风电安装平台液压插销式升降系统船厂分包生产分析

张磊 宫小康 邓国辉

摘    要：在风电安装平台液压插销式升降系统订货时，将系统拆分成：结构、机械、管路系统、电气控制系统。船厂选择部分系统进行自己生产，其它部分外包订货。本文对拆分订货与传统的整体订货对比，进行可行性和风险分析，并对比成本预算，给船厂在液压插销式升降系统订货中一个参考。

关键词：液压插销式升降系统;分包组成;成本预算;风险分析

中图分类号：U664.69                            文獻标识码：A

Abstract： When ordering the hydraulic lifting system for the wind power installation platform， the hydraulic jack lifting system is divided into the structure， machinery， pipeline system and electrical control system， the large shipyard with certain design and production capacity chooses the part to produce itself and the part for outsourcing ordering. This split order is compared with the overall order of the traditional hydraulic bolt lifting system， and the feasibility analysis and risk analysis are given， and the approximate cost budget is compared to give the shipyard a reference plan for ordering the hydraulic bolt lifting system.

Key words： Hydraulic bolt lifting system; Subcontracting cos; Budget;  Risk analysis

1    前言

自升式平台的升降系统大致分为两大类：齿轮齿条电动升降和液压插销升降。由于齿轮齿条式升降速度快、操作简单、易对井位，多为桁架式自升式钻井平台所采用;而作为风电安装平台，升降次数要远大于自升式钻井平台，所以采用液压升降机构使用寿命更长，工作更为可靠，国内营运的风电安装平台基本上都采用了液压插销式升降系统。

船厂在升降系统订货时，一般都是直接总包给厂家制作，提高了制作和运输成本，这对有一定设计和制作能力的大型船厂在成本控制方面十分不利。

2    液压插销式升降系统的分包方案

2.1   液压插销式升降系统的分包组成

液压插销式升降系统，一般分包为：结构及舾装件;液压系统及相关设备;电气控制系统及相关设备;其它功能性小系统及附件;取证和送审工作。

（1）结构及舾装件

结构及舾装件一般有：升降机构固桩室、固装室内的平台和栏杆、上环梁和下环梁、插销、油缸耳板、耐磨板等。主要的组成是上下环梁和固桩室（见图1）。

（2）液压系统及相关设备

液压系统及相关设备一般有：液压泵站、拉升油缸、液压管系及管附件、插销油缸等。主要的组成是液压泵站和拉升油缸（见图2）。

其中，液压泵站还可以细分为液压泵、液压电机、油箱、控制阀块、冷却泵、冷却电机、板式冷却器、回油过滤器、蓄能器等。

（3）电气控制系统及相关设备

电气控制系统及相关设备一般有：集中控制台、机旁控制箱、CCTV系统、各种电缆和传感器。主要的组成是集中控制台。

（4）其它功能性小系统及附件

其它功能性小系统及附件一般有：润滑系统、固桩系统、真空脱水系统等。

其中，固桩系统可以根据实际使用方的成本需求改为固装块;真空脱水系统可以根据成本需求来选择是否配置。

（5）取证和送审工作

取证工作主要是产品检验处的单项设备取证工作和审图中心的图纸退审工作。

其中，产品检验处的单项设备取证是按CCS《海上移动平台入级规范》。

为了设备取证的需要，其中部分设备图纸会转CCS海工审图中心进行图纸认可。

2.2  液压插销式升降系统中船厂能完成的部分

根据现有大型国内船厂的设计与制作能力，下面工作可以考虑自己完成：

（1）设计部分

固装室结构形式设计、上下环梁的结构设计、液压泵站的集成与布置设计、固装室内平台栏杆设计与布置、油缸连接耳板及加强设计、润滑系统布置及原理图、固桩系统布置及原理图、真空脱水系统布置及原理图、CCTV系统布置及原理图。

（2）设备购买和制作部分

上下环梁的制作、固装室结构及固装室内铁舾件制作、油缸连接耳板及加强制作、液压泵站的集成制作、润滑系统安装与管路布置、固桩系统安装与管路布置、真空脱水系统安装与管路布置、CCTV系统安装与电缆布置、液压泵站中油箱和公共底座的制作。

