超大型自航自升式海上风电安装船关键设计与建造技术

海上风电项目的基础工程设计与建设方案海上风电项目是利用海上的风能资源，通过建设风力发电设施来实现清洁能源的生产。

这种项目对于保护环境、减少温室气体排放以及推动可再生能源的发展具有重要意义。

基础工程设计与建设方案是海上风电项目的关键步骤，它涉及到项目的可行性、安全性、经济性等方面的考虑。

首先，基础工程设计应该重点考虑项目的可行性。

在海上风电项目的选择和设计过程中，需要对海域风能资源进行详细的测量和评估。

通过风向、风速、风场分布等数据的分析，确定最适合建设风电场的海域区域。

此外，还需对海域地质特征进行综合评估，确保海底地质条件适宜建设风力涡轮发电机的承载。

其次，基础工程设计应注重项目的安全性。

由于海上风电项目建设在恶劣海洋环境中进行，考虑海浪、风暴、潮汐等因素对设施的影响至关重要。

设计方案应该充分考虑设施的抗风能力、抗浪能力、抗倾覆能力等。

通过合理的结构设计和建设材料的选择，确保风电设施在面临极端天气条件时的稳定性和安全性。

此外，基础工程设计还需考虑项目的经济性。

风电项目的建设和运维成本是考虑项目可行性的重要因素。

基础工程的设计应该尽量降低材料成本、施工成本和运输成本，提高建设效率和设施的使用寿命。

合理的设计方案还应该考虑项目的可持续性发展，通过优化布局、增加装机容量等方式提高发电效率和经济效益。

基于上述考虑，一个典型的海上风电基础工程设计方案可以包括以下几个主要步骤：1.项目区域评估：对目标海域进行风能资源的调查和评估，确定最适合建设风电场的区域。

同时，进行地质勘探和地质特征的分析，评估地底条件适宜性。

2. 设计方案：根据风能资源和地质评估结果，设计合理的基础工程方案。

考虑到海上环境的特殊性，结构设计应具备良好的抗风抗浪能力，同时确保施工和运维成本的合理性。

3. 施工模拟与优化：借助现代建模技术，对基础工程的施工过程进行模拟和分析，寻找最佳施工方法和流程。

通过优化方案，提高施工效率和质量。

4.可持续性发展考虑：考虑到海上风电项目的长期运营，设计方案应注重设备的可持续性和维护保养的简便性。

海上风电安装船大型起重机精细化管理对策摘要：“绿水青山就是金山银山”生态文明新理念及“3060”碳中和碳达峰，为绿色能源蓬勃发展指明方向，这推动了海上风电产业的快速发展。

大型起重机是海上风电安装船的主要设备之一，当前大型起重机的起重能力在600吨至3500吨不等，随着深远海风电资源的开发，海上风机也朝着大型化发展，目前12MW风机已成为主流，至2030年深远海将实现30MW风机，这必然要求海上风电安装船具有较强的起重能力，同时要求船上管理人员对其进行更加精细化的管理，以此来保障海上风电安装船起重设备的安全有序运转。

但在海上风电安装船大型起重机的管理过程中，依旧存在设备管理人员比较粗放、忽视了信息化技术的作用、未能完善设备管理体系等不足之处，难以提高大型起重机的精细化管理水平。

本文通过分析海上风电安装船大型起重机精细化管理对策，提出了加强设备管理专业人才队伍建设、构建现代化海上风电智能管理平台、完善大型起重机设备监管机制等解决措施，以此来落实对海上风电安装船大型起重机的全面精细化管理，避免造成严重的安全事故，提高生产效率，促进海上风电安装船的正常运行。

关键词：海上风电安装船；大型起重机；精细化管理1 引言海上风电安装船是专门用于在海上进行风机安装的船舶，是海上风电建设的关键装备之一，在海上风机安装过程中，高风险点较多，通过加强对海上风电安装船大型起重机的精细化管理，有助于提高安装作业的安全性，降低了安装施工过程中可能出现的安全隐患，并能够有效增强海上风电安装船的经济效益。

但在实际的海上风电安装船大型起重机的管理工作中，仍具有着设备管理人员比较粗放、忽视了信息化技术的作用、未能完善设备管理体系等诸多问题，给海上风电安装船大型起重机的安全使用埋下了隐患。

