在今年上海国际海上风电展上,由江苏润邦重工股份有限公司(简称:润邦股份)展出的拥有自主产权的国内首制自升式专业海上风电安装平台的模型,一经亮相,即引起广泛关注,更有媒体评论其为中国海上风电安装设备崛起的象征!长期以来,受我国海洋工程装备技术发展起步较晚的影响,国内尚未有专业的海上风电安装平台。海上风电设备的安装一般由浮吊或其它船用起重机完成,在恶劣的海上作业环境中,由于不能保持被吊对象的平衡,以及不能消除重物的晃动,采用上述方式安装存在一定的风险。另一方面,由于海上风电安装起重机的核心技术大都被国外公司掌握,目前我国海上风电吊装设备主要依赖进口,成本过

首页 > 风电 > 海上风电 > 技术 > 正文

国内首制专业海上风电吊装平台探秘

2013-08-30 11:48 来源:船舶与海工杂志 

在今年上海国际海上风电展上,由江苏润邦重工股份有限公司(简称:润邦股份)展出的拥有自主产权的国内首制自升式专业海上风电安装平台的模型,一经亮相,即引起广泛关注,更有媒体评论其为中国海上风电安装设备崛起的象征!

长期以来,受我国海洋工程装备技术发展起步较晚的影响,国内尚未有专业的海上风电安装平台。海上风电设备的安装一般由浮吊或其它船用起重机完成,在恶劣的海上作业环境中,由于不能保持被吊对象的平衡,以及不能消除重物的晃动,采用上述方式安装存在一定的风险。另一方面,由于海上风电安装起重机的核心技术大都被国外公司掌握,目前我国海上风电吊装设备主要依赖进口,成本过高。同时,海上风电起重机设备需求的的大起重量、大起升高度、大工作半径等其它高性能要求也抬高了准入门槛。

事实上,受上述等因素的影响,国内还没有拥有自主专利产权的专业海上风电安装平台。不难想象,当国内企业能够突破技术钳制,自行研发建造出此类装备时,在业界产生的影响肯定是非同小可。那么,作为国内首制的专业海上风电安装平台,其又有哪些构成及特点呢?

一、安全平稳的自升式平台

该平台由润邦股份全资子公司南通润邦海洋工程装备有限公司设计建造。平台配备全回转舵桨和7台锚机,在作业区域具备自动定位能力。和坐底式平台相比,工作水深更大,工作稳定性良好。与半潜式钻井平台相比,维修保养费用相对较低,有效使用率更高。该平台在海上施工时,依靠提升机构将平台提升至水面以上,使平台在进行风电安装作业时不受潮汐及波浪的影响。

相比常见的采油、钻井平台,风电安装平台的升降更为频繁,采用液压油缸式桩腿机构比齿轮齿条式桩腿机构,使用寿命更长,工作更为可靠。

平台的液压升降系统共有四套升降机构,分别安装在平台艉部、平台艏部的左右舷位置。每套桩柱由固桩架、上环梁(固定环梁)、下环梁(动环梁)、桩腿桩靴、液压电控系统组成。此外,该机构采用高压液压独立控制单元,扩大了桩腿高度的可调节范围,有利于平台根据水深调节升降高度。中控高度、倾斜角度、升降同步、插销联动等传感控制系统确保了平台在大起升重量情况下稳定性更好,也使得平台可适应作业的海域范围更广。

该平台突出特点为:

1、专利桩靴设计,对地质要求较低,非常适合中国沿海区域。

2、采用液压插销式提升机构,寿命长,可靠性高。

3、关键系统采用进口力士乐、PARKER、REXROTH产品,高可靠性。

4、安全、成熟液压整体设计,已营运平台上应用效果良好。

5、独立液压控制单元,可灵活调整以适应不同海床情况。

6、中央电控系统,自动化程度较高。

二、高效的起重设备

该平台配置的起重设备由国内知名起重装备提供商南通润邦重机有限公司设计制造。旗下“杰马”品牌海上风电安装起重机是拥有完全自主知识产权的海上风电作业、超大型多功能吊装装备,主要安装于海上风电工程船/平台、半潜式海洋平台、自升式海洋平台、工程船等设备载体上,用于海洋风电设备安装、维护作业、海洋工程设备吊装作业、水上打桩作业、打捞作业以及水面货物装卸作业等。

该起重机可在环境温度-10℃~+40℃、相对湿度:95%、最大工作风速:20m/s、搁置时最大静止风速:55m/s、最大允许倾角(横/纵):3°/2°下进行作业,满足了海上风电设备安装的起重量大、起升高度高、工作跨距长、回转角度大等要求,解决了近海开敞海域吊装物的空中平衡、起升、变幅等执行机构安全以及海上高温、高盐度、高水分环境下设备的防腐等难题。

