A2SEA新一代海上風(fēng)電安裝船提升系統(tǒng)安裝實(shí)例

林立營

摘 要：A2SEA系列風(fēng)電安裝船由中遠(yuǎn)船務(wù)（啟東）海洋工程有限公司設(shè)計(jì)建造，目前已經(jīng)成功交付兩艘，分別為：“Sea Installer”，“Sea Challenger”。該系列風(fēng)電安裝船是當(dāng)代世界最先進(jìn)、自動(dòng)化程度高、集大型風(fēng)車構(gòu)件運(yùn)輸、起重和安裝功能于一體的海洋工程專業(yè)特種船舶。其中每艘船都配備了由GuSto MSC提供的9000C型液壓提升系統(tǒng)，此系統(tǒng)為全船的核心系統(tǒng)，其安裝調(diào)試過程復(fù)雜，且周期長，基本貫穿整個(gè)項(xiàng)目的建造過程，因此對(duì)整個(gè)項(xiàng)目有著到關(guān)重要的影響。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電安裝船；提升系統(tǒng)；圍井；安裝程序

1 A2SEA風(fēng)電安裝船簡介

（1）總長132.41米，型寬39米，型深9米，設(shè)計(jì)作業(yè)水深為30米，設(shè)計(jì)作業(yè)環(huán)境溫度為-20度至+35度。（2）由四條圓形樁腿組成，每條樁腿長度為82.5米，直徑4.5米。每條樁腿分別配備一套提升裝置，每兩套提升裝置配備一臺(tái)液壓動(dòng)力單元（HPU）。

2 提升系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)（每個(gè)圍井）

（1）該系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用年限為20年，可完成3650次提升作業(yè)。（2）基本技術(shù)參數(shù)：有效提升容量：5300T；預(yù)壓載容量：9000T；承載容量：9000T。（3）平臺(tái)提升速度：0.4m/min；平臺(tái)下降速度：0.5m/min；樁腿升降速度：0.67m/min。

3 提升系統(tǒng)安裝程序（每個(gè)圍井）

3.1 每個(gè)圍井的提升系統(tǒng)的主要安裝流程

下導(dǎo)向分段以及圍井分段制作與合攏；提升裝置部件組裝；提升部件上船安裝；上導(dǎo)向分段制作與合攏；下導(dǎo)向分段現(xiàn)場機(jī)加工；提升油缸連接；提升裝置對(duì)中調(diào)整；液壓動(dòng)力裝置（HPU）及其它部件安裝。以下將對(duì)主要的安裝程序進(jìn)行簡要地描述。

3.2 下導(dǎo)向分段以及圍井分段制作與合攏

（1）下導(dǎo)向分段制作完成后，與主船體結(jié)構(gòu)進(jìn)行合攏。（2）下導(dǎo)向分段合攏完成后，將圍井分段（分上下圍井兩部分）與主船體進(jìn)行合攏。

3.3 提升裝置部件組裝

3.3.1 每套提升裝置的主要部件及數(shù)量如下：導(dǎo)向框架（Guide Frame Segment），4只；中間導(dǎo)向框架（Intermediate Frame Segment），2只；提升油缸（Lifting Cylinder），8只；測(cè)量油缸（Measurement Cylinder），4只；連接軛（Yoke），4只；連接桿（Suspension Bar），8只。（如圖1所示）。

3.3.2 將提升系統(tǒng)的所有部件在一個(gè)寬闊的場地上有序地排開，對(duì)其中的主要部件，分別進(jìn)行組裝。

主要包括：

（1）導(dǎo)向框架（Guide Frame Segment）及中間導(dǎo)向框架（Intermediate Frame Segment）組裝。將4只導(dǎo)向框架以及2只中間導(dǎo)向框架分別拼裝成型，并進(jìn)行尺寸的測(cè)量，在確認(rèn)符合尺寸要求后，按照要求進(jìn)行裝焊。在裝焊過程中，需根據(jù)對(duì)應(yīng)的WPS以及焊接順序進(jìn)行，同時(shí)對(duì)尺寸進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，避免因?yàn)楹附幼冃味鴮?dǎo)致尺寸超差。焊接完成后，將導(dǎo)向框架與中間導(dǎo)向框架連接起來。注：導(dǎo)向框架的尺寸，因?yàn)樾枰獪y(cè)量三維尺寸，所以通過在框架內(nèi)部安裝多個(gè)全方位測(cè)量球來進(jìn)行測(cè)量。（如圖2所示）。

