瞎究偨?jīng)理助理陳強(qiáng)這樣告訴記者，“在所有機(jī)型中，遠(yuǎn)景能源的海上機(jī)型發(fā)電小時(shí)數(shù)比較高，而且連續(xù)3年都比較穩(wěn)定。還有一點(diǎn)是，遠(yuǎn)景機(jī)型可靠性比較高，至今沒(méi)有更換過(guò)大部件，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守?？梢哉f(shuō)，在機(jī)組免維護(hù)方面，遠(yuǎn)景走在了前邊。”

陳強(qiáng)稱(chēng)如東潮間帶試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)的試驗(yàn)情況“對(duì)外公開(kāi)”，但實(shí)際上，這9款機(jī)型的運(yùn)行和維護(hù)數(shù)據(jù)并沒(méi)有對(duì)外公開(kāi)發(fā)布。從機(jī)組20年的生命歷程看，3年的運(yùn)行時(shí)間還算不上“路遙”，但能看出這些機(jī)型的“馬力”。

數(shù)據(jù)顯示，從等效滿(mǎn)發(fā)小時(shí)數(shù)看，2013年遠(yuǎn)景1.5MW機(jī)型年等效發(fā)電小時(shí)數(shù)為2830小時(shí)，比第二名機(jī)型高出12%，比末名機(jī)型高出30%。值得一提的是，遠(yuǎn)景機(jī)型2011至2013年連續(xù)3年發(fā)電小時(shí)排名第一。從機(jī)型利用率看，在3年中，受大部件更換或其他故障影響，有8款機(jī)型可利用率年度排名發(fā)生過(guò)前后名次的變化，而遠(yuǎn)景機(jī)型可利用率在過(guò)去的3年時(shí)間年年位居第一。

再看機(jī)組出質(zhì)保的情況，截至2014年3月17日，除了遠(yuǎn)景機(jī)組已在2013年9月出質(zhì)保外，其他7個(gè)廠(chǎng)家的機(jī)組還未出質(zhì)保。按照現(xiàn)場(chǎng)人員的說(shuō)法，是“質(zhì)保期延長(zhǎng)了”。在高宏飆看來(lái)，機(jī)組出質(zhì)保是考量機(jī)組發(fā)電性能的重

要指標(biāo)，更是如東潮間帶試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維管理的試驗(yàn)內(nèi)容，其中的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)會(huì)應(yīng)用到2012年11月23日投產(chǎn)的如東150兆瓦潮間帶示范風(fēng)電場(chǎng)中。

回首看，如東30兆瓦潮間帶試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)給龍?jiān)春Ｉ巷L(fēng)電發(fā)展帶來(lái)了積極效應(yīng)。2010年12月6日，國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn)了龍?jiān)慈鐤|150兆瓦海上（潮間帶）示范風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目。這項(xiàng)工程分兩期實(shí)施，一期工程100兆瓦，選用21臺(tái)西門(mén)子2.38MW機(jī)組和17臺(tái)華銳3MW機(jī)組，2011年6月21日開(kāi)工建設(shè)，同年年底投產(chǎn)發(fā)電；二期工程50兆瓦，選用20臺(tái)金風(fēng)2.5MW機(jī)組，2012年11月23日投產(chǎn)發(fā)電。

值得回味的是，在一期工程開(kāi)工前，西門(mén)子在復(fù)核其機(jī)組基礎(chǔ)參數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)“疲勞參數(shù)”有問(wèn)題，于是向江蘇海上龍?jiān)刺岢鲑|(zhì)疑，接下來(lái)雙方深度研討，還請(qǐng)了來(lái)了第三方機(jī)構(gòu)參與論證，結(jié)果表明是西門(mén)子的基礎(chǔ)“疲勞參數(shù)”有點(diǎn)水土不服。西門(mén)子方面認(rèn)可了江蘇海上龍?jiān)吹幕A(chǔ)“疲勞參數(shù)”，并稱(chēng)機(jī)組立在如東潮間帶的多樁導(dǎo)管架基礎(chǔ)上令人放心。

尤其值得一提的是，江蘇海上龍?jiān)垂驹谑痉讹L(fēng)電場(chǎng)選擇機(jī)位進(jìn)行新型單樁基礎(chǔ)（無(wú)過(guò)渡段單樁）沉樁試驗(yàn)，歷經(jīng)兩次失敗后，終于在2011年8月31日試樁成功，鋼管樁垂直度偏差為1.3‰，滿(mǎn)足垂直誤差小于4‰的設(shè)計(jì)要求，令人驚喜和振奮。

