華電科工贏在藍天碧水間系列報道之三——
中國海上風電開發(fā)的“世界奇跡”是怎樣煉成的
2019年11月13日，在中國電機工程學會2019年年會上，華電重工股份有限公司（以下簡稱“華電重工”）海上風電團隊領銜研發(fā)的“海上風電超大直徑單樁基礎施工關鍵技術與應用”科技成果榮獲中國電力科學技術進步獎一等獎，這是華電重工海上風電技術研發(fā)成果的高光時刻。然而鮮為人知的是，榮耀背后則是10年來孜孜不倦的探索！
在海上風電領域，中國是后來者，曾經(jīng)在技術、經(jīng)驗、裝備等方面均落后于歐洲國家。多年來，華電重工海上風電團隊扎根渤海、黃海、東海、南海，通過一系列世界級的技術攻關，把中國海上風電開發(fā)技術一步步推到國際前列，他們創(chuàng)造并改寫著中國海上風電發(fā)展的歷史。
震驚行業(yè)的“世界紀錄”是如何煉成的
華電重工一直以“施工速度快、施工成本低、施工質量優(yōu)”在業(yè)內著稱，華電重工是如何做到的也一直是行業(yè)謎團，為此，記者進行了多方面調查。
一望無際的海面上，海浪層層涌來，在海水的涌動下，交通船劇烈搖晃。盡管長期往來于海陸之間，4個多小時的顛簸依然讓工作人員感到身體不適，抵達項目現(xiàn)場后，由于現(xiàn)場的海況條件不利，不具備作業(yè)條件，原計劃的打樁作業(yè)無法進行，華電重工海上風電項目團隊工作人員只能在海上作業(yè)船上等待下一個作業(yè)窗口期。由于下一個窗口期在一天之后，記者只能隨交通艇再次經(jīng)過4個小時的顛簸返回岸上，對于這種情況，工作人員早已經(jīng)習以為常。這是2019年11月21日記者在華電重工華能射陽南區(qū)H1#30萬千瓦海上風電項目現(xiàn)場采訪時遇到的場景。
海上施工作業(yè)窗口期短、工程技術難度大、建設成本高，是海上風電開發(fā)建設的三只攔路“猛虎”，華電重工海上風電團隊通過10年研發(fā)，也可以形象地說與其搏斗10年，已經(jīng)能很好的解決這些制約難題。
中電投大豐H3海上風電項目第一根單樁沉樁現(xiàn)場
由華電重工“六合一”總承包建設的國家電投大豐H3#300MW海上風電項目在短短9個多月完成了項目的全部建設，實現(xiàn)“當年開工、當年建成、當年收益”，實現(xiàn)同等裝機規(guī)模海上風電場建設速度的最快紀錄。
在極短的施工窗口期下，
華電重工是怎么做到的呢？
巨大的海上作業(yè)平臺上，一根直徑達到8米、重量達到800余噸的鋼管樁被抱樁架牢牢抱住，在一聲聲巨大的打樁錘敲擊下，鋼管樁緩緩插入海底。先進的海上風電超大直徑單樁施工關鍵技術、嫻熟的海上風電單樁基礎施工組織和高效的海上施工作業(yè)方案為華電重工實現(xiàn)施工速度取得“世界之最”提供了有力的保障。
國家電投濱海北H2#400MW海上風電項目單樁基礎施工現(xiàn)場
緊跟國內海上風電戰(zhàn)略的步伐，華電重工從2009年起就開始籌備和研發(fā)海上風電相關技術，以超大直徑單樁基礎施工技術及相關施工設備研發(fā)為突破口，與天津大學、國家電投集團等單位開展產(chǎn)學研合作，以公司在北京、上海、天津和鄭州4個技術中心的技術能力和人力資源為依托，專門在天津成立了海洋風電技術中心，與歐洲頂尖的海上風電公司合作，引進消化吸收先進技術，并結合我國實際的環(huán)境條件及裝備情況，形成了具有自主知識產(chǎn)權的超大直徑單樁施工關鍵核心技術。
華電重工建筑結構設計研究院院長趙迎九接受記者采訪時表示，單樁基礎建設最大的難題就是垂直度控制，華電重工研發(fā)出垂直度實時精準控制系列裝備及可視化測量與自動推力控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了海上風電單樁基礎垂直度控制在1‰以內，處于國際領先水平。
華電1001號施工現(xiàn)場圖
