塢內(nèi)水上船舶傾斜角度安裝起重機(jī)方法研究

劉聰　練博強(qiáng)　陳景庚　趙登?！￡愊闃s

摘 要：隨著海上風(fēng)機(jī)單機(jī)容量的提升，葉片直徑擴(kuò)大，風(fēng)機(jī)塔筒、發(fā)電機(jī)組重量增加，對風(fēng)電安裝平臺配置的起重機(jī)性能要求更高，風(fēng)電安裝平臺配重的起重機(jī)主要有液壓式和純電式，與液壓式相比純電式起重機(jī)更加環(huán)保，維護(hù)成本低，但建造過程中容易受到船廠起重能力的制約。本文介紹一種塢內(nèi)水上安裝帶角度大型起重機(jī)的新安裝方法，將裝載起重機(jī)的運(yùn)輸船拖帶至船塢，通過船塢定位小車傾斜平臺適應(yīng)起重機(jī)的安裝角度，利用900t龍門吊起水吊裝起重機(jī)，解決了租賃大噸位浮吊成本高的難題，為類似船型大型設(shè)備安裝提供新思路。

關(guān)鍵詞：純電式起重機(jī);船塢;傾斜船體

中圖分類號：U66? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）10-0100-03

1前言

在近兩年開發(fā)的海上風(fēng)電項目中，歐洲海上風(fēng)電6兆瓦以上機(jī)組占據(jù)主流，6兆瓦以上的機(jī)型占到80%，國內(nèi)海上風(fēng)電機(jī)組以4兆瓦為主，6兆瓦以上機(jī)組在逐漸增多。隨著海上風(fēng)機(jī)單機(jī)容量的提升，葉片直徑擴(kuò)大，風(fēng)機(jī)塔筒、發(fā)電機(jī)組重量增加，對風(fēng)電安裝平臺配重的起重機(jī)起升重量、起升高度、吊裝幅度等要求更高。風(fēng)電安裝平臺配重的繞樁吊分液壓式和純電式，安裝方式略有不同。比如“海龍興業(yè)號”、“正力800”、“精銦1號” 風(fēng)電安裝平臺配置的均為液壓式繞樁吊，液壓式繞樁吊回轉(zhuǎn)總成安裝時可不考慮安裝角度，龍門吊吊裝回轉(zhuǎn)總成后待法蘭面螺栓預(yù)緊后通過外界液壓泵組將回轉(zhuǎn)總成旋轉(zhuǎn)至臂架安裝角度，之后吊裝臂架。

“華祥龍”及“三峽2000t風(fēng)電安裝平臺”配置的均為純電式起重機(jī)，純電式起重機(jī)無法通過外界液壓泵組將回轉(zhuǎn)總成旋轉(zhuǎn)至零位，廠內(nèi)臨時電源功率和頻率無法滿足回轉(zhuǎn)總成旋轉(zhuǎn)需求，回轉(zhuǎn)總成在吊裝時必須按臂架角度安裝，其他船廠一般在主船體下水后租賃大型浮吊通過浮吊移動傾斜指定角度吊裝回轉(zhuǎn)總成和臂架，使回轉(zhuǎn)總成安裝時滿足零位要求。

為廣州打撈局建造的1200t風(fēng)電安裝平臺配置的1200t純電式起重機(jī)回轉(zhuǎn)總成（回轉(zhuǎn)平臺和A支架）重量為820t，超出600t龍門吊起水能力，為節(jié)約大噸位浮吊租賃費(fèi)用，黃埔文沖龍穴廠區(qū)利用清塢檻的時機(jī)，將風(fēng)電平臺和運(yùn)輸船均拖帶至船塢，通過船塢定位小車和卷揚(yáng)機(jī)精準(zhǔn)傾斜風(fēng)電平臺，利用900t龍門吊起水安裝起重機(jī)，與碼頭采用大型浮吊吊裝相比安裝效率更高且成本更低。

