強(qiáng)大算力助力海上巨人“更輕更穩(wěn)”

“所承之重”尤難計(jì)

全球單體容量最大的16.6MW漂浮式風(fēng)電平臺(tái)“明陽天成號(hào)”項(xiàng)目，風(fēng)電平臺(tái)排水總重約1.5萬噸，相當(dāng)于中國海軍最新057型驅(qū)逐艦的排水量，是名副其實(shí)的“海上巨人”。在風(fēng)浪洶涌的深遠(yuǎn)海，吸力錨作為錨固基礎(chǔ)，需承受海洋環(huán)境與錨鏈荷載疊加的復(fù)雜受力。吸力錨承載能力的計(jì)算，是研制吸力錨首要解決的課題，決定了吸力錨基礎(chǔ)能否安全可靠地“拉住”漂浮式風(fēng)機(jī)。

▲ 來源：央視新聞?lì)l道

作為該項(xiàng)目吸力錨的設(shè)計(jì)及建造工作單位，永福股份采用6個(gè)吸力錨對(duì)浮體進(jìn)行錨固，以強(qiáng)大算力，助力萬噸級(jí)“海上巨人”更輕更穩(wěn)。

通過巖土和結(jié)構(gòu)分析，“算”出輕量化、高可靠錨體。錨體的承載能力計(jì)算需考慮海底淤泥質(zhì)地層的性質(zhì)、吸力錨的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀等多種因素。永福海電研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過理論計(jì)算及有限元模擬軟件等手段，基于不同深度進(jìn)行模擬計(jì)算，得到最優(yōu)錨點(diǎn)位置，避免了吸力錨的前、后傾斜，使其受力均勻。同時(shí)，分段優(yōu)化的壁厚和內(nèi)部極致簡(jiǎn)化但受力更優(yōu)的耳板連接和加強(qiáng)板設(shè)計(jì)，在滿足結(jié)構(gòu)安全的情況下，最大限度地降低了沉貫安裝阻力。

通過“懸鏈線”和“反懸鏈線”分析，“算”出更優(yōu)、更穩(wěn)傳力路徑。綜合浮體、錨鏈、吸力錨和海床土體之間的聯(lián)動(dòng)作用，永福海電研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行錨鏈“懸鏈線”和“反懸鏈線”全面分析，精準(zhǔn)獲得了浮體結(jié)構(gòu)傳遞到吸力錨的受力情況以及錨鏈與吸力錨最合理夾角，得出上部浮體與吸力錨的更優(yōu)傳力路徑及錨鏈長(zhǎng)度，使系統(tǒng)在強(qiáng)臺(tái)風(fēng)等極端惡劣工況下保持安全穩(wěn)定。

通過貫入分析和屈曲分析，“精”準(zhǔn)把控項(xiàng)目建設(shè)全過程。吸力錨安裝過程、臨時(shí)頂起以及永久移除等工況下的貫入分析，需克服不同地層阻力保障順利沉貫，還需對(duì)貫入過程吸力錨的結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行全方位評(píng)估。永福海電研發(fā)團(tuán)隊(duì)根據(jù)理論計(jì)算數(shù)據(jù)，貫入過程嚴(yán)格控制安裝速度和壓差，時(shí)刻觀察錨頂監(jiān)測(cè)儀器對(duì)姿態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，極大程度避免了貫入過程中吸力錨反復(fù)升降造成地層液化，以及因壓力過大導(dǎo)致的本體屈曲損壞等情況，確保吸力錨順利沉貫安裝到位。

通過“高精度”計(jì)算分析，永福方案可節(jié)省約10%的用鋼量，讓吸力錨“輕”裝上陣，單臺(tái)吸力錨基礎(chǔ)約100t，入土11m，承載能力在12000kN以上，保障漂浮式平臺(tái)在海上能應(yīng)對(duì)17級(jí)臺(tái)風(fēng)。該技術(shù)成果于去年獲得國內(nèi)首個(gè)DNV設(shè)計(jì)及建造認(rèn)證，給足海上巨人“穩(wěn)穩(wěn)”的安全感。

極限“速度”實(shí)現(xiàn)客戶收益最大化

“根深蒂固”可自縱

國家能源集團(tuán)龍?jiān)措娏ζ∈斤L(fēng)漁融合項(xiàng)目是全球首個(gè)漂浮式風(fēng)漁融合項(xiàng)目。項(xiàng)目采用三立柱半潛式平臺(tái)，平臺(tái)上安裝一臺(tái)4兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組以及輕質(zhì)柔性光伏組件，水下沉貫9套吸力錨，永福股份負(fù)責(zé)吸力錨系統(tǒng)沉貫安裝工作。

▲  來源：龍?jiān)措娏?/p>

基礎(chǔ)安裝效率對(duì)造價(jià)具有重大影響。在福建、廣東等時(shí)間窗口短、窗口期分散的海域，施工安裝快速能產(chǎn)生極大的成本差異。建設(shè)過程中，永福股份充分發(fā)揮海上風(fēng)電優(yōu)異的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和豐富的工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，以極限“速度”實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)全過程EPCI專業(yè)化精益管理，獲得客戶信賴與肯定。

基于福建長(zhǎng)樂外海AC區(qū)800MW、平潭外海100MW等多項(xiàng)復(fù)雜海域大型海上風(fēng)電項(xiàng)目吸力樁沉貫安裝實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，永福海電項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)根據(jù)項(xiàng)目場(chǎng)址情況，科學(xué)制定項(xiàng)目總體目標(biāo)及施工組織方案，選擇適配的運(yùn)輸船和起重船，并采用國際先進(jìn)的荷蘭SPT公司吸力沉貫設(shè)備，從組織結(jié)構(gòu)、船機(jī)選擇、設(shè)備供應(yīng)、人員投入、施工精度、安全保障、應(yīng)急管理進(jìn)行全方位管控。

施工過程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采取布放波流監(jiān)測(cè)設(shè)備提前預(yù)警的方式，有效降低波流對(duì)船舶及施工作業(yè)干擾程度，并采用觀察型ROV（水下機(jī)器人）實(shí)施水下全程監(jiān)控，實(shí)時(shí)把控項(xiàng)目進(jìn)度。同時(shí)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與研發(fā)團(tuán)隊(duì)前后方人員高頻協(xié)作、無縫銜接，發(fā)生問題時(shí)及時(shí)協(xié)同，根據(jù)應(yīng)急預(yù)案靈活處理，針對(duì)性采用帶載貫入法、傾斜糾偏法、反向方位控制法等舉措，大大提高了吸力錨貫入過程中的精度控制和作業(yè)效率。

通過精心策劃，嚴(yán)格把握沉貫安裝精度控制，永福海電項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)極限縮短工期，實(shí)現(xiàn)了吸力錨一次就位成功率100%、貫入成功率100%，單個(gè)吸力錨總安裝時(shí)間僅6小時(shí)，單個(gè)吸力沉貫時(shí)間僅50分鐘，以高效的吸力錨安裝速度，為客戶帶來了可量化的隱形價(jià)值，實(shí)現(xiàn)了客戶收益最大化。

其義“深遠(yuǎn)”

延拓藍(lán)海技術(shù)價(jià)值

“海洋文明”可持續(xù)

根據(jù)國家氣候中心的最新評(píng)估結(jié)果，我國深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量超過12億千瓦，預(yù)計(jì)到2025年后，國內(nèi)百萬千瓦級(jí)、千萬千瓦級(jí)海上風(fēng)電項(xiàng)目將主要位于深遠(yuǎn)海。同時(shí)，深遠(yuǎn)海風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，集合了當(dāng)代高端裝備制造、研發(fā)設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、智能運(yùn)維等精尖技術(shù)，將實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電全生命周期產(chǎn)業(yè)價(jià)值的集合，形成萬億級(jí)產(chǎn)業(yè)集群。

由此可見，深遠(yuǎn)海將是我國海上風(fēng)電開發(fā)的主戰(zhàn)場(chǎng)。隨著離岸距離與水深的不斷增加，漂浮式海上風(fēng)電基礎(chǔ)與創(chuàng)新型半直驅(qū)大兆瓦機(jī)組結(jié)合，可有效提高海上風(fēng)電開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性。永福吸力錨方案具備施工速度快、施工成本低、基礎(chǔ)可回收、綠色可持續(xù)等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的固定式基礎(chǔ)相比，海上風(fēng)電基礎(chǔ)越來越多采用吸力錨結(jié)構(gòu)作為錨固基礎(chǔ)，是深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電基礎(chǔ)的首選。隨著我國對(duì)清潔能源需求量的增長(zhǎng)，隨著“雙碳”戰(zhàn)略持續(xù)向縱深推進(jìn)，神奇的深海“黑科技”將會(huì)有非常廣闊的應(yīng)用前景。

在全球綠色發(fā)展大勢(shì)下，深遠(yuǎn)海風(fēng)電也能與海洋牧場(chǎng)、海水制氫、觀光旅游等融合發(fā)展，成為實(shí)施海洋強(qiáng)國和海洋強(qiáng)省戰(zhàn)略的關(guān)鍵支撐。永福期待與更多產(chǎn)業(yè)鏈伙伴共同延拓藍(lán)海技術(shù)價(jià)值，在深遠(yuǎn)海關(guān)鍵技術(shù)中不斷突破創(chuàng)新，加強(qiáng)固定式、漂浮式在更深海域的成果轉(zhuǎn)換，持續(xù)推進(jìn)海上風(fēng)電跨產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，在提高海洋資源綜合利用效率的同時(shí)，帶動(dòng)深遠(yuǎn)海風(fēng)電成本下降，賦予“海洋文明”更加深遠(yuǎn)的意義。

天闊風(fēng)勁，大道篤行，逐夢(mèng)深海。這是永福股份深耕海電領(lǐng)域十年來鍥而不舍的躬身實(shí)踐，也是面向下一個(gè)十年的篤定理想。當(dāng)海面上風(fēng)起云涌之時(shí)，也正是萬千葉輪間能量洶涌之時(shí)，我們將攜手全球合作伙伴，助力更多的海上巨人遠(yuǎn)征更深、更遠(yuǎn)的藍(lán)海，為客戶提供安全可靠、技術(shù)領(lǐng)先的海上風(fēng)電一體化解決方案，為全球海上風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。