東海大橋風(fēng)電場(chǎng) 中國(guó)首臺(tái)海上風(fēng)機(jī)安裝成功
東海大橋風(fēng)電場(chǎng)
東海大橋風(fēng)電場(chǎng)位于東海大橋以東，將由34臺(tái)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(chǎng)將在明年世博會(huì)之前建成。
裝機(jī)容量達(dá)100兆瓦的東海大橋風(fēng)電場(chǎng)，通過(guò)海底電纜傳回電力，可為10萬(wàn)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(wàn)輛汽車停駛。
3月20日，中國(guó)第一臺(tái)，也是亞洲第一臺(tái)海上風(fēng)機(jī)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(guó)海上風(fēng)能利用的起始之筆，同時(shí)為我們的海上施工寫下了嶄新一頁(yè)。（本報(bào)3月21日、3月24日第一版曾作報(bào)道）
如何讓總高度超過(guò)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(duì)國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)、施工專家來(lái)說(shuō)，都是沒(méi)有過(guò)先例的全新課題。
中國(guó)特色的“長(zhǎng)腿螃蟹”
“我們可以說(shuō)吃到了中國(guó)海上風(fēng)電的第一只螃蟹?！必?fù)責(zé)東海大橋風(fēng)電場(chǎng)總體設(shè)計(jì)的上?？睖y(cè)設(shè)計(jì)研究院總工程師陸忠民笑對(duì)記者。巧的是，“大風(fēng)車”正是被一只“長(zhǎng)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(guó)內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)、高校和企業(yè)“吃”下來(lái)的，是真正的中國(guó)原創(chuàng)。
海上風(fēng)電在國(guó)內(nèi)剛剛起步。歐美雖有經(jīng)驗(yàn)，但卻無(wú)法照搬到東海。陸忠民告訴記者，海上風(fēng)機(jī)的安裝，國(guó)外原本主要用兩個(gè)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(jī)與之對(duì)接，此謂“單樁方案”；其二是“導(dǎo)管架方案”，就是將一個(gè)大型鋼結(jié)構(gòu)支架沉入海底，固定，再在上面豎起風(fēng)機(jī)。
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(shí)還無(wú)力將6米粗的鋼管插入海底。而更重要的是，國(guó)外的海上風(fēng)場(chǎng)，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(zhǎng)江口，10米水深以下的海底，沉積著滾滾長(zhǎng)江千百年沖泄帶下來(lái)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(huì)陷進(jìn)去?！标懼颐窠忉專绻谩皩?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(huì)把淤泥扒空，在打樁固定之前就會(huì)發(fā)生偏斜。
國(guó)外有公司表示，可以提供從風(fēng)機(jī)裝備到安裝施工、初期運(yùn)行控制的一整套服務(wù)，不過(guò)在風(fēng)場(chǎng)初期運(yùn)行的相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)提供相關(guān)資料——外方心里有一筆賬：屆時(shí)，國(guó)外新一代的風(fēng)機(jī)技術(shù)將會(huì)成熟，中國(guó)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(jìng)爭(zhēng)地位。如果我們想要跟上國(guó)際先進(jìn)風(fēng)電技術(shù)，必須依靠自主創(chuàng)新。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的周密研究，中國(guó)首創(chuàng)的“長(zhǎng)腿螃蟹”方案脫穎而出——首先，在海底斜著打入8根80多米長(zhǎng)、直徑1.7米的鋼管，圍成一個(gè)圈；隨后在8條“長(zhǎng)腿”上澆筑一個(gè)直徑14米的混凝土承臺(tái)，相當(dāng)于“蟹殼”。等“長(zhǎng)腿螃蟹”站穩(wěn)，再將風(fēng)機(jī)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(chǎng)區(qū)域，設(shè)計(jì)方還為“螃蟹”設(shè)計(jì)了一套可抗千噸級(jí)船舶撞擊的防護(hù)裝置。