2 塢內(nèi)水上吊裝策劃

為解決廣州打撈局風(fēng)電安裝平臺1200t純電式起重機(jī)的起水和安裝難題，集思廣益，多次討論后形成兩種起水安裝方案：

方案一：1200t風(fēng)電安裝平臺水平船臺滾裝下水后租賃1600t以上浮吊吊裝回轉(zhuǎn)總成及臂架，安裝時間預(yù)計4天，浮吊租賃費(fèi)用預(yù)估需要300萬元。選型浮吊需滿足以下指標(biāo)：起升重量820t時起升高度需≥85m，浮吊幅度需≥20m;起升重量450t時起升高度需≥45m，浮吊幅度需≥40m。

方案二：利用2020年第一塢次挖泥船清塢檻的契機(jī)平臺進(jìn)塢通過6臺20t卷揚(yáng)機(jī)和2臺引船小車來傾斜平臺，全站儀測量配合將船體精準(zhǔn)傾斜18.8°，振華重工裝載起重機(jī)的運(yùn)輸船在塢門打開后準(zhǔn)時進(jìn)塢， 重量為820t的回轉(zhuǎn)總成由900t龍門吊起水后直接安裝，安裝時間預(yù)計2-3天，平臺在挖泥船清塢檻結(jié)束前出塢，可節(jié)省300萬元大型浮吊租賃費(fèi)用。

但方案二能否順利實(shí)施面臨1200t起重機(jī)回轉(zhuǎn)總成吊裝鋼絲繩角度過大、平臺如何精準(zhǔn)傾斜18.8°、運(yùn)輸船到廠時間與出塢節(jié)點(diǎn)匹配等方面的難題。

3 塢內(nèi)水上吊裝技術(shù)難點(diǎn)攻克

3.1回轉(zhuǎn)總成吊裝鋼絲繩角度過大難點(diǎn)攻克

“華祥龍”1200t起重機(jī)為振華重工建造，與華南船機(jī)的起重機(jī)回轉(zhuǎn)平臺和A支架分開供貨方式不同，本平臺1200t起重機(jī)回轉(zhuǎn)平臺和A支架整體供貨，重量達(dá)820t。A支架頂部的4個吊碼（吊碼間距8m）吊裝時最高位置距路軌67.6m， 900t龍門吊1#吊鉤極限距路軌73.6m，即如果使用龍門吊吊排吊裝1200噸起重機(jī)回轉(zhuǎn)平臺和A支架，吊排和吊索具總長度僅剩6m的高度，而龍門吊吊排及吊索具最短距離為13m（吊排自身高度3.5m） 且吊裝時鋼絲繩角度較大（接近60°，吊排銷軸間距4.5m）。為解決上述技術(shù)難題，將廠內(nèi)長9m寬0.7m高1.2m的雙腹板工字梁通過增加兩側(cè)封板的形式改造成500t吊梁，降低改造費(fèi)用，500t吊梁共設(shè)4個250t吊點(diǎn)，外側(cè)吊點(diǎn)間距8m，內(nèi)側(cè)吊點(diǎn)間距5m，既能解決吊高空間有限的問題，又使鋼絲繩受力角度盡量垂直。

按照API規(guī)范，吊耳結(jié)構(gòu)以及與吊耳連接的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核需要考慮1.5倍的安全系數(shù)，所有結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度校核需滿足1.15倍的安全系數(shù)。

有限元分析結(jié)果顯示，500噸吊梁工裝吊裝結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析中，所有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均能滿足規(guī)范要求。

500t吊梁不僅能吊裝1200t起重機(jī)回轉(zhuǎn)平臺和A支架，也可吊裝圓柱式樁腿（采用內(nèi)側(cè)5m吊點(diǎn)），600t/900t龍門吊吊排維護(hù)期間又能使用該吊梁工裝作為臨時吊排吊裝分總段，降低吊排維護(hù)對生產(chǎn)進(jìn)度的影響，實(shí)現(xiàn)一種工裝多種用途。

