東海大橋風(fēng)電場 中國首臺海上風(fēng)機安裝成功
東海大橋風(fēng)電場
東海大橋風(fēng)電場位于東海大橋以東，將由34臺巨大的白色大風(fēng)車組成，以南北間距1公里、東西間距500米的密度，形成一片14平方公里的海上風(fēng)電示范區(qū)。風(fēng)電場將在明年世博會之前建成。
裝機容量達100兆瓦的東海大橋風(fēng)電場，通過海底電纜傳回電力，可為10萬戶家庭提供全部用電，年減排二氧化碳效應(yīng)相當(dāng)于5萬輛汽車停駛。
3月20日，中國第一臺，也是亞洲第一臺海上風(fēng)機在滬安裝成功，從此迎風(fēng)挺立于東海大橋畔。它不僅寫下了中國海上風(fēng)能利用的起始之筆，同時為我們的海上施工寫下了嶄新一頁。（本報3月21日、3月24日第一版曾作報道）
如何讓總高度超過30層樓的“大風(fēng)車”在海里穩(wěn)穩(wěn)扎根？如何精確控制這400噸龐然大物完成吊裝？這對國內(nèi)的設(shè)計、施工專家來說，都是沒有過先例的全新課題。
中國特色的“長腿螃蟹”
“我們可以說吃到了中國海上風(fēng)電的第一只螃蟹。”負責(zé)東海大橋風(fēng)電場總體設(shè)計的上?？睖y設(shè)計研究院總工程師陸忠民笑對記者。巧的是，“大風(fēng)車”正是被一只“長腿螃蟹”穩(wěn)穩(wěn)地馱起在東海海面；更值得驕傲的是，這只“螃蟹”完全是由國內(nèi)的研究機構(gòu)、高校和企業(yè)“吃”下來的，是真正的中國原創(chuàng)。
海上風(fēng)電在國內(nèi)剛剛起步。歐美雖有經(jīng)驗，但卻無法照搬到東海。陸忠民告訴記者，海上風(fēng)機的安裝，國外原本主要用兩個辦法：其一，直接將一根直徑6米左右的鋼管插入海底，再將風(fēng)機與之對接，此謂“單樁方案”；其二是“導(dǎo)管架方案”，就是將一個大型鋼結(jié)構(gòu)支架沉入海底，固定，再在上面豎起風(fēng)機。
但既有方案在東海都“水土不服”。首先，以我們現(xiàn)有的打樁裝備和工藝，暫時還無力將6米粗的鋼管插入海底。而更重要的是，國外的海上風(fēng)場，選址區(qū)域的海底是硬質(zhì)砂基，承受力大，而東海大橋位于長江口，10米水深以下的海底，沉積著滾滾長江千百年沖泄帶下來的淤泥質(zhì)土，足有20米厚?！斑@種土質(zhì)，含水量極高，十分軟弱，腳踩也會陷進去。”陸忠民解釋，如果用“導(dǎo)管架方案”，鋼結(jié)構(gòu)支架沉入海底，支撐腳在水流的作用下會把淤泥扒空，在打樁固定之前就會發(fā)生偏斜。
國外有公司表示，可以提供從風(fēng)機裝備到安裝施工、初期運行控制的一整套服務(wù)，不過在風(fēng)場初期運行的相當(dāng)一段時間內(nèi)不會提供相關(guān)資料——外方心里有一筆賬：屆時，國外新一代的風(fēng)機技術(shù)將會成熟，中國風(fēng)電相關(guān)產(chǎn)業(yè)，包括施工、裝備和服務(wù)業(yè)將被置于不利的競爭地位。如果我們想要跟上國際先進風(fēng)電技術(shù)，必須依靠自主創(chuàng)新。
經(jīng)過長期的周密研究，中國首創(chuàng)的“長腿螃蟹”方案脫穎而出——首先，在海底斜著打入8根80多米長、直徑1.7米的鋼管，圍成一個圈；隨后在8條“長腿”上澆筑一個直徑14米的混凝土承臺，相當(dāng)于“蟹殼”。等“長腿螃蟹”站穩(wěn)，再將風(fēng)機整體起吊，站上“蟹殼”，完成安裝。此外，由于有一條航道穿越東海風(fēng)電場區(qū)域，設(shè)計方還為“螃蟹”設(shè)計了一套可抗千噸級船舶撞擊的防護裝置。