海上風電開發(fā)屬于高危作業(yè)，為保證安全，華電重工研發(fā)樁-土-錘耦合精細模擬的溜樁預判與沉樁參數(shù)精準控制技術，超前預判溜樁發(fā)生位置及溜樁區(qū)間，能夠保證溜樁預判誤差小于0.5米。目前華電重工已完成近300根單樁基礎施工，未發(fā)生溜樁事故。
華電1001號施工現(xiàn)場圖。劉趁 攝
2014年，華電重工購置了我國第一艘海上風電自升式安裝平臺——“華電1001號”，針對海上自升式平臺作業(yè)安全難題，華電重工建立了復雜海況條件下自升式平臺插拔樁靴受力分析與防穿刺風險評估方法，開發(fā)了相應的計算軟件，并形成了專有的自升式平臺施工工法。針對國內自升式平臺短缺的現(xiàn)狀，又研發(fā)了采用浮動船舶打樁施工的工法，較歐洲傳統(tǒng)采用自升式平臺施工單樁的工藝節(jié)省了大量成本。
華電重工副總經(jīng)理、海環(huán)事業(yè)部總經(jīng)理袁新勇向記者表示，截至目前，華電重工取得了一系列自主創(chuàng)新研發(fā)的科技成果，其中“海上風電超大直徑單樁基礎施工關鍵技術與工程應用”的成果已在國投濱海北區(qū)H1&H2、國家電投大豐H3、河北建投樂亭等10多個海上風電項目中得到應用，其中華電重工“四合一”承建的國家電投濱海北區(qū)H1#100兆瓦海上風電項目被評為2017年度中國電力優(yōu)質工程，并榮獲2016-2017年度國家優(yōu)質工程金質獎，成為國內風電行業(yè)第一個獲得國優(yōu)金質獎的項目。
挑戰(zhàn)世界性難題，決戰(zhàn)東海、南海
近年來，我國海上風電發(fā)展迅猛，福建、廣東正在成為繼江蘇之后，又一個海上風電建設的熱點區(qū)域。然而，更深的海水、更淺的基巖埋深、更有挑戰(zhàn)的海況、更復雜的海底地質條件、更短的施工窗口期等一系列世界級難題，橫亙在中國海上風電開發(fā)企業(yè)面前。
趙迎九告訴記者，相比江蘇、河北海域，福建海域地質情況復雜、基巖埋深淺，樁基無法直接打入，需要進行嵌巖作業(yè)；廣東海域水深較深、海況條件惡劣、施工窗口期不到江蘇一半。這些現(xiàn)實情況嚴重制約了我國東海、南海海上風電開發(fā)的步伐。
華電1001號施工現(xiàn)場。劉趁 攝
華電重工在江蘇成功施行的超大直徑單樁施工經(jīng)驗能在南海、東海得到復制嗎？
華電重工從設計、制造、施工可行性及成本等方面展開技術攻關，經(jīng)過反復研討、論證、試驗、測試，各項技術難題被一一攻破，最終證實超大直徑單樁基礎同樣適合應用于東海、南海海上風電項目，能夠有效提高項目的施工效率，加快項目工期。
廣東三峽陽江陽西沙扒項目現(xiàn)場
通過一系列的技術創(chuàng)新，華電重工得到了業(yè)主和設計院的高度認可。“此前，廣東地區(qū)海上風電從未使用過單樁。我們實現(xiàn)技術突破后，該技術迅速推廣應用，南海區(qū)域開工的和招標中的多個海上風電項目均改為單樁基礎型式，這是華電重工對海上風電建設的重要貢獻。”袁新勇一臉自豪地告訴記者。
華電重工一直是一家為業(yè)主提供系統(tǒng)方案解決的供應商，其海上風電業(yè)務也在朝著這個目標努力。隨著我國海上風電開發(fā)進入新的發(fā)展階段，華電重工也在大踏步的向著自己的既定目標邁進。今年，華電重工首次以“EPC模式”簽訂廣東揭陽神泉海上風電場項目，真正實現(xiàn)了從施工總承包向EPC總承包的跨越。
“中國的能源轉型離不開海上風電，我們愿意為國家戰(zhàn)略貢獻更多的華電智慧，這是一家能源央企義不容辭的責任。”袁新勇一邊拉著記者的手說，一邊向記者展示華電重工未來海上風電的宏偉藍圖。
此刻，華電重工參與建設的海上風電已經(jīng)遍布我國的河北、江蘇、上海、福建、廣東以及臺灣等省市區(qū)的海域，正在為我國的經(jīng)濟發(fā)展輸送著源源不斷的清潔能源。
