国产海上风电安装平台的研发之路

张静波

全球主流的海上风电安装平台基本上都采用自升式平台设计。自升式平台上的核心设备如升降系统、大起重能力的绕桩吊机，我国均已拥有自主知识产权，完全能够自主进行生产，打破了国外对海上风电施工安装船机关键设备的技术垄断，实现了核心设备、系统知识产权的自主化和设备生产的国产化。

为了响应国家在《全国海洋经济发展“十三五”规划》中提出要加大高端风电及大功率海上设备研发力度的要求，预测后续新建海上风电安装平台的起重能力范围主要在1000吨至1500吨之间，广东精铟海洋工程股份有限公司所设计建造并交付给中广核公司使用的“海龙兴业号”自升式海上风电安装平台所安装的绕桩吊，就是拥有自主知识产权的1200吨起重能力的吊机。而早在数年前，精铟海工已经完成了自升式海洋平台的升降系统研制，拥有各类型升降系统的完全知识产权，各个技术参数和指标完全达到使用要求，某些主要参数已经接近甚至超过了国际先进水平。

广东精铟海洋工程股份有限公司成立于2007年8月，是一家以海洋工程运维船舶及海洋石油技术与装备、风电工程技术与设备、海上及船用配套设备设计与制造、专用大型液压设备设计制造为主业的国家级高新技术企业。

精铟海工深耕海工装备业10余年，对被评为广东省科学技术一等奖的“海洋石油自升式钻井平台升降系统”和广东省科学技术二等奖的“自升式海上石油钻井平台桩腿锁紧系统的研制及产业化”拥有完全自主的知识产权。

“精铟01”（KOE-01）号是精铟海工设计建造的第一座海上风电安装平台，2017年在广州南沙交付，是华南首座风电安装平台。该平台是为海上风机安装与运维、离岸工程支持而专门设计制造的一座平台。“精铟01”号首次应用了完全国产化的核心装备，其所配置的800T绕桩吊及3600T连续液压插销滑座式升降系统均为国内最先进的海工设备，精铟海工对其拥有完全自主的知识产权。

“海龙兴业号”（KOE-02）是精铟海工设计建造的第二座海上风电安装平台，是目前唯一适用于广东和福建海域的风电安装平台。针对广东、福建海域海况较江苏和浙江复杂、风速高、浪涌大、海底为岩石的特性，对平台的桩靴、桩腿和升降装置进行了个性化设计，在国内风电安装平台上首次采用了桁架式桩腿，使得平台不仅适用于海况平缓的江苏、浙江海域，还适用于广东、福建等海况复杂的区域作业。同时采用了DP1动力定位装置，作业水深达到60 米，适用作业水深覆盖国家“十三五”规划及《广东省海上风电发展规划》（2017-2030年）（修编）的规划海域。作业能力堪比海上风电强国英国、德国等欧洲国家的先进船型。

我国已经能够自行设计制造海上风电安装平台，解决了“有没有”的问题，接下来要解决的就是“更加好”的问题。目前，制约海上风电平台创新的难点有如下几项：一是升降系统的升降速度和平稳性。海上风电设备的安装需要在一定的窗口期内进行，对时间有着较高的要求。这就要求升降系统的速度和平稳性能够满足更高要求，保证在窗口期内平台的使用效率;二是绕桩吊机问题。绕桩吊机是风电安装船的关键装备，用来将风力发电机吊组件平稳、安全吊升到塔架上进行安装。在有限的作业窗口期内，如何提升吊装效率，减少施工成本，是国内外面临的重大难题;三是抱桩器问题。由于受到疾风、海浪、洋流、潮汐等可变因素影响，加之近海海床土壤比较松软，打桩时桩基很容易偏斜，这将直接影响到过渡桩及顶部风机塔筒的安装。如何提高桩基建设效率，也是目前国内各风电施工企业面临的重大技术难题。四是海上风电安装平台有效甲板面积。随着海上风机大型化和作业水域深海、远海化，有效的甲板面积和较小的吊运盲区设计与施工吊装的方案有着十分重要的关系。

随着国内海上风电产业逐步形成，海上风电安装业务也蓬勃发展，越来越多海上风电安装平台进入了市场。“十三五”期间，国内约有20 余座海上风电安装平台进行设计和建造，因此海上风电安装平台逐渐成为了重要的海洋工程装备。对于我国海上风电安装平台的发展，笔者特提出以下几点建议。

一、要针对目前技术创新所遇到的问题，展开专项研究，找到合适的解决方案，如在绕桩吊机的吊具上加装吊具补偿系统，保证吊运起水过程的平稳性，提高吊机整体的工作效率等方案，为下一代风电安装平台打好技术基础。

二、要加快开发能够适用于各种海域的海上风电安装平台。目前，国内海上风电安装平台的设计单位只是根据特定的市场需求进行开发，对功能的多样性考虑不足，制造出来的平台功能比较单一。随着海上风电开发的深入，对成本的要求更加迫切，为了节约成本，运营方越来越需求有通用于各种海况和海域功能的新型平台。

三、随着海上风电运维阶段的到来，海上风电项目运营商应对运维船舶的使用加以关注。目前，我国运维船舶市场并没有形成规模，需要各个运营商加以重视，将运维船舶与风电安装平台一并考虑和规划，确保能够满足大规模安装工程完成后随之而来的大规模运维工程要求。

四、可以参考FPSO的设计理念，将风电平台的各个功能分模块设计，最后根据具体需要对模块进行组装，形成不同功能的平台。

全球對能源需求和全球环境恶化的矛盾愈发明显，为了人类未来，采用清洁能源已经成了全世界的共识。这个共识将极大促进海上风电的发展，而海上风电的高速发展对海上风电安装平台有着迫切的需求。从浮吊船发展到自升自航式平台，海上风电安装船的功能在不断优化。此外，海上风电机组的功率不断增大，也促使风电安装船朝智能化、深水化、大型化、专业化和模块化的方向发展。我国开展高端智能一体化海上风电安装平台的研发行动势在必行！