中間導(dǎo)向框架的尺寸，因?yàn)橹簧婕暗狡矫娉叽?，所以可用測(cè)距儀進(jìn)行測(cè)量。

（2）連接軛（Yoke）部件組裝。將連接軛平攤在場地上，將主提升銷子，油缸連接銷子等部件安裝到連接軛，并將內(nèi)部的潤滑油脂管路連接好。在組裝完成后，將主提升銷子保護(hù)好，防止污染與損壞。

（3）連接桿（Suspension Bar）部件組裝。將8根連接桿部件（4根上部分連接桿，4根下部分連接桿）組裝成4根完整的連接桿。

3.4 提升部件上船安裝

（1）將組裝好的導(dǎo)向框架與中間導(dǎo)向框架吊入圍井。（2）將組裝好的4只連接軛分別吊至導(dǎo)向框架內(nèi)，并安裝到位。（3）將8只油缸分別吊至導(dǎo)向框架內(nèi)，將油缸下端的吊耳連接到連接軛的連接銷子上，并將油缸的上端部用U型抱箍臨時(shí)固定在導(dǎo)向框架上，防止油缸傾倒。注：因?yàn)橛透追肿笥曳较?，所以在吊裝過程中，需要特別注意油缸的方向。

3.5 上導(dǎo)向分段制作與合攏

（1）上導(dǎo)向分段制作完工后，需按照廠家圖紙要求，對(duì)其進(jìn)行機(jī)加工，以達(dá)到尺寸以及精度要求。其中：a.上導(dǎo)向的主要尺寸及精度要求為：上導(dǎo)向的直徑要求為：4510（0，+1）mm；加工后的最小板厚為：50mm；垂直度：1.5mm；平行度：2mm；圓柱度：0.5mm。見圖3，上導(dǎo)向分段尺寸要求。b.提升吊耳（8只）主要尺寸及精度要求為：吊耳間的直徑：≥4540mm；吊耳孔徑：460（0，+0.1）mm；吊耳板厚：≥200mm。c.懸掛吊耳（4只）主要尺寸及精度要求為：吊耳孔徑：240（0，+0.04）mm。見圖4，提升吊耳及懸掛吊耳尺寸要求。（2）上導(dǎo)向分段機(jī)加工完成后，將4根連接桿分別安裝到4只懸掛吊耳上。（3）將上導(dǎo)向分段吊至圍井分段上部，進(jìn)行合攏。在裝焊過程中，需根據(jù)對(duì)應(yīng)的WPS以及焊接順序進(jìn)行，同時(shí)對(duì)尺寸進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，避免因?yàn)楹附幼冃味鴮?dǎo)致尺寸超差。

3.6 下導(dǎo)向分段現(xiàn)場機(jī)加工

上導(dǎo)向分段合攏完成后，按照廠家圖紙要求，根據(jù)上導(dǎo)向分段的中心，對(duì)下導(dǎo)向分段進(jìn)行現(xiàn)場機(jī)加工，以達(dá)到尺寸以及精度要求。相關(guān)尺寸要求如下：（1）下導(dǎo)向直徑：4510（0，+1）mm；加工后的最小板厚：40mm；垂直度：1.5mm；平行度：2mm；圓柱度：0.5mm。（2）上導(dǎo)向分段與下導(dǎo)向分段的同心度：？芨5mm；垂直度：？芨1.5mm。