本文旨在研究如何落实海上风电安装船大型起重机的精细化管理工作，从人员、技术、制度等层面来展开研究。

2 海上风电安装船大型起重机管理现状2.1 设备管理人员比较粗放2009年我国第一个大型海上风电场-东海大桥正式并网发电，标志着我国迈入海上风电建设。

项目名称：我国首座大型海上风电场建设与运行关键技术及示范应用提名意见：为加快抢占全球风电技术制高点，填补我国海上风电领域空白，推动我国能源结构调整和新能源发展，2008年国家发改委核准了上海东海大桥海上风电示范工程，2010年上海世博会期间正式并网运行。

在国家发改委项目、国家863计划、国家自然基金等资助下，项目组结合我国海域特有的台风天气、淤泥地质条件以及东海大桥海域独特的通航需求，通过协同攻关与自主创新，建成了我国首座大型海上风电场，首次全面实现大型海上风电场建设与运行关键技术国产化。

在海上风机研制方面，研发了国内首台3MW、5MW离岸型风机，攻克了强台风海域风机的安全稳定运行难题；在风机基础设计方面，首创多桩混凝土-钢组合式海上风机基础结构，解决淤泥地质下高耸风机对基础的强作用力问题、1000t级主航道中风机的撞击耐受问题；在施工方面，率先研发大型海上风机整体安装技术，攻克海上有效施工期短、漂浮式平台上安全快速吊装高型重型设备的难题；在电气系统设计方面，提出大型海上风电场电气系统优化方法，解决近海海域海上风电场电气系统与海洋多功能区的交叉穿越问题、海缆故障定位难、维护难引起的可靠性问题。

该项目实现我国海上风电从无到有的关键转变，掌握了海上风电自主技术，形成了系统的海上风电技术与标准。

项目的成功示范，直接促成我国海上风电的爆发式增长。

项目成果推广应用至上海、江苏、福建、广东等地区的海上风电项目，为国家节能减排与新能源开发工作作出了积极贡献。

提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。

项目简介：我国能源正处于结构调整，迈向“绿色”的关键时期。

风电作为新能源的主体部分，正逐渐由替代能源转变为主体能源，风电开发也逐渐由陆上扩展到海上。

我国海上风能储量丰富、靠近负荷中心，开发优势明显。

为抢占风电领域的技术制高点，大力发展海上风电是我国能源战略与海上强国战略的重要内容。

在国外风电巨头技术封锁、价格垄断和国内无例可循的条件下，该项目通过自主创新与协同攻关，既攻克了海洋大风浪、急洋流、强腐蚀严酷环境对项目实施的影响难题，又解决了我国强台风、软土地基、淤泥地质条件的特殊挑战，全面实现海上风电技术国产化，建成了适应我国海域环境与运行需求的国内首座大型海上风电场—东海大桥100MW海上风电示范工程。

海上风力发电机组整机安装与分体安装的船舶分析摘要：海上风力发电在我国沿海区域正处于高速发展时期，文章在海上风力发电机组安装方式进行了介绍，简要风场建设中船舶设备配置选型方面的差异做出简要阐述，关键字：海上风电；风力发电机组安装；对比分析1引言风电作为一种新能源，以其无污染的产出方式，特别是在环境和能源矛盾加剧越来越受到重视，随着技术的日益成熟，利用清洁的风能资源是全球能源开发的战略方针。

由于海上风能具有风速高、风速稳定、不占用土地等优点，已成为目前风能发展的趋势和重点，截止2017年，全球风电累计装机容量达到539.58GW。

由于在年新增装机市场的卓越表现，中国累计装机容量已超越欧盟，中国成为全球风机装机容量最大国。

目前风机机组装机容量也越来越大，风电场也有近海向远海延伸。

海上建立风电场不同于陆上风电场，其环境相对陆上风电，海上风场建设受潮流、涌浪、水深、地质、强风、运输条件限制，合理的选择船舶和风机安装方式在风场建设中显得尤为重要。