“不可能的方案”連戰(zhàn)連捷
看了這個方案，多家國外廠商都聲稱，這不太可能實現(xiàn)——他們當(dāng)然估計錯了。
8條1.7米粗的“長腿”是目前國內(nèi)最粗的鋼管樁，為了將它們插入海底，上海工程機械廠開發(fā)出了世界上打擊能量最大的柴油打樁機，每次錘擊的爆發(fā)力超過600噸，打破了由德國保持的世界紀錄。
“長腿”一役獲勝，隨后就是構(gòu)建“蟹殼”。“蟹殼”對保持水平要求嚴格：根基稍歪一點，百米高的風(fēng)機就要變成“比薩斜塔”。為此，設(shè)計方想出了一個施工方案——在8條“長腿”上裝一個模子，先在模子里澆一層混凝土，隨后放入一個鋼制連接段，并用專門調(diào)節(jié)裝置校準水平，再澆筑剩余的混凝土，將連接段埋入“蟹殼”。最后，只留一段直徑4.5米的鋼管在外，準備與風(fēng)機下部的塔筒對接。
接下來，就剩下最核心的問題——如何吊裝“大風(fēng)車”。浩瀚大海，無風(fēng)三尺浪。如何依靠“隨波起舞”的起重船，將30層樓高的大風(fēng)車嚴絲合縫地完成對接？其中的訣竅，說白了還真不難懂。就像是給瓶子塞一個瓶塞。
陸忠民解釋說，先在“蟹殼”上搭個“瓶嘴”，上大下?。欢L(fēng)車塔筒底部則另裝一個“瓶塞”。起重船就位拋錨后，從運輸駁船上吊起風(fēng)車，小心翼翼地將“瓶塞”放進“瓶嘴”。等“瓶塞”蓋好，塔筒和連接段就已基本對齊。之后，只需要微微調(diào)節(jié)風(fēng)車，對準上下部件的螺孔，剩下的就是擰螺絲的活了。值得一提的是，為了防止在吊裝中因波濤起伏撞壞風(fēng)車，“瓶塞”底部還設(shè)計了一個“軟著陸”裝置。
紙上的方案落到實戰(zhàn)，還真的就如設(shè)想中那般順利。陸忠民回憶道，3月20日那天，談不上風(fēng)平浪靜，海上陣風(fēng)最大有七級。不過，首臺風(fēng)機的吊裝當(dāng)天就順利完成，天黑前就擰完了最后一個螺栓，自此，哪怕是50年一遇的大風(fēng)，風(fēng)車都能安之若素。
有一個工程細節(jié)不能遺漏。當(dāng)初，就風(fēng)機的吊裝討論過兩個方案：或是一截一截地吊裝，讓風(fēng)車在海上逐漸“長高”；或是在陸上裝好風(fēng)車，整體吊裝就位。考慮到東海的海況天氣，為盡可能利用一年中有限的施工“窗口期”，最終采用的是后一種方案。
“東海經(jīng)驗”或成全國樣板
從2003年啟動前期可行性研究，到2006年獲得國家發(fā)改委立項、開始招標，再到去年得到市科委支持，加緊關(guān)鍵技術(shù)研究——6年來，上?？睖y設(shè)計研究院、三航局、上海電力學(xué)院、同濟大學(xué)、上海交大等，聯(lián)手上海東海風(fēng)力發(fā)電有限公司，不斷闖關(guān)，研發(fā)投入數(shù)千萬元。這套風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計方案屬“世界首創(chuàng)”。
眼下，在洋山港，第二和第三臺海上風(fēng)機正在陸上組裝。有了首臺成功的底氣，4月初，它們將被同時裝上一艘駁船，運往風(fēng)電場，再同時完成安裝。等3臺機組就位，就會轉(zhuǎn)入風(fēng)機調(diào)試，為剩余的31臺風(fēng)機今后安裝積累經(jīng)驗。
據(jù)陸忠民透露，前3臺風(fēng)機的上上下下裝了許多各式各樣的傳感器，它們將為設(shè)計、施工和運營提供全方位的數(shù)據(jù)。這將為我國開發(fā)總潛力可達3億千瓦的近海風(fēng)資源探路，而東海大橋風(fēng)電場也因此有可能成為全國風(fēng)電的樣板和范例。