新型單樁基礎(chǔ)沉樁成功，與配套施工設(shè)備能力的提升密切相關(guān)。高宏飆舉例，“大型扶正導(dǎo)向架，這是龍?jiān)凑袢A研制的配套施工設(shè)備，它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與校正沉樁垂直度，以實(shí)現(xiàn)打樁過(guò)程中單樁的有效導(dǎo)向和糾偏，可以做到垂直度誤差小于2‰?！痹趪L試新型單樁基礎(chǔ)時(shí)，“我們已經(jīng)有了荷蘭IHC公司生產(chǎn)的S-800液壓沖擊錘，以及‘龍?jiān)凑袢A1#’新型多功能安裝船等施工配套裝備?！备吆觑j補(bǔ)充說(shuō)。

但這并非新型單樁基礎(chǔ)施工的核心技術(shù)。高宏飆告訴記者，“新型單樁沉樁技術(shù)在于用錘的力度，每一錘的用力與地質(zhì)情況和鋼管的垂直度有關(guān)，也就是有一個(gè)相關(guān)性技術(shù)模型?！?/p>

新型單樁基礎(chǔ)的成功為潮間帶風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)多了一種選擇。2011年9月開(kāi)始，上海同濟(jì)大學(xué)對(duì)如東潮間帶56臺(tái)單樁機(jī)組進(jìn)行持續(xù)性?xún)A斜監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明新型單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)安全可靠，完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

與歐洲常規(guī)單樁基礎(chǔ)相比，龍?jiān)葱滦蛦螛痘A(chǔ)施工功效更高，前者需要8.2天才能使基礎(chǔ)具備機(jī)組安裝條件，而后者僅僅需要0.5天。新型單樁基礎(chǔ)的優(yōu)勢(shì)還在于，除了節(jié)省過(guò)渡段的灌漿材料、鋼材，還減少船舶、起重設(shè)備臺(tái)班費(fèi)。 “綜合測(cè)算下來(lái)，每基節(jié)省工程造價(jià)約190萬(wàn)?！备吆觑j表示，如東潮間帶示范風(fēng)電場(chǎng)56臺(tái)機(jī)組采用了新型單樁基礎(chǔ)，節(jié)約工程造價(jià)10640萬(wàn)元，相當(dāng)于增加利潤(rùn)10640萬(wàn)元。

由此，不難理解為什么龍?jiān)春Ｉ巷L(fēng)電獲得了“海上潮間帶風(fēng)電施工設(shè)備”、“鋼管樁打樁施工設(shè)備”、“鋼管樁沉樁施工工藝”等多項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利。

比專(zhuān)利更有說(shuō)服力的是數(shù)據(jù)。據(jù)透露，2013年1至9月，已完整投運(yùn)的如東潮間帶風(fēng)電場(chǎng)等效利用小時(shí)數(shù)比相鄰陸上環(huán)港風(fēng)電場(chǎng)利用小時(shí)數(shù)高出14個(gè)百分點(diǎn)。需要說(shuō)明的是，這14個(gè)百分點(diǎn)是在如東潮間帶風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組可利用率比相鄰陸上環(huán)港風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組可利用率低3.5個(gè)百分點(diǎn)的情況下的數(shù)據(jù)。這表明海上風(fēng)能資源優(yōu)勢(shì)明顯，發(fā)電效益更為顯著。

值得關(guān)注的是，在如東潮間帶，龍?jiān)闯遍g帶風(fēng)電試驗(yàn)仍在繼續(xù)。如果說(shuō)2009年6月開(kāi)工建設(shè)的30兆瓦試驗(yàn)項(xiàng)目不算經(jīng)濟(jì)賬的話(huà)，2012年9月開(kāi)工建設(shè)的50兆瓦試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目在運(yùn)作模式上有了改變：試驗(yàn)樣機(jī)機(jī)位由江蘇海上龍?jiān)垂咎峁?，而基礎(chǔ)施工、樣機(jī)吊裝、海纜鋪設(shè)等一切費(fèi)用則由廠(chǎng)商先期墊資，待試驗(yàn)樣機(jī)通過(guò)一定時(shí)間運(yùn)行以后，再由龍?jiān)匆暻榇_定是否進(jìn)行收購(gòu)。

截至2014年1月16日，2臺(tái)海裝5MW樣機(jī)、1臺(tái)東汽5MW樣機(jī)、1臺(tái)遠(yuǎn)景4MW樣機(jī)都已并網(wǎng)運(yùn)行，1臺(tái)明陽(yáng)6MW緊湊型樣機(jī)也將在此參與試驗(yàn)。與此前試驗(yàn)不同的是，已在此裝機(jī)的廠(chǎng)商都不急于通過(guò)江蘇海上龍?jiān)垂镜摹?40”運(yùn)行節(jié)點(diǎn)，而是積極進(jìn)行各自的測(cè)試，為未來(lái)匹配更好的產(chǎn)品做準(zhǔn)備。

龍?jiān)丛俅螢閺S(chǎng)商提供了“商演”舞臺(tái)，至于誰(shuí)的樣機(jī)能受到海上風(fēng)電市場(chǎng)的青睞，時(shí)間會(huì)給出最好的答案。