目前，世界海上风电机组安装方法，根据安装过程可分为2类：海上整机安装方法和海上分体安装方法。

英国Beatrice风电场2台5MW机组采用海上整机安装，国内东海大桥海上风电场34台机组率先采用海上整机安装方法安装。

分体安装技术在国外应用较为成熟，在风电场建设中占比约为90%，全球规模最大风电场London Array风电场均采用该法。

2海上整体安装与分体安装船舶设备全球海上整机安装在Beatrice风场首次得到应用，Beatrice风场用Rambiz号双吊臂起重船安装风机机组（见图1）。

国内上海临港海上风电二期风电场为风力发电机组整机安装方式，风机机组预先在浙江省舟山市岱山县拼装基地完成拼装后由“三航工2”运往海上风场建设地，现场采用双吊臂起重船“三航风范号”完成风机机组与基础对接（见图2）。

以上海临港海上风电二期风场建设为例，其船舶配套为见三航风范、三航起18、中海起16、三航工2、海工6、腾峰68、腾峰27、金航工68、金杰6、苏启新荣5、立人19、三航拖3003、东港拖4001、三航拖6001。

海上可移动式风机装备研制过程中的关键技术问题
刘晓雷;徐胜文;汪学锋;孙红军
【期刊名称】《船舶力学》
【年(卷),期】2024(28)3
【摘要】可移动式风机是一种既能利用海上风资源进行发电储能,又具备一定自航能力的海上能源装备。

与固定式海上风机以及系泊式漂浮风机相比,可移动式风机
的有效作业水深更大,可以开发深远海蕴含的大部分风能,同时还可以为远海生产生
活设施进行供电。

本文基于国内外相关最新研究资料,结合作者自身的理解和探索,
从基础选型、概念可行性论证、一体化动力分析技术、作业决策技术、安全性评估、水池模型试验技术、建造及安装技术等多个方面,对研制可移动式风机过程中需要
解决的关键技术问题进行探讨。

【总页数】13页(P465-477)
【作者】刘晓雷;徐胜文;汪学锋;孙红军
【作者单位】上海交通大学海洋工程国家重点实验室;中海油融风能源有限公司【正文语种】中文
【中图分类】TM614
【相关文献】
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熔化成形装备研制及其在航天中的应用4.温室智能装备系列之一百一十二基于TTcontrol移动式程控单元的设施移动智能装备关键技术
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CCS对海上风电安装船入级的技术要求海上风力发电作为无污染的可再生能源开发，因其具有更好的风能条件，不涉及土地征用问题，不会造成大气污染，环保价值可观等优点，受到世界各国的普遍高度重视，近年来发展非常迅速。

那么当前海上风电安装船现状和发展趋势如何？中国船级社对海上风电安装船有哪些入级的相关技术要求？中国海上安装船产业发展还需从哪些方面补强？1海上风电安装船的入级规范体系及法定要求目前海上风电安装船主要为自升式，船级社对此类设施入级划归到海上结构物入级范畴，因此要遵循海洋工程的相关规范体系。

中国船级社（CCS）要求海上风电安装船入级应满足CCS船级社自己的规范、标准体系，主要包括《海上移动平台入级规范》、《材料及焊接规范》、《船舶与海上设施起重设备规范》及《海上风机作业平台指南》等；中国籍的海上风电安装船还应满足公约、法规要求，主要包括IMO颁布的《海上移动式钻井平台构造和设备规则》、《国际海上人命安全公约》、《国际防止船舶造成污染公约》、《国际载重线公约》等以及中国海事局颁布的《海上移动平台安全规则》、《船舶与海上设施法定检验技术规则》等。

海上风电安装船的设计、建造过程经检验满足上述入级规范后，中国船级社签发《海上移动平台入级证书》；同样，海上风电安装船的设计、建造过程经检验满足上述公约、法规后，中国船级社代表海事局签发《海上移动平台安全证书》、《国际吨位证书》、《国际载重线证书》、《国际防油污证书》、《国际防生活污水证书》、《国际防空气污染证书》、《防止船舶垃圾污染检验证明》、《国际防污底系统符合证明》等法定证书。