“不可能的方案”連戰(zhàn)連捷
看了這個(gè)方案，多家國(guó)外廠商都聲稱，這不太可能實(shí)現(xiàn)——他們當(dāng)然估計(jì)錯(cuò)了。
8條1.7米粗的“長(zhǎng)腿”是目前國(guó)內(nèi)最粗的鋼管樁，為了將它們插入海底，上海工程機(jī)械廠開發(fā)出了世界上打擊能量最大的柴油打樁機(jī)，每次錘擊的爆發(fā)力超過(guò)600噸，打破了由德國(guó)保持的世界紀(jì)錄。
“長(zhǎng)腿”一役獲勝，隨后就是構(gòu)建“蟹殼”?！靶窔ぁ睂?duì)保持水平要求嚴(yán)格：根基稍歪一點(diǎn)，百米高的風(fēng)機(jī)就要變成“比薩斜塔”。為此，設(shè)計(jì)方想出了一個(gè)施工方案——在8條“長(zhǎng)腿”上裝一個(gè)模子，先在模子里澆一層混凝土，隨后放入一個(gè)鋼制連接段，并用專門調(diào)節(jié)裝置校準(zhǔn)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(zhǔn)備與風(fēng)機(jī)下部的塔筒對(duì)接。
接下來(lái)，就剩下最核心的問(wèn)題——如何吊裝“大風(fēng)車”。浩瀚大海，無(wú)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(yán)絲合縫地完成對(duì)接？其中的訣竅，說(shuō)白了還真不難懂。就像是給瓶子塞一個(gè)瓶塞。
陸忠民解釋說(shuō)，先在“蟹殼”上搭個(gè)“瓶嘴”，上大下??；而風(fēng)車塔筒底部則另裝一個(gè)“瓶塞”。起重船就位拋錨后，從運(yùn)輸駁船上吊起風(fēng)車，小心翼翼地將“瓶塞”放進(jìn)“瓶嘴”。等“瓶塞”蓋好，塔筒和連接段就已基本對(duì)齊。之后，只需要微微調(diào)節(jié)風(fēng)車，對(duì)準(zhǔn)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(jì)了一個(gè)“軟著陸”裝置。
紙上的方案落到實(shí)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(jí)。不過(guò)，首臺(tái)風(fēng)機(jī)的吊裝當(dāng)天就順利完成，天黑前就擰完了最后一個(gè)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(gè)工程細(xì)節(jié)不能遺漏。當(dāng)初，就風(fēng)機(jī)的吊裝討論過(guò)兩個(gè)方案：或是一截一截地吊裝，讓風(fēng)車在海上逐漸“長(zhǎng)高”；或是在陸上裝好風(fēng)車，整體吊裝就位?？紤]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(yàn)”或成全國(guó)樣板
從2003年啟動(dòng)前期可行性研究，到2006年獲得國(guó)家發(fā)改委立項(xiàng)、開始招標(biāo)，再到去年得到市科委支持，加緊關(guān)鍵技術(shù)研究——6年來(lái)，上?？睖y(cè)設(shè)計(jì)研究院、三航局、上海電力學(xué)院、同濟(jì)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(wàn)元。這套風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案屬“世界首創(chuàng)”。
眼下，在洋山港，第二和第三臺(tái)海上風(fēng)機(jī)正在陸上組裝。有了首臺(tái)成功的底氣，4月初，它們將被同時(shí)裝上一艘駁船，運(yùn)往風(fēng)電場(chǎng)，再同時(shí)完成安裝。等3臺(tái)機(jī)組就位，就會(huì)轉(zhuǎn)入風(fēng)機(jī)調(diào)試，為剩余的31臺(tái)風(fēng)機(jī)今后安裝積累經(jīng)驗(yàn)。
據(jù)陸忠民透露，前3臺(tái)風(fēng)機(jī)的上上下下裝了許多各式各樣的傳感器，它們將為設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)提供全方位的數(shù)據(jù)。這將為我國(guó)開發(fā)總潛力可達(dá)3億千瓦的近海風(fēng)資源探路，而東海大橋風(fēng)電場(chǎng)也因此有可能成為全國(guó)風(fēng)電的樣板和范例。
（中國(guó)混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處）