（中國混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請注明出處）
東海大橋風(fēng)電場位于東海大橋以東，將由34臺巨大的白色大風(fēng)車組成，以南北間距1公里、東西間距500米的密度，形成一片14平方公里的海上風(fēng)電示范區(qū)。風(fēng)電場將在明年世博會之前建成。
裝機容量達100兆瓦的東海大橋風(fēng)電場，通過海底電纜傳回電力，可為10萬戶家庭提供全部用電，年減排二氧化碳效應(yīng)相當(dāng)于5萬輛汽車停駛。
3月20日，中國第一臺，也是亞洲第一臺海上風(fēng)機在滬安裝成功，從此迎風(fēng)挺立于東海大橋畔。它不僅寫下了中國海上風(fēng)能利用的起始之筆，同時為我們的海上施工寫下了嶄新一頁。（本報3月21日、3月24日第一版曾作報道）
如何讓總高度超過30層樓的“大風(fēng)車”在海里穩(wěn)穩(wěn)扎根？如何精確控制這400噸龐然大物完成吊裝？這對國內(nèi)的設(shè)計、施工專家來說，都是沒有過先例的全新課題。
中國特色的“長腿螃蟹”
“我們可以說吃到了中國海上風(fēng)電的第一只螃蟹。”負責(zé)東海大橋風(fēng)電場總體設(shè)計的上?？睖y設(shè)計研究院總工程師陸忠民笑對記者。巧的是，“大風(fēng)車”正是被一只“長腿螃蟹”穩(wěn)穩(wěn)地馱起在東海海面；更值得驕傲的是，這只“螃蟹”完全是由國內(nèi)的研究機構(gòu)、高校和企業(yè)“吃”下來的，是真正的中國原創(chuàng)。
海上風(fēng)電在國內(nèi)剛剛起步。歐美雖有經(jīng)驗，但卻無法照搬到東海。陸忠民告訴記者，海上風(fēng)機的安裝，國外原本主要用兩個辦法：其一，直接將一根直徑6米左右的鋼管插入海底，再將風(fēng)機與之對接，此謂“單樁方案”；其二是“導(dǎo)管架方案”，就是將一個大型鋼結(jié)構(gòu)支架沉入海底，固定，再在上面豎起風(fēng)機。
但既有方案在東海都“水土不服”。首先，以我們現(xiàn)有的打樁裝備和工藝，暫時還無力將6米粗的鋼管插入海底。而更重要的是，國外的海上風(fēng)場，選址區(qū)域的海底是硬質(zhì)砂基，承受力大，而東海大橋位于長江口，10米水深以下的海底，沉積著滾滾長江千百年沖泄帶下來的淤泥質(zhì)土，足有20米厚?！斑@種土質(zhì)，含水量極高，十分軟弱，腳踩也會陷進去。”陸忠民解釋，如果用“導(dǎo)管架方案”，鋼結(jié)構(gòu)支架沉入海底，支撐腳在水流的作用下會把淤泥扒空，在打樁固定之前就會發(fā)生偏斜。
國外有公司表示，可以提供從風(fēng)機裝備到安裝施工、初期運行控制的一整套服務(wù)，不過在風(fēng)場初期運行的相當(dāng)一段時間內(nèi)不會提供相關(guān)資料——外方心里有一筆賬：屆時，國外新一代的風(fēng)機技術(shù)將會成熟，中國風(fēng)電相關(guān)產(chǎn)業(yè)，包括施工、裝備和服務(wù)業(yè)將被置于不利的競爭地位。如果我們想要跟上國際先進風(fēng)電技術(shù)，必須依靠自主創(chuàng)新。
經(jīng)過長期的周密研究，中國首創(chuàng)的“長腿螃蟹”方案脫穎而出——首先，在海底斜著打入8根80多米長、直徑1.7米的鋼管，圍成一個圈；隨后在8條“長腿”上澆筑一個直徑14米的混凝土承臺，相當(dāng)于“蟹殼”。等“長腿螃蟹”站穩(wěn)，再將風(fēng)機整體起吊，站上“蟹殼”，完成安裝。此外，由于有一條航道穿越東海風(fēng)電場區(qū)域，設(shè)計方還為“螃蟹”設(shè)計了一套可抗千噸級船舶撞擊的防護裝置。
“不可能的方案”連戰(zhàn)連捷
看了這個方案，多家國外廠商都聲稱，這不太可能實現(xiàn)——他們當(dāng)然估計錯了。
8條1.7米粗的“長腿”是目前國內(nèi)最粗的鋼管樁，為了將它們插入海底，上海工程機械廠開發(fā)出了世界上打擊能量最大的柴油打樁機，每次錘擊的爆發(fā)力超過600噸，打破了由德國保持的世界紀錄。
“長腿”一役獲勝，隨后就是構(gòu)建“蟹殼”。“蟹殼”對保持水平要求嚴格：根基稍歪一點，百米高的風(fēng)機就要變成“比薩斜塔”。為此，設(shè)計方想出了一個施工方案——在8條“長腿”上裝一個模子，先在模子里澆一層混凝土，隨后放入一個鋼制連接段，并用專門調(diào)節(jié)裝置校準水平，再澆筑剩余的混凝土，將連接段埋入“蟹殼”。最后，只留一段直徑4.5米的鋼管在外，準備與風(fēng)機下部的塔筒對接。
接下來，就剩下最核心的問題——如何吊裝“大風(fēng)車”。浩瀚大海，無風(fēng)三尺浪。如何依靠“隨波起舞”的起重船，將30層樓高的大風(fēng)車嚴絲合縫地完成對接？其中的訣竅，說白了還真不難懂。就像是給瓶子塞一個瓶塞。
陸忠民解釋說，先在“蟹殼”上搭個“瓶嘴”，上大下?。欢L(fēng)車塔筒底部則另裝一個“瓶塞”。起重船就位拋錨后，從運輸駁船上吊起風(fēng)車，小心翼翼地將“瓶塞”放進“瓶嘴”。等“瓶塞”蓋好，塔筒和連接段就已基本對齊。之后，只需要微微調(diào)節(jié)風(fēng)車，對準上下部件的螺孔，剩下的就是擰螺絲的活了。值得一提的是，為了防止在吊裝中因波濤起伏撞壞風(fēng)車，“瓶塞”底部還設(shè)計了一個“軟著陸”裝置。
紙上的方案落到實戰(zhàn)，還真的就如設(shè)想中那般順利。陸忠民回憶道，3月20日那天，談不上風(fēng)平浪靜，海上陣風(fēng)最大有七級。不過，首臺風(fēng)機的吊裝當(dāng)天就順利完成，天黑前就擰完了最后一個螺栓，自此，哪怕是50年一遇的大風(fēng)，風(fēng)車都能安之若素。
有一個工程細節(jié)不能遺漏。當(dāng)初，就風(fēng)機的吊裝討論過兩個方案：或是一截一截地吊裝，讓風(fēng)車在海上逐漸“長高”；或是在陸上裝好風(fēng)車，整體吊裝就位。考慮到東海的海況天氣，為盡可能利用一年中有限的施工“窗口期”，最終采用的是后一種方案。
“東海經(jīng)驗”或成全國樣板
從2003年啟動前期可行性研究，到2006年獲得國家發(fā)改委立項、開始招標，再到去年得到市科委支持，加緊關(guān)鍵技術(shù)研究——6年來，上?？睖y設(shè)計研究院、三航局、上海電力學(xué)院、同濟大學(xué)、上海交大等，聯(lián)手上海東海風(fēng)力發(fā)電有限公司，不斷闖關(guān)，研發(fā)投入數(shù)千萬元。這套風(fēng)機基礎(chǔ)設(shè)計方案屬“世界首創(chuàng)”。
眼下，在洋山港，第二和第三臺海上風(fēng)機正在陸上組裝。有了首臺成功的底氣，4月初，它們將被同時裝上一艘駁船，運往風(fēng)電場，再同時完成安裝。等3臺機組就位，就會轉(zhuǎn)入風(fēng)機調(diào)試，為剩余的31臺風(fēng)機今后安裝積累經(jīng)驗。
據(jù)陸忠民透露，前3臺風(fēng)機的上上下下裝了許多各式各樣的傳感器，它們將為設(shè)計、施工和運營提供全方位的數(shù)據(jù)。這將為我國開發(fā)總潛力可達3億千瓦的近海風(fēng)資源探路，而東海大橋風(fēng)電場也因此有可能成為全國風(fēng)電的樣板和范例。
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