“杰马”海上风电安装起重机主要技术特点为:

1、设计和制造完全符合船级社规范要求;

2、卓越的负载曲线;

3、主要结构件均采用超高强度材料制作,并经CAE优化设计,整机重量轻,约为传统起重机重量的60%;

4、结构重心低;

5、尾部回转半径小,约为传统起重机尺寸的60%,节省甲板空间;

6、最小工作半径小,约为传统起重机尺寸的70%;

7、起升高度大,可达140m以上;

8、充分考虑起重机的长远使用价值,降低能耗,改善电气、液压元件的安装环境,提高起重机的经济性和元器件的寿命;

9、精心设计的机构,采用先进、成熟的驱动单元及传动机构,提高起重机的可靠性,降低故障率;

10、采用精确可靠的电液比例控制系统,使起重机操作平稳,稳定性好,系统功率损失小,降低起重机操作难度;

11、先进的表面涂装工艺技术,使设备在高温、高盐度、高水分的恶劣海上环境下符合设计使用寿命;

12、先进、安全、成熟的大容绳量起升绞车设计技术,使提升重量更大,起升系统更安全、高效,绕绳更合理,钢丝绳寿命更长。

“杰马”海上风电安装起重机研发成功以来获得了多项专利,并于2011年获“南通市科学技术进步二等奖”以及2012年被认定为“南通市首台(套)重大装备产品”。同时,“杰马”还被认定为“江苏省著名商标”和“江苏名牌产品”。

三、精准的打桩系统

和普通自升式平台相比,该平台还具备自动打桩功能。

南通润邦重机有限公司依托企业技术中心雄厚的科研实力,为该平台量身打造了精准、高效、自动化程度高的打桩系统,在此之前,国内外均无自动调节类型的打桩系统。

该打桩系统电比例阀与位移传感器及角度传感器组成闭环回路,采用PID控制。通过开环、闭环及手动操作,分步或多步实施,打桩精度达长度的千分之一,规避了在实际打桩过程中,由于船体倾斜及打桩系统结构微观变形和误差等参数不能完全掌握所带来的难题。

该平台使用700t的主吊机和柴油动力打桩锤D800-12配合进行打桩作业,能够打最大直径为φ5500的风电单桩钢桩,亦可进行群桩打桩作业。平台尾部设置可以调整倾斜度的固桩装置,确保垂直打桩。该打桩系统的主要打桩方法为:

1、根据零位,由于船的倾斜及打桩系统与船体机械联接,采用打桩系统上部的角度传感器和桩的直径参数,通过数学模型进行计算,设置开环控制的模式,确定A,B,A1,B1油缸(位移传感器)的伸出长度,桩就位,C,D,C1,D1相应夹紧。

此自动调整步骤完成后,人工使用水平仪或其他装置检测桩是否处于竖直状态,如在要求的竖直公差范围内,即可操作打桩。若存在偏差,则实施第二点自动调整。

2、采用外置V型测量块(通过油缸控制)上的角度传感器检查桩的实际姿态,通过闭环控制(PID模式)进行纠偏,纠偏完成后。

此自动调整步骤完成后,人工使用水平仪或其他装置检测桩是否处于竖直状态,如在要求的竖直公差范围内,即可操作打桩。若存在偏差,则实施第二点手动调整。

3、以上两步自动调整无法满足精度要求的情况下,通过人工使用水平仪或其他装置检测、目测或数字显示,由人工采集数据输入计算机,由计算机进行点动控制,相应控制A1,B1,C1,D1油缸(位移传感器)的伸出长度,反复及多次有效调整,再通过人工使用水平仪或其他装置检测桩是否处于竖直状态,如在要求的竖直公差范围内,即可操作打桩。

利用上述三种打桩方法,使该平台在作业中的打桩精度和效率比同类打桩系统提高50%。

2013年5月,该海上风电安装平台首次出海进行了风电安装作业。原计划15天的风电安装作业量,仅用了6天时间便全部完成,其高效的作业能力在业界引起巨大反响,这也再次佐证了国内首制专业海上风电安装平台为何广受关注。

随着全球风电产业的快速发展,未来海上风电项目中的单机容量越来越大,而高效的风电安装平台将成为风电安装设备的主流发展趋势。相信,国内首制专业海上风电安装平台的诞生,必将揭开中国风电安装领域新的篇章。

特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
展开全文
打开北极星学社APP,阅读体验更佳
2
收藏
投稿

打开北极星学社APP查看更多相关报道

今日
本周
本月
新闻排行榜

打开北极星学社APP,阅读体验更佳