東海大橋風(fēng)電場(chǎng)位于東海大橋以東，將由34臺(tái)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(chǎng)將在明年世博會(huì)之前建成。
裝機(jī)容量達(dá)100兆瓦的東海大橋風(fēng)電場(chǎng)，通過(guò)海底電纜傳回電力，可為10萬(wàn)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(wàn)輛汽車停駛。
3月20日，中國(guó)第一臺(tái)，也是亞洲第一臺(tái)海上風(fēng)機(jī)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(guó)海上風(fēng)能利用的起始之筆，同時(shí)為我們的海上施工寫下了嶄新一頁(yè)。（本報(bào)3月21日、3月24日第一版曾作報(bào)道）
如何讓總高度超過(guò)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(duì)國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)、施工專家來(lái)說(shuō)，都是沒(méi)有過(guò)先例的全新課題。
中國(guó)特色的“長(zhǎng)腿螃蟹”
“我們可以說(shuō)吃到了中國(guó)海上風(fēng)電的第一只螃蟹?！必?fù)責(zé)東海大橋風(fēng)電場(chǎng)總體設(shè)計(jì)的上?？睖y(cè)設(shè)計(jì)研究院總工程師陸忠民笑對(duì)記者。巧的是，“大風(fēng)車”正是被一只“長(zhǎng)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(guó)內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)、高校和企業(yè)“吃”下來(lái)的，是真正的中國(guó)原創(chuàng)。
海上風(fēng)電在國(guó)內(nèi)剛剛起步。歐美雖有經(jīng)驗(yàn)，但卻無(wú)法照搬到東海。陸忠民告訴記者，海上風(fēng)機(jī)的安裝，國(guó)外原本主要用兩個(gè)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(jī)與之對(duì)接，此謂“單樁方案”；其二是“導(dǎo)管架方案”，就是將一個(gè)大型鋼結(jié)構(gòu)支架沉入海底，固定，再在上面豎起風(fēng)機(jī)。
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(shí)還無(wú)力將6米粗的鋼管插入海底。而更重要的是，國(guó)外的海上風(fēng)場(chǎng)，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(zhǎng)江口，10米水深以下的海底，沉積著滾滾長(zhǎng)江千百年沖泄帶下來(lái)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(huì)陷進(jìn)去?！标懼颐窠忉專绻谩皩?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(huì)把淤泥扒空，在打樁固定之前就會(huì)發(fā)生偏斜。
國(guó)外有公司表示，可以提供從風(fēng)機(jī)裝備到安裝施工、初期運(yùn)行控制的一整套服務(wù)，不過(guò)在風(fēng)場(chǎng)初期運(yùn)行的相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)提供相關(guān)資料——外方心里有一筆賬：屆時(shí)，國(guó)外新一代的風(fēng)機(jī)技術(shù)將會(huì)成熟，中國(guó)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(jìng)爭(zhēng)地位。如果我們想要跟上國(guó)際先進(jìn)風(fēng)電技術(shù)，必須依靠自主創(chuàng)新。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的周密研究，中國(guó)首創(chuàng)的“長(zhǎng)腿螃蟹”方案脫穎而出——首先，在海底斜著打入8根80多米長(zhǎng)、直徑1.7米的鋼管，圍成一個(gè)圈；隨后在8條“長(zhǎng)腿”上澆筑一個(gè)直徑14米的混凝土承臺(tái)，相當(dāng)于“蟹殼”。等“長(zhǎng)腿螃蟹”站穩(wěn)，再將風(fēng)機(jī)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(chǎng)區(qū)域，設(shè)計(jì)方還為“螃蟹”設(shè)計(jì)了一套可抗千噸級(jí)船舶撞擊的防護(hù)裝置。