（3）试验与取证工作

全船升降试验、升降的潜在失效模式及后果分析、自己制作部分的设备取证、自己设计部分的图纸送审工作及最后的整体取证。

（4）船厂不适宜的分包设计和设备购买工作

升降系统是平台的主要设备，设备厂家在此设备上有许多自己的核心技术，而且有些设备生产厂家经验丰富，完成设计的时间短，而且能更好的符合平台需要的性能参数。

在设计方面主要是：液压管系原理图设计、电气控制系统图设计;在设备提供方面主要是：高、低位环梁升降油缸、銷轴油缸、CCC（中央操作台升降部分）、MCC控制柜（油泵控制，包括开关、接触器等相关元件）、LCC（本地操作站）、PLC、触摸屏。

2.3  液压插销式升降系统拆分打包过程中对船厂技术提升的帮助

（1）船厂可以从固装室和上下环梁的有限元分析中熟悉固装室结构形式，对结构进行优化（见图3固装室有限元模型）。

（2）液压泵站的集成与布置设计中，船厂可以从中优化液压泵、液压电机、油箱、控制阀块的集成体积，使液压泵站的整体体积变小，便于液压泵间的设备布置和维护，还可以将液压油箱单独做为结构油柜。这些对船厂以后液压控制类设备集中设计有参考作用，

（3）固装室内平台栏杆设计与布置中，船厂可以从中优化平台布置，优化检验通道空间，对船厂以后机械舱室布置设计有参考作用。

（4）润滑系统布置及原理图、固桩系统布置及原理图、真空脱水系统布置及原理图设计中、CCTV系统布置及原理图，使船厂对升降系统小的功能性系统更加了解。

3    液压插销式升降系统的分包风险分析

（1）固装室和上下环梁结构计算风险

因为现在设计的风电安装平台使用大型绕桩吊较多，在固装室和上下环梁结构有限元分析中，要考虑增加起重机筒体经圆转方过渡之后与方型升降机构室顶部相接，升降机构室及加强结构除了要承受上下导向所传递的载荷之外还需要承受主起重机所传递的起重机载荷。这样的受力载荷分析复杂，容易出错。

（2）液压泵站集成风险

船厂一般对液压泵站上的设备不熟悉，维修空间要求不了解。而且对设备功能了解少，容易造成后期发现液压泵站上设备无维修空间、设备散热量大于预估等问题。

（3）送审取证风险

船厂方与产品检验处接触较少，对设备取证流程不熟悉，容易遗漏需要送审的项目或图纸，对后期整体取证有影响。

（4）后期调试和FMEA试验风险

FMEA试验中有一些特殊计算和分析，船厂方需要进一步了解。全程升降式，需要对设备操作熟悉的人员进行指挥，船厂在设备操作上需要进一步培训。

4    液压插销式升降系统的分包成本预算

分包后可以减少预算的主要组成部分有：

（1）船厂对结构与铁舾件的制作，减少了制作成本，减少了运输费用;

（2）船厂对液压泵站上设备的采购与集成，减少了设备采购成本与设备运输费用，而且液压泵站上的油箱和底座可以由船厂方自己制作，更加减少制作成本;

（3）船厂对润滑系统、固桩系统等小系统的采购与集成，减少了设备采购成本与设备运输费用，而且可以自己进行设计减少了设计费用;

（4）船厂自己进行设备取证和送审工作，减少了中间环节的费用;

（5）船厂自己进行升降试验、失效试验，可以减少外聘人员费用。

通过与设备厂家沟通，某型5 000 t额定升降能力的升降系统成本对比如下（表3）：

5    结束语

在船舶市场比较低谷的时期中，各大型船厂都在成本控制上面进行各种尝试，本文是依托了在建的系列风电平台进行分析，给出一种可以控制升降系统设备采购费用的方法给各大型船厂进行借签。并且给出了可能出现的风险点，希望在成本和风险上找到平衡。

参考文献

[1] CCS海上风机作业平台指南[S]. 人民交通出版社，2012.

[2] CCS钢质海船入级规范[S]. 人民交通出版社， 2015.

[3] 上海振华重工液压插销升降系统资料. 2011.

[4] 广州精铟海工液压插销升降系统资料. 2015.

[5] 江苏润邦重工液压插销升降系统资料. 2016.