东海大桥海上风电场位于上海市东南,设备采用34台单机3000千瓦风电机组,装机规模10.2万千瓦。风机的可靠性、安装风机的工艺及技术,将在这里接受考验。
设备:恶劣条件中的高可靠性
东海大桥风电场第一次采用了自主研发的3000千瓦离岸型机组,使我国大功率风电机组装备制造业跻身世界先进行列。
业界专家表示,海上风电场选用合适的风电机组至关重要。海上风机要选择主设备高可靠性、易维护性、低成本性,这就要求制造厂对重要关键部件在全运行期作可靠性考虑、冗余设计,并要有防腐系统等作保障。
东海大桥风电场采用的3000千瓦离岸型机组由华锐风电公司自主研制。该机组采用双馈电机技术,具备电动独立变桨、变速等功能,并采用了有效的防腐蚀措施和冗余设计,有效提高了机组的可靠性。
东海大桥海上风电场的3000千瓦机组,外形尺寸庞大,安装精度要求高,风电场所在海域周边环境复杂,海洋水文气象条件恶劣。风机间距为1千米、距离东海大桥500米,风机轮毂高度91米。相关资料显示,每台风机从下至上依次为8根大直径钢质斜桩、5米砼承台、靠驳设施、10米钢平台、塔筒等。
除了风电机组,海底电缆的敷设在整个工程中也可圈可点。此次施工的海底电缆是35千伏海底光电复合缆,它不仅是整个海上风电场的电能传输纽带,而且是风电场的控制中枢。海底电缆内复合了2根16芯的海底光缆,将每台风机的控制系统连接起来,并通过主海缆连接到陆地的变电站。
如今,只要通过变电站内的电脑,就可以对海上的每一台风机进行远程监控www.cechina.cn,包括平台视频防盗系统、风机监控系统以及海缆测温。海上风机平台的一举一动都可以在站内进行实时监控,风机的每一个变化产生的信号都通过海底电缆将信号传输到变电站。
施工:完美的“亚洲第一吊”
仅仅是设备可靠还不够,如何把这些庞然大物吊装成功,同样是一道难题。
与陆上风电相比,海上风电的运行环境更复杂,技术要求更高,施工难度更大。海上风电基础施工与风机吊装过程受风荷载、波浪荷载以及潮汐等外界因素影响,为保证风机安装后的正常运转控制工程网版权所有,安装对接过程要求十分平稳准确。
为了尽可能缩短海上施工周期,施工单位先将风机主机、轮毂、叶片、塔筒等设备的安装放在陆地上完成,然后通过工装船运输,将整体组装好的风机运至风电场海域进行吊装。
2009年3月20日,东海风电第一台风机安装,被国内众多媒体誉为“亚洲第一吊”。
在风机海上整体运输时,现场人员注意掌控东海大桥区域的海况条件及天气变化特点,摸索规律,避免海上运输因船舶摇晃造成重心偏移、风机倾斜等。海上风机整体吊装时www.cechina.cn,不能与承台上的过渡段塔筒直接撞击,安装时的速度相当于一位老人缓慢坐到沙发上的感觉。
建设:相同海域的成功范例
庞大的风机能够安然吊装起来,缘于底部有一个坚实的基础。东海大桥风电场创新采用的高桩承台基础设计,有效解决了高耸风机承载、抗拔、水平移位的技术难题。这也是它的另一项“第一”。
东海大桥风电场风机基础采用高桩混凝土承台结构,每座基础承台设置8根直径1.7米的钢管桩,最大桩长86.49米,单桩重约96吨,为超长、超大钢管桩。
钢管桩的设计抗拔承载力为1400吨,要求很高,所以桩的入土深度也很大,约66米,其中进入持力层(砂土层)约40米。这大大增加了沉桩难度。
由于承台施工环境恶劣,施工单位进行了钢套箱的设计,使其强度、刚度和稳定性满足施工要求。同时,为了确保封底混凝土在施工期间的安全性,施工单位进行了封底混凝土的配筋设计。
实践证明,东海大桥风电场高桩承台基础设计完全满足高耸风机承载、水平移位等的技术要求,成为世界海上风机基础设计的首创,为相同海域风机基础设计提供了成功范例。