海上风电项目的施工风险研究

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1、海上风电项目的施工风险研究陈亮1陈永淑2（1.中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，广州，510663）（2.广州供电局有限公司，广州，510620）【摘要】介绍了海上风机的安装方法，建议风机应在海上整体安装。介绍了四种典型的海上风机基础，证实目前国内大型海上施工船舶的施工能力可满足需要，并且2台同型号船舶同时使用的成木风险较小。建议制订工期时，需要重点考虑“天气窗口”和施工船舶能力与可利用性的风险。【关键词】海上风电；施工；风险；风力发电能源是推动社会与人类文明向前发展的动力，但化石能源因不断开采而面临不可避免的枯竭境地，R化石能源容易因为不完全燃烧

2、而排放有害气体，造成环境污染⑴。风力发电作为清洁的可再牛能源基木不会产牛二氧化碳等温室气体，在各国获得了稳定的政策支持与发展，但由于过度竞争使陆上风机设备制造出现了产能过剩，同时电网瓶颈、建设用地和环保等因素⑵导致近年来陆上风电发展速度放缓。海上风电因其距离电力负荷中心较近，海上风能资源又与陆上风能资源相当，同时海上风能发电产能大，且不占用日益珍贵的土地资源，对环境影响较小。因此，海上风能将是最有可能大规模开发的能源资源之一。在海上风电项目开发规划的初期，需要对未来项目设计、施工和运行过程中可能存在的风险进行充分的研究和评价，以避免后期执行中的重大损失。其中,

3、海上风电的施工风险是海上风电项目开发风险的重要一环，海上风电的施工风险控制对成木控制的重要性尤其明显。论文正是开展了海上风电项目施工风险的研究，介绍了常用的风险较低的海上风机安装方式，评估了国内施工船舶的打桩能力和起重能力，研究了海上施工船舶在我国海上风电场的可利用性，识別确定了施工工期所需重点考虑的风险因素如天气窗口、施工船舶可用程度等。一、海上风机安装风机安装方式主要有海上整体吊装和海上拼装两种。整体吊装即将在岸上组装好的风机塔架和上层设施作为一个整体通过起重船在海上安装在风机基础上;相反，海上拼装的组装地点在起重船上。海上整体吊装在国内更容易实现，分析如

4、下：首先，由于我国海上交通和石油行业的发展，大型起重船只的数量已经不少,起吊重量和起吊高度也基本达到国外发达国家水平。其次，海上风电整体吊装时,不需要对大型起重船进行改造，可节省改造费用，加快工程施工进度。采用海上整体吊装前，必须在海域附近的岸上找到具备足够承载力和作业面积的码头作为陆上拼装场地。国内第一个海上风电场项目一一东海大桥项目［3］中所采用的华锐3MW风机，整机吊装的最大重量为400to因此建议陆上拼装场地承载力至少应能承受400t重量的风机整机。目前新型5MW风机的风轮直径已超过120m,整体最大长度已达接近200m,考虑装卸和组装空间，建议组装场

5、地不小于300×300m大小。二、施工船舶施工船舶主要用于海底基础施工和海上风机安装，海上风机的安装在上一节已有涉及，以下是基础施工的介绍，海上风机基础一般分为四类［4-5］：第一类是重力式基础，主要依靠自身重量使风机矗立在海面上。其结构简单,造价低且不受海床影响，稳定性好。但需要进行海底准备，水下工作量大，结构整体性和抗震性差，仅适用于浅水区域。第二类是单桩基础，自重轻、构造简单、受力明确。单桩基础由一个直径在3〜4.5m之间的钢桩构成。使用单桩基础无需整理海床。但需防止海流对海床的冲刷，受潮汐、浪涌冲击的影响较人。应用范围水深小于25m,且不适

6、用于海床内有巨石的位置。第三类是三角架式基础，由圆柱钢管构成，三角架的中心钢管提供风机塔架的基本支撑，其基础自重较轻，整个结构稳定性较好。但基础的水平度控制需配有浮坞等海上固定平台完成。适用于水深15-30m,不适用于海床存在大面积岩石的情况。第四类是导管架式基础，是深海风电场未来发展的趋势之一，导管架的负荷由打入地基的桩承担。导管架式基础强度高，安装噪音较小，重量轻，适用于大型风机，深海领域，可避免海上浇筑混凝土。但需要大量的钢材，受海浪影响，容易受腐蚀失效，也不适用于在海床存在大面积岩石的情况。海上风电场应综合考虑海水深度、海底层地址结构、海浪、潮汐及海流

7、、施工能力及成本，选择适合实际情况的风机基础结构。目前，世界上的海上风机多数采用重力式基础或单桩钢结构基础设计方案。其中，应用最为广泛的单桩钢结构通过钻孔将直径3m-5m的钢管植入海床下15m-30m深的位置⑹。1、打桩能力东海大桥项目中，采用国产D220型打桩锤，最大打击能量达733kNm,每分钟锤击数为36-45锤，适宜最大的桩规格为22吨。该项目的34台风机桩基打桩完成后，打桩锤未出现破损情况。因此，可认为现有的打桩锤能够满足当前容量风机单桩基础打桩的要求。起重能力海上风机起重船的技术要求高，是影响海上风电场施工安装进度的关键设备,在世界范围内都是高造价

8、、高租价的装备。2011年初，我国南通