3.2平臺精準(zhǔn)傾斜18.8°難點(diǎn)攻克

1200t起重機(jī)臂架安裝角度與平臺長度方向夾角為18.8°，在平臺主甲板上布置3臺20t卷揚(yáng)機(jī)，見圖4，平臺船艏東側(cè)的20t卷揚(yáng)機(jī)和400KN引船小車收纜，平臺船艏西側(cè)的20t卷揚(yáng)機(jī)放纜，6臺20t卷揚(yáng)機(jī)和2臺400KN引船小車每臺均布置3名以上起重人員觀察纜繩收緊情況，各司其職，及時收放纜繩，避免纜繩因受力過大出現(xiàn)斷裂。

在平臺右舷固樁室相同高度貼2個光靶，2個光靶間距68250mm，Y值為2個光靶平行于船塢寬度方向的數(shù)值（理論值為21995mm），平臺傾斜角度接近18°時，加大全站儀測量頻率，根據(jù)每次停頓卷揚(yáng)機(jī)的收放鋼絲繩量程和Y值變化的趨勢使起重人員和測量人員默契配合，最終使Y值達(dá)到21995±10mm，回轉(zhuǎn)平臺角度偏差≤0.01°。

4 生產(chǎn)準(zhǔn)備及方案執(zhí)行

“華祥龍”配置了2臺起重機(jī)，分別為350t/1200t起重機(jī)，振華重工一船供貨，為壓縮平臺進(jìn)塢時間，充分利用600t、900t兩臺龍門吊，合理安排吊裝順序，組織各部門對多種吊裝順序進(jìn)行逐個推演，每個工序的作業(yè)時間精確到小時，24小時無縫銜接，編制兩臺龍門吊并行作業(yè)的作業(yè)計劃，見表2，并嚴(yán)格落實(shí)各項吊裝前的準(zhǔn)備工作。為減少設(shè)備運(yùn)輸船舶滯留，運(yùn)輸船根據(jù)出塢時間提前4天發(fā)貨，既不產(chǎn)生運(yùn)輸船滯留費(fèi)也不增加平臺進(jìn)塢周期。

黃埔文沖龍穴廠區(qū)首次嘗試塢內(nèi)水上由900t龍門吊起水820t回轉(zhuǎn)總成（包吊排重量880t）， 在塢內(nèi)通過6臺20t卷揚(yáng)機(jī)和2臺引船小車來傾斜平臺，全站儀測量配合將船體精準(zhǔn)傾斜18.8°安裝1200t起重機(jī)，見圖5。現(xiàn)場實(shí)施時1200t起重機(jī)回轉(zhuǎn)總成的螺栓孔與基座法蘭面螺栓孔一一對應(yīng)，定位銷安裝非常順利高效，回轉(zhuǎn)總成從吊裝到全部的螺栓開始預(yù)緊僅用時2小時。回轉(zhuǎn)總成螺栓全部預(yù)緊后吊裝臂架，臂架與擱架位置吻合。

5 總結(jié)歸納

與其他船廠在主船體下水后由大型浮吊通過浮吊移動傾斜指定角度吊裝回轉(zhuǎn)總成和臂架相比本文介紹的塢內(nèi)水上安裝純電式起重機(jī)的方法，利用出塢節(jié)點(diǎn)，將裝載起重機(jī)的運(yùn)輸船拖帶至船塢，利用塢邊引船小車和卷揚(yáng)機(jī)傾斜風(fēng)電安裝平臺，利用900T龍門吊起水吊裝起重機(jī)，安裝效率更高且成本更低。

塢內(nèi)水上安裝純電式起重機(jī)的成功實(shí)施，是黃埔文沖龍穴廠區(qū)多個部門大膽創(chuàng)新、小心求證、緊密配合、協(xié)同奮進(jìn)的結(jié)果，達(dá)到了降本增效的目的，也為后續(xù)的“三峽2000t風(fēng)電安裝平臺”及類似船型大型設(shè)備安裝提供了新的思路。

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