海上风力发电机组上部组块安装概述.pdf
《海上风力发电机组上部组块安装概述.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《海上风力发电机组上部组块安装概述.pdf(3页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 23 卷 第 4 期 中 国 水 运 Vol.23 No.4 2023 年 4 月 China Water Transport April 2023 收稿日期:2022-12-29 作者简介:张丰润(1995-),男,深圳海油工程水下技术有限公司,助理工程师。海上风力发电机组上部组块安装概述 张丰润1,张继旭 2,张 颉3,宋昊政3,张 杨3,康惠忠4(1.深圳海油工程水下技术有限公司,广东 深圳 518000;2.深圳海油工程水下技术有限公司,广东 深圳 518000;3.深圳海油工程水下技术有限公司,广东 深圳 518000;4.深圳海油工程水下技术有限公司,广东 深圳 518000)
2、摘 要:在能源安全、气候变化等众多因素的推动下,风力发电因具有技术较为成熟、成本相对低廉、对环境影响小、具有商业化发展前景等特点,得到了快速发展。文中首先对风机上部组件的安装方法进行了简述,在此基础上对扇叶、塔筒、过渡组块及机舱等组件的安装流程及思路进行了介绍,最后展望了这个新兴研究领域的前景并进行了总结。分析得出的结论主要有(1)随着风机上部组件向着大容量、大尺寸的方向发展,目前越来越多的海上风电机组以“分体安装”方式进行组装。分体安装的吊装方案与陆上吊装基本一致,技术比较成熟,同时分体安装在设备对接上难度小,施工方法简单。(2)目前单叶片安装法成为风机叶片安装的主流方式,当单个叶片和风机轮
3、毂进行组合配对时,基础的运动可能是影响配对的关键因素。(3)大量半自动化的起重设备和组件安装设备已广泛运用在风机安装领域中,了能适应在更大风速及无人化环境下进行风机安装作业,未来将会更多使用专业升降、配对及阻尼减震装置。关键词:风机上部组件安装方法;叶片安装;塔筒及过渡组件安装;机舱安装 中图分类号:U674 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2023)04-0067-03 一、前言 近几十年来,可再生能源作为实现减少温室气体排放、确保能源安全目标的一种手段已变得越来越重要。在各种可再生能源中,风能以其丰富、广泛分布及干净缓和的特点正愈发引起各国研究人员的关注。截至 2012 年底
4、,发达国家、中国及印度所建设的风力发电机组容量约占全球总容量的95%1,预计在 2050 年风能将能满足全球 20%以上的电力需求。风电场按照建设区域可划分为陆地和海洋两种形式:陆地上风能的利用可追溯至 2000 多年前,近年来它又经历了一次比较成功的技术革命2。图 1 中的柱状图显示了 2011年至 2020 年3这十年中全球陆上和海上所安装风机设施的容量情况。尽管目前海上安装风机容量还落后于陆地,但可以预见到随着海上风能技术的成熟运用,海上风电场正逐渐蓬勃发展。图 1 全球近十年安装风电机组容量统计 海上风力发电机组一般由上部组件和下部基础组成,对于水深小于 50m 的海域,海上风机大多都
5、采用重力式桩、单桩、导管架基础等固定式基础结构,而当水深大于 50m 时,浮式风机基础以其优越的经济性和稳定性更受到人们的青睐。图 2 展示了不同水深的海上风机的典型基础结构。带有系泊系统和锚定基础的海上浮式风机的发展4得益于浮式油气平台技术的不断成熟,如张力腿平台,半潜式平台及单柱式平台(spar)等。在对 浮式风机概念的阐述中,Castro-Santos 和 Diaz-Casas 5指出,未来应该大规模部署哪种类型的浮式风力发电机组还没有达成共识,海上浮式风机技术的发展在广泛应用之前显然需要更多的研究。图 2 不同水深海上风机的典型基础结构4 二、安装方法 除了上述所提到的半潜浮式风机和张
6、力腿基础浮式风机外,绝大多数风机的上部组件安装是在海上施工现场完成。68 中 国 水 运 第 23 卷 安装 方法 起重次数 1 2 3 或 4 3 或 4 5 6 参考文献 8 8 7,8 7,8 12-14 12-14 图 3 安装海上风电机组上部组件的 6 种方法6 其中起重作业对安装船舶提出了较高的要求。海上起重作业量主要取决于风机组块的设计、起重设备、海况以及运输和安装船舶的作业能力。虽然增加装配组件的数量可以大大减少海上起重作业量,但可能无法有效利用运输船的甲板空间,同时也需要配备更强起重能力的设备资源。图 3 列出了由Ahn 和 Kaiser 6等总结的 6 种安装方法。这 6
7、种安装方法目前成功运用于欧洲各大风电场风机上部组件安装实践中,主要区别在于装配组件数量的不同。典型安装方法有“三叶式”安装法和“兔耳朵”式安装法7等。Uraz8根据施工现场条件特点和安装船舶来区分这些方法。Wang 和 Bai9则是将风机组件安装定义为“整体安装”和“分体安装”两大类。随着风机上部组件尺寸、质量越来越大,目前的趋势是越来越多的海上风电机组以“分体安装”方式进行组装。三、组件安装 1扇叶安装 风机扇叶叶片对材料的质量、刚度和强度要求较高,要求高强度、低实度叶片,采用环氧碳纤维树脂、高性能环氧乙烯基酯树脂等新型轻质材料制成的柔性叶片,可使叶片同比减重 20%40%9。表 1 列出了
8、目前具有代表性的用于商业安装及学术研究的风机叶片的重量和长度信息。其中即使是长度最大的叶片,它的质量仍然在海上一般起重设备的能力范围内。然而,考虑到较大的吊装半径(100m 以上)和叶片对风荷载的敏感性,起重操作并非没有挑战。表 1 一些具有代表性的海上风机叶片长度及重量信息 风机模型 重量/Te 长度/m 年份 国家 IEA 15 MW 65.3 117 2020 USA GE Haliade-X 12 MW 55 100 N/A N/A MHI Vestas V164 10 MW 35 80 2022 France DTU 10 MW 41.7 86.4 2013 Denmark LEAN
9、WIND 8 MW 80 35 2016 Ireland Simens SWT 6 MW N/A 75 2013 Germany Sevion 5 MW 20.8 61.5 2010 Germany NREL 5 MW 17.3 61.5 2009 USA Simens SWT 3.6 MW 15.8 52 2007 UK Bonus B76 2 MW 6.5 36.5 2000 Denmark 目前人们已研制了各种工业设备用于叶片安装。这些通常是特制的带有远程控制功能的机电设备。图 4(a)(c)分别为 Blade Dragon 技术10和 Boom Lock 技术11。Blade Drag
10、on 是一个升降轭,它可以在不转动风机轮毂的情况下对叶片以不同的倾斜角度进行安装;Boom Lock 是一种智能控制系统,可以锁住吊钩的横向运动,并显著减少叶片的运动。使用这些设备,可以提高人们在安装过程中的风险阈值,并最终降低叶片安装过程中的风险。图 4 用于叶片安装的工业设备:(a)提升轭安装水平姿态叶片;来源:Simens Wind Power GmbH(b)提升轭安装倾斜姿态叶片;来源:Liftra ApS (c)使用吊臂锁技术安装叶片;来源:High Wind NV 2机舱安装 机舱是一个由主框架和舱盖所组成的箱型结构,其内一般包括有发电机,传动系统以及监测、通信、控制和环境维护设备
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 海上 风力 发电 机组 上部 安装 概述
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。