3.7 提升油缸連接

（1）提升油缸連接過程中，需要將油缸的柱塞打出，由于整個(gè)提升系統(tǒng)還未完成，不能由船上的液壓動(dòng)力系統(tǒng)提供動(dòng)力，所以需要準(zhǔn)備一個(gè)臨時(shí)HPU，以及相應(yīng)的軟管，閥件，儀表等，與油缸組成一個(gè)臨時(shí)的液壓系統(tǒng)。（2）HPU以及管路需要進(jìn)行串洗，以使系統(tǒng)內(nèi)的液壓油至少達(dá)到NAS 7級(jí)。然后對(duì)這套臨時(shí)液壓系統(tǒng)進(jìn)行泵壓，查漏。（3）在系統(tǒng)檢查確認(rèn)無誤后，啟動(dòng)HPU，驅(qū)動(dòng)油缸的柱塞，直至提升油缸上部的吊耳到達(dá)上導(dǎo)向分段下口提升吊耳的位置，停止HPU。（4）將提升油缸的銷子插入油缸的吊耳以及提升吊耳，將兩側(cè)的蓋板安裝到位，用螺栓固定到位。（5）在8只提升油缸全部連接到位后，將安裝在上導(dǎo)向分段下口的4只連桿與導(dǎo)向框架連接起來。同時(shí)，拆除之前安裝的臨時(shí)U型抱箍。

3.8 提升裝置對(duì)中調(diào)整

（1）在提升裝置的主要部件都安裝到位后，需要將整個(gè)提升框架與上下導(dǎo)向分段進(jìn)行對(duì)中調(diào)整，以保證提升框架與上下導(dǎo)向分段在同一個(gè)中心上。（2）在上，下導(dǎo)向分段上分別用細(xì)鉛絲，拉設(shè)十字中心線，以找出上下兩個(gè)中心點(diǎn)。同時(shí)在導(dǎo)向框架的上下兩個(gè)端面上，通過全方位測(cè)量球拉設(shè)兩道十字中心線。然后從上導(dǎo)向分段的中心位置掛一根鉛垂線，通過導(dǎo)向框架，以及下導(dǎo)向的中心。（3）在導(dǎo)向框架的底部四個(gè)角的位置，放置4只液壓千斤頂，將導(dǎo)向框架頂起。在此過程中，通過調(diào)整四個(gè)千斤頂?shù)母叨龋瑏碚{(diào)整導(dǎo)向框架的中心。測(cè)量鉛垂線與導(dǎo)向框架內(nèi)的兩根十字線的兩個(gè)方向的距離，當(dāng)兩個(gè)方向的距離都小于5mm，且上下兩個(gè)面的數(shù)值基本相同時(shí)，則對(duì)中調(diào)整完成。（如圖5所示）（4）確認(rèn)對(duì)中調(diào)整完成后，將4根連接桿調(diào)整到位，然后完成裝焊。注：提升裝置部件上船后，在圍井區(qū)域的電焊作業(yè)前，需要安裝臨時(shí)接地線，以保護(hù)所有部件不被電焊所產(chǎn)生的電流所損傷。（5）在第一節(jié)樁腿吊裝之后，再次檢查提升框架與樁腿之間的四個(gè)方向的間隙，并進(jìn)行微調(diào)，四個(gè)方向的間隙基本一致后，將提升框架兩側(cè)的四個(gè)彈性塊與船體結(jié)構(gòu)焊接起來。

3.9 液壓動(dòng)力裝置（HPU）及其它部件安裝

（1）將2臺(tái)液壓動(dòng)力裝置（HPU）吊裝到相應(yīng)的艙室內(nèi)，調(diào)整安裝到位。（2）將提升系統(tǒng)中其它部件按照要求逐一檢查安裝到位。

4 結(jié)束語

不同類型的風(fēng)電安裝船，會(huì)配備不同形式的提升裝置，雖然其中存在一定的差異，但是基本原理都是類似的。在總結(jié)以往項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，同時(shí)根據(jù)項(xiàng)目建造過程中的實(shí)際情況，我們調(diào)整優(yōu)化了整個(gè)安裝程序，在保證施工質(zhì)量的同時(shí)，大大縮短了施工周期，同時(shí)也為同類型的項(xiàng)目積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]徐茂功.公差配合與技術(shù)測(cè)量[M].機(jī)械工業(yè)出版社.

[2]Jacking system type 9000C installation procedure，GustoMSC.