2海上风电安装船的入级符号说明入级符号是平台主要用途、功能及特性的表述，具有强制性。

平台的主体（包括设备）和机械（包括电气设备）符合船级社规范或等效规定，船级社将授予相应的入级符号与附加标志。

中国船级社对入级符号和附件标志规定如下：（1）入级符号：★ CSA或★ CSA★ CSA表示平台的结构与设备由中国船级社审图和建造中检验，并符合规范的要求；★ CSA表示平台在建造时不是由中国船级社按照其规范进行检验，其后经中国船级社进行检验认为其符合规范的相关规定，此一般指建造后转级平台。

海上风电安装平台（下）导读海上风电安装平台为海上风电施工的关键核心装备，用于海上风力发电设备的打桩和安装。

海上风电安装具有组件多、超长、重心高、机位多、起吊高度高、定位精度高、安装环境恶劣等特点，是一项复杂的系统工程，影响海上风电开发成本和安全性。

随着海上风电开发向大容量风电机组、深水海域发展，建立专业的施工船队、培养专业人才，加强技术研发，提高我国自主设计与制造能力，加大风电安装船等装备的投资力度，对适应我国未来能源需求发展具有重要意义。

海上风电安装平台的关键技术Ei海上风电安装平台的结构设计海上风电安装平台集海上风电设备打桩、安装、运输等功能于一体，由上船体、沉垫、桩腿、起重机等构成。

上船体通常采用脑部有线型的矩形型式；沉垫则为整体水密结构，采用脑解均削斜的矩形型式。

上船体和桩腿通过双啮合升降系统连接，沉垫和桩腿通过锁紧系统进行连接，桩腿可穿越沉垫，在站立状态下插入海床起到抗滑移的作用。

通常情况下，平台由百个左右的风电机网格组成，每个网格上风电机的功率约在2兆瓦至5兆瓦之间。

可以预见的是，随着风电行业的不断发展，单一风电机的功率可进一步提升至10兆瓦左右。

在平台结构中，每个风电机与中央高压直流变压器、岸电之间，均保有一条独立的电缆作为连接媒介，此类电缆在设计中需要使用专门设备进行铺设。

目巨型桩腿的设计制造桩腿是支撑整个安装平台重量和运动的核心部件，长度近百米的桩腿由IOOnUn厚超强度E690海工钢多段拼装焊接而成，桩腿上有两组共80多个对穿通的准550±0.5mm销孔，两组呈90°角垂直分布，重达2万吨的平台通过桩腿上的定位销孔上下运动。

桩腿分段焊接质量直接决定了桩腿的强度和变形，从而影响了定位销孔的圆度、同轴度、直线度与位置精度，进而直接影响平台上下运动的平稳性，尤其是多条腿上下运动的同步控制，错误安装甚至导致整体平台报废。

为了满足深水区风大浪高水域的作业要求，需要设计出全新的高稳性结构桩腿和防滑桩靴。

集装箱式海上风力发电整机设计与实现随着全球对可再生能源的需求不断增加，风力发电作为一种清洁能源的代表受到了广泛关注。

而海上风力发电在近年来也得到了快速发展，其具有风速更高、更稳定、更可持续的优势。

为了进一步提高海上风力发电的效率和经济性，集装箱式海上风力发电整机的设计与实现成为了当前研究的热点之一。

集装箱式海上风力发电整机的设计与实现涉及到多个方面，包括整机结构设计、风机叶片设计、发电机组选择与布局等。

首先，整机结构设计是集装箱式海上风力发电整机设计的关键之一。

由于海上风力发电需要面对更恶劣的环境条件，如强风、大浪等，因此整机结构的稳定性和耐久性至关重要。

设计人员需要考虑到整机的承载能力、防护措施以及可维修性等。

同时，为了适应集装箱的尺寸限制，整机的结构要尽可能紧凑，并合理安排各个模块的布局，以提高整机的利用率和运输效率。

其次，风机叶片的设计是集装箱式海上风力发电整机设计的另一个重要环节。

风机叶片的设计直接影响着发电效率和稳定性。

设计人员需要考虑到叶片的材料选择、形状设计以及叶片的长度等因素。

同时，为了适应海上环境，叶片的防腐蚀性和抗风性也需要得到充分考虑。

通过使用先进的材料和结构设计，可以提高风机叶片的强度和刚度，从而提高整机的效率和可靠性。

此外，发电机组的选择与布局也是集装箱式海上风力发电整机设计中的重要要素。

发电机组的选择需要考虑到发电功率、转速范围、效率等因素，并与整机的风机叶片和结构相匹配。

同时，发电机组的布局也需要合理安排，以提高发电效率和减少能量损失。

在集装箱式海上风力发电整机中，由于空间受限，发电机组的紧凑性和整机的平衡性也需要得到充分考虑。

除了上述方面，集装箱式海上风力发电整机的设计与实现还需要考虑到其他一些关键技术，如电气系统设计、智能控制系统等。

电气系统设计需要保证发电和输电过程的安全和稳定，为整机提供可靠的电力输出。

智能控制系统则可以通过实时监测和控制，进一步提高整机的效率和可靠性。

Germanischer Lloyd -Noble DentonOffshore Wind Turbine Installation Vessel 德国劳氏-海上风电安装船技术2010年CWEE 上海研讨会赵航宇德劳中国大区海洋工程业务主管经理2010-04-27Contents内容1.Germanischer Lloyd group –An Overview 德国劳氏集团2.Wind Energy, Offshore wind energy风电，海上风电3.Offshore Wind Farm Installation Vessels海上风电安装船技术2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 214.04.201014.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 3GL Group: Worldwide service on site德劳:覆盖全球的技术服务Mexico CityShanghaiHamburgDivision AM / Mexico City Division EMA / Hamburg Division EA / Shanghai Found in 1867, today over 6.900employees, of which 5.000 are engineers, are working for you in over 176 offices in more than 88countries.14.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 4Since 2007, 11 companies, including2007 Adventist Group ,600 staff members 2007International Refinery Services , 80 staff members 2008FutureShip /Friendship Consulting , 18 staff members 2009Noble Denton,900 staff members 2009Garrad Hassan 250 staff menbers have jointed the GL group, they have strongly enhanced the CL competency and Capability as a world wide technical service providerSince 2007, GL group is in expanding...德劳团队2007年来快速发展GL & Noble Denton & Garrad Hassan Join ForcesA New Dimension of Technical Assurance and Consulting14.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 52010-4-14No. 5GLGL GL Noble Denton GL Garrad HassanThe Oil & Gas segment of GL-Group 石油天然气业务The Renewables segment of GL-Group可再生能源业务The Maritime segment of GL-Group 船舶入级业务y Navel Architects 造船工程师y Marine engineers 轮机工程师y Mechanical engineers 机械工程师y Electronic engineers 电子工程师y Electrical engineers 电气工程师y Welding engineers 焊接工程师y Structure analysts 结构分析专家y Vibration analysts振动分析专家y CFM experts流体力学专家y Metallurgists 金属学专家y Process engineers 工艺工程师y Quality engineers 质量工程师y Civil engineers 土木工程师GL Group:a Multidiscipline Engineer Society 德国劳氏: 一个多领域的工程师团队14.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 614.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 7Oil and Gas Renewable EnergyCross-industry Cross-industry GL Noble Denton GL Garrad Hassan Services of GL groupProvide Solutions to Various Industry Sectors in one hand 德劳服务：不同工业问题的一站式解决方案Offshore Wind Turbine Installation VesselService for maritimesegmentService for energysegmentCross-industrysegments, inter-sectoral services e. g., also for offshorewind energy customersGL Cross-industry Maritime14.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 8GL in China,德劳在中国GLMS and GLIS, total about 400 employeesin 10site officesASEA ShanghaiGarrad Hassan in BeijingNoble Denton in North ChinaShanghai Taipei Kaohsiung Guangzhou Beijing Tianjin Hong KongQingdaoDalianJiangyinWuhan Shenzhen South China seaYellow seaEast China seaMain GL office Other GL offices Major cities Nanjing Chengdu X iamen ZhoushanYangzhouContents内容1.Germanischer Lloyd group –An Overview 德国劳氏集团2.Wind Energy, Offshore wind energy风电，海上风电3.Offshore Wind Farm Installation Vessels海上风电安装船技术2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 914.04.201014.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 10by 2020 the EU wantsto cover 20% of itsprimary energyconsumption withrenewablesWind energy, Global Trends市场：环球风能趋势14.