“不可能的方案”連戰(zhàn)連捷
看了這個(gè)方案，多家國(guó)外廠商都聲稱，這不太可能實(shí)現(xiàn)——他們當(dāng)然估計(jì)錯(cuò)了。
8條1.7米粗的“長(zhǎng)腿”是目前國(guó)內(nèi)最粗的鋼管樁，為了將它們插入海底，上海工程機(jī)械廠開發(fā)出了世界上打擊能量最大的柴油打樁機(jī)，每次錘擊的爆發(fā)力超過(guò)600噸，打破了由德國(guó)保持的世界紀(jì)錄。
“長(zhǎng)腿”一役獲勝，隨后就是構(gòu)建“蟹殼”?！靶窔ぁ睂?duì)保持水平要求嚴(yán)格：根基稍歪一點(diǎn)，百米高的風(fēng)機(jī)就要變成“比薩斜塔”。為此，設(shè)計(jì)方想出了一個(gè)施工方案——在8條“長(zhǎng)腿”上裝一個(gè)模子，先在模子里澆一層混凝土，隨后放入一個(gè)鋼制連接段，并用專門調(diào)節(jié)裝置校準(zhǔn)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(zhǔn)備與風(fēng)機(jī)下部的塔筒對(duì)接。
接下來(lái)，就剩下最核心的問(wèn)題——如何吊裝“大風(fēng)車”。浩瀚大海，無(wú)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(yán)絲合縫地完成對(duì)接？其中的訣竅，說(shuō)白了還真不難懂。就像是給瓶子塞一個(gè)瓶塞。
陸忠民解釋說(shuō)，先在“蟹殼”上搭個(gè)“瓶嘴”，上大下??；而風(fēng)車塔筒底部則另裝一個(gè)“瓶塞”。起重船就位拋錨后，從運(yùn)輸駁船上吊起風(fēng)車，小心翼翼地將“瓶塞”放進(jìn)“瓶嘴”。等“瓶塞”蓋好，塔筒和連接段就已基本對(duì)齊。之后，只需要微微調(diào)節(jié)風(fēng)車，對(duì)準(zhǔn)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(jì)了一個(gè)“軟著陸”裝置。
紙上的方案落到實(shí)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(jí)。不過(guò)，首臺(tái)風(fēng)機(jī)的吊裝當(dāng)天就順利完成，天黑前就擰完了最后一個(gè)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(gè)工程細(xì)節(jié)不能遺漏。當(dāng)初，就風(fēng)機(jī)的吊裝討論過(guò)兩個(gè)方案：或是一截一截地吊裝，讓風(fēng)車在海上逐漸“長(zhǎng)高”；或是在陸上裝好風(fēng)車，整體吊裝就位?？紤]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(yàn)”或成全國(guó)樣板
從2003年啟動(dòng)前期可行性研究，到2006年獲得國(guó)家發(fā)改委立項(xiàng)、開始招標(biāo)，再到去年得到市科委支持，加緊關(guān)鍵技術(shù)研究——6年來(lái)，上?？睖y(cè)設(shè)計(jì)研究院、三航局、上海電力學(xué)院、同濟(jì)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(wàn)元。這套風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案屬“世界首創(chuàng)”。
眼下，在洋山港，第二和第三臺(tái)海上風(fēng)機(jī)正在陸上組裝。有了首臺(tái)成功的底氣，4月初，它們將被同時(shí)裝上一艘駁船，運(yùn)往風(fēng)電場(chǎng)，再同時(shí)完成安裝。等3臺(tái)機(jī)組就位，就會(huì)轉(zhuǎn)入風(fēng)機(jī)調(diào)試，為剩余的31臺(tái)風(fēng)機(jī)今后安裝積累經(jīng)驗(yàn)。
據(jù)陸忠民透露，前3臺(tái)風(fēng)機(jī)的上上下下裝了許多各式各樣的傳感器，它們將為設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)提供全方位的數(shù)據(jù)。這將為我國(guó)開發(fā)總潛力可達(dá)3億千瓦的近海風(fēng)資源探路，而東海大橋風(fēng)電場(chǎng)也因此有可能成為全國(guó)風(fēng)電的樣板和范例。
（中國(guó)混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處）
編輯：
監(jiān)督：0571-85871667
投稿：news@ccement.com
本文內(nèi)容為作者個(gè)人觀點(diǎn)，不代表水泥網(wǎng)立場(chǎng)。聯(lián)系電話：0571-85871513，郵箱：news@ccement.com。
