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全国首个高高承台近海风电场全面建成投产——国电电力:东海追梦 风舞舟山

   日期:2019-04-17     来源:中国电力新闻网 作者:励圆    浏览:979    评论:0    
在浙江省东北部广阔的东海上,63台风机张开臂膀、迎风长舞。这是国电电力发展股份有限公司开发建成的首个海上风电场,也是全国首个使用高高承台基础的近海风电场。

2019年4月12日,历时27个月11天,总装机容量25.2万千瓦的国电电力浙江舟山海上风电公司普陀6号海上风电场全部建成投产,东海的海风化成源源不断的清洁能输送到了千家万户。

2017年3月29日,舟山海上风电项目开工建设,同年12月14日,首台风机成功并网。该项目设计利用小时数3052小时,预计年上网发电量近7.7亿千瓦时,可供近35万户家庭使用一年,并且不会产生任何污染,每年还可节约标煤24万吨,减排二氧化碳61万吨、二氧化硫4378吨、二氧化氮1751吨,烟尘2.2万吨,节约用水210万吨。

领跑

2007年,中国海上风电起步。10年后,东南沿海海上风机已有数百台。

当时,随着海上风电技术发展日益成熟,加上集团公司和国电电力在风电开发上给我们提供的强有力的技术支撑,更加坚定了我们走新能源转型的绿色发展之路。”国电电力浙江分公司总经理钱忠文说。

2009年12月,浙江分公司与舟山市普陀区人民政府签署合作协议,确定在舟山市普陀区六横海域开发海上风电项目。

徐勇,浙江舟山海上风电公司总经理,也是该项目的总指挥。在他的办公室里,墙上贴满了密密麻麻的施工图,其中一张项目工程示意图赫然醒目。“你看,我们风机布局的海域,呈七边形。每一边都有其特殊性。”

浙江省海洋资源丰富,航道纵横密集,星罗棋布,要在“九龙治水”的海域争取海上风电的一席之地,难度之大难以想象。

“当时,国内海上风电项目少,没有成熟的经验可以借鉴,我们就自己研究,买书、买图纸,看各方面相关法律法规,可以说是拿着放大镜找破解之法。”

“令我们引以为傲的是,我们这支团队有着丰富的电厂运行管理经验,更有‘三千’苦干精神!特别能吃苦。”

2011年6月30日,国务院批准设立浙江舟山群岛新区。2012年,舟山新区规划建设起步。伴随国家“十二五”对海上风电的政策支持,建设者前期高效沟通和不懈努力终见成效,在诸多竞争对手中脱颖而出,2012年12月,普陀6号项目顺利取得国家能源局“路条”,成为浙江省首个取得路条的海上风电项目。

2013年12月,该项目获浙江省发改委核准,浙江舟山海上风电开发有限公司成为浙江海上风电建设的领跑者。

“2014年1月,时任集团公司领导来到现场调研,要求我们扎实做好海上风电项目前期评估分析,积极储备资源,占领市场。”

“集团公司对项目建设寄予厚望,2015年,集团公司领导在现场调研时强调,要做强做优海上风电项目,为集团公司在海上风电发展树立新标杆!”

2016年,该项目顺利通过集团公司投资决策和开工决策。蓝图绘就,看到项目一次次取得突破性进展,肩负着时代使命和重托,建设者们干事创业的信心更加坚定:“我们要勇立潮头,不畏艰难、奋力前行!”

领先

尽管赶上了中国海上风电大规模产业化发展的快车道,但在祖国东部这片海域建设风电,挑战无处不在。

风掠过叶片,带动长长的叶片徐徐转动,风在叶片尾端形成新的气流,受其影响,风机周边的气流分布发生变化,这种影响被称为“尾流影响”。在国内投运的诸多海上风电场中,一般风机平均尾流影响系数在10%左右。

舟山海上风电风机型号为西门子SWT-130,高90米,叶片长度63.45米。场内风资源的利用效率,直接影响日后收益。作为风电场设计的重要环节,风机微观选址的合理性,是工程师们面对的重大课题。

“当时,设计院提出的是传统的‘矩阵’布置方案,这个布置最大问题就是尾流影响大。当时,我们提出南北两排布置,通过缩小风机与风机的间距,拉开行距,减少尾流影响。”

经计算,新改进的布局方案,同型号每台风机尾流影响系数降至6.3%,刷新了当时国内海上风电风机尾流影响最小的新纪录。

若按63台风机年发电7.5亿度电计算,尾流影响系数降低3%就意味着可多发2250万度电,可供2250万辆纯电动私家车行驶26000公里,相当于绕赤道行驶1圈多。

在看似平静的海面下,还存在着一种“涌浪”的强大干扰。“浪”是近海风吹过海面产生的波浪,往往波长比较短;而“涌”类似于很远处的风推着大山在海上行进,可能近海面看似风平浪静,但波长大,影响范围广,持续时间长。涌浪流经承台,会对桩基产生巨大的冲击。若设计不当,500多吨重的风机很有可能被连根拔起。

不仅如此,舟山六横沿海,海底地质属于糊状淤泥和类淤泥地质,仅淤泥层的厚度,就有10多层楼高。要在这里打桩,好比在豆腐上插筷子,难度可想而知。

怎样在这种特殊海域下,稳稳地建起风机呢?“提高抗拔力是关键,台风席卷海浪而来,会对承台底部产生将近2000吨的浮托力。虽然,当时风电技术已经迅速发展,各种风机基础形式被设计应用,但在所有现有方案中,满足我们要求的却没有。”

对此,建设者们不断自我加压,在这片海域进行了长达2年的监测,会同设计院、施工专家反复研究讨论,多次优化,创造性地提出了“高桩高承台改进基础”方案,在原来多桩高承台基础上,充分考虑历史最大波高等诸多因素的影响,将承台基础平面从原来10.5米抬高到12.5米。这一举措大幅提升了桩基的安全性,降低工程造价近2亿元。

12.5米底标高的高高承台,不仅能抵御5层楼高的巨浪,还成为中国海上风电发展史上最高的承台。

创新

近几年,受厄尔尼诺现象的影响,影响舟山海域的台风,一年更比一年强劲。

2018年,影响舟山海域的台风就有12次之多。风多,对于风机来说无疑是福音,但对建设中的海上风电项目来说则不然。

海上风力发电对促进当地经济发展、优化能源布局的优势明显,但如何应对灾害性气候,在极端恶劣情况下,不影响海事和当地渔民生活,为社会提供可靠用能用电保障,是社会各界关注的焦点。

“我们的风机有自动偏航功能。当风速超过25米每秒时,叶片自动停止转动,机头转至迎风面,叶片翻转至与风一致的方向,减少台风对风机的影响。但要保证这套功能正常使用,必须保证对偏航电机供电。”

有着30年火电运行管理经验的徐勇,大胆提出了“大孤岛”运行方案。建造2台柴油发电机,在系统断电情况下自启动,保证风机偏航加热的电源供应。

为了确保该方案有效运行,建设者们还考虑到了台风特点,对柴油发电机房百叶窗进行优化,在台风期间保证机房通风良好,且不受雨水漫灌的影响。

2017年9月,该工程第一台风机进入吊装阶段,直径超14米大的承台旁,东海工7号起吊船,将700多吨风机在离岸12公里的海域吊起,安装到承台上。

因为起吊船会随着波浪晃动,自身不能固定,再用它来起吊千吨级的庞然大物,并实现精准安装,难度巨大。同时,还要静待“时机”,施工海域海况多变,潮流无规律可循,来自太平洋的8级阵风就能形成影响施工的涌浪,时机稍纵即逝。据统计,2018年8月,能够施工建设的时间只有5天。

既然没有“天时、地利”,那就在“人和”上做文章。聪明的工程师们,一刻没有停歇建设的步伐,为了尽最大努力跟“风”赛跑,赶进度,他们努力探索,不断提高装机效率。

为破解起吊难题,建设者们将运输船和起吊船先拖到相对平稳海域先完成起吊,再吊着风机安装到指定承台上,首创了“负重托航式风机整体吊装”法。创新为舟山海上风电建设插上了腾飞的翅膀。

该公司创新安全管理模式,制定了《海上风电建设安全文明措施费标准》,让安全投入与施工效益挂钩,要求施工单位在工程建设中,确保人工、材料等方面的安全措施投入,同时制定费用列支条目,保证“资金用在刀刃上”。截至目前,该公司安全零事故,树立了国内海上施工安全管理新标杆。

该公司首创“设计监理双验收”管理制度,将工程检验分批、分部、分项、单位工程验收等纳入到双验收体系中,所有涉海的验收项目均要求设计人员参与,让画图人到现场确认是否做到高质量按图施工,确保了设计意图贯穿整个施工过程和每个施工环节。该项目分项工程验收合格率达到100%。

该公司创造性提出“长波静对静施工平台”,在风机承台边搭设辅助平台,将海上施工转变为“陆上”施工,提高了安全系数,人为增加可作业天数。

随着一项项施工工法应用于实践,大大提高了工作效率。2019年3月31日,历经27个多月的紧张建设,普陀6号2区工程项目实体施工完工。

扬帆

2018年7月20日,东海面乌云遮天,台风“安比”裹挟强风暴雨,直奔浙江,所经海域掀起狂风巨浪。台风过后,正在建设中的海上风场设备、设施安然无恙。

就在此前半个月,海上风电的建设者利用两个台风间隙仅4天的窗口期,成功完成了2台风机的吊装和海上升压站至44号风机首根行间海缆的敷设。

在项目建设过程中,海上风电人探索出了一套特有的应对方案,翻开该公司《普陀风电场防汛抗台应急处置方案》《普陀风电场风机台风模式投运方案》,如何应急、怎样操作,语言简练、记录清晰,参与方案编写的工程师中,一半以上是90后。

“人才资源是企业发展的第一资源,在项目成立之初,国电电力提出‘三个一’,要求我们不仅要干好一个项目,总结一套经验,还要带出一支队伍。”

“红色是在维修的风机,蓝色是投运的风机,而这些灰色是还没投运的。当风速超过3米每秒时,这些风机就会转动……” 在六横岛西面围垦区,一座崭新的运维保障基地已经建成。集控室里,年轻员工们正在自信地监控着风机运维情况。

六横岛四面环海,渡轮是唯一进入岛的交通工具。每年3-5月份,岛上多雾,遇到封航是常有的事情。海岛气候潮湿、交通不便,成为困扰年轻员工的一大难题,有些刚分配来的大学生,不久就辞职走了。

该公司党委书记吴三红感慨地说:“在这里,工作满3年的员工都可以竞聘主管或值长,通过考试,结合前三年考评成绩,总分85分以上就能聘任。如果没有足够岗位,也不用担心,他们不但享受与新岗位几乎相同的待遇,还具备应聘上一级岗位的资格。”制度上的保障,让年轻人看到了希望,越来越多年轻人喜欢上了这片海。

随着一台台高耸的风机矗立到大海之上,舟山海上风电公司的员工也茁壮成长起来,其中2人被评为国电电力高级专家,2人进入国电电力“青年英才”行列,其中1名还被评为浙江舟山群岛新区高层次人才,两位2013年入职的大学生走上了中层管理岗位。

日出东方,东海之上,一排排崭新的风机屹立潮头。如今,海上追梦已成现实。未来,这群海上追梦人将继续秉承拼搏和实干的创业精神,不负国家能源集团和国电电力新使命,在辽阔的东海上建设起百万千瓦海上风电群。 
 

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