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 11Offshore Wind in China –Present and Planning市场：中国海上风电场现状及规划1stPrototype installed by CNOOC in BohaiGold Wind 1.5MW Direct Drive Offshore planned by SHANDONG/JIANGSUOffshore planned by GUANGDONGOffshore planned by DONGHAI x34 units. Sinovel 3.0MW (x5 units installed)Offshore planned by ZHEJIANG/FUJIAN计划24 海上风电场装机总容量2500万千瓦Design concepts WTISMarket Situation and Motivation市场现状及考量•Main Driver: Political ambitions to reduce emissions by 2020, 20-30% of the primary energy production of European countries shall be coming fromrenewable sources•Offshore Wind-Farming is in its start-up phase起步阶段•Many players in field业者众多•Many different design concepts exist各有千秋的不同设计•Large potential for growth巨大的市场潜能2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 1214.04.201014.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 13Current Installation Way of Offshore Wind Turbine 当前中国主流海上风电安装方法•Complete turbine transport and installation整机安装• 3.0 MW turbine, lifting weight 412 ton3.0兆瓦机，起吊重量412吨•Nable height 91.3 m安装毂高91.3米•Windfarm area water depth 9.90~12.0 m风场水域水深9.9~12.0米Shanghai Donghaidaqiao Windpark上海东海大桥海上风电场为例Installation Way of Shanghai DonghaidaqiaoOffshore Wind Turbine上海东海风电场安装方法2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 1414.04.201014.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 15Fleets for installation operation安装作业所需船队DraftMain DimensionsTonnage power Ship type ItemsContents内容1.Germanischer Lloyd group –An Overview 德国劳氏集团2.Wind Energy, Offshore wind energy风电，海上风电3.Offshore Wind Farm Installation Vessels海上风电安装船技术2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 1614.04.2010Design Concepts WTISFunctions necessary of offshore installation vessel 海上安装作业所需功能•Loading 装载•Transportation运输•Offshore installation operation海上安装作业•Positioning定位•Jacking up提升•Heavey lifting起重•Workmanship安装作业•Workmanteam Accomondation作业人员起居2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 1714.04.2010Design concepts WTISTide zone, Shallow or Deep Water?潮间带，浅水，深水作业水域？2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 1814.04.2010Design Concepts WTISForm follows Function海上风电安装船功能设计考量Questions to be considered•Only for offshore wind turbine installation? 仅用于海上风电安装？•Installation way? 风机安装方式？•Crane and lifting appliances required?起重能力？•Working area: Tide zone? shallow water? deep water?工作区域：潮间带，浅水，深水？•Self propelled / no propulsion? 自航/ 非自航？•Jacking / non Jacking?自升/ 非自升？•Large Deck Area for Working?需大型甲板作业面积？•Sailing speed and Transportation Capacity important?航速，运能？•Number of Accomodation Complements?人员居住能力？•Semi-Submersible?半潜式？•What is the best Combination of all?如何综合考虑上述各因素？2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 1914.04.2010Design concepts WTISTypes of OWEA 风机，基础类型及参数shallow water deep water•Monopile(<20 m)•Jacket•Bucket (< 20m)•gravity foundation (<10m)•Jacket•Tripod (<80m)•Floating Structure (<900m)supplier GE Energy Siemens Vestas Repower Systems Multibrid Enercon Bard Nordex designation 3.6s 3.6 MW V 120 5 M M 5000 E 112BARD 5.0N90 Offshore nominal power[kW]36003600450050005000450052762500 rotor diameter[m]10410712012611611412290 mass (nacelle+rotor)[t]295215210410310500375nn14.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 20GL solution, Generation IDesign concepts TIV2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 2114.04.201014.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 22•Analysis and Verification •Newbuilding Classification •Plan Approval & NewbuildingSupervisionGL solution, Generation II:Design concepts TIV:Jack-up platform ORDIN, THOR8 100 A 5, Special Purpose Ship, Self Elevating Unit,GL Solution:ODIN-Offshore Installation vessel built in 2005 2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 2314.04.2010GL solution:THOR-Offshore Installation vessel built in 2007 2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 2414.04.2010GL solutions，Genration III:Design concepts WTIS: Loading, Transporting, Installing, all in one 德劳解决方案:下一代海上安装船装载，运输，安装一体GL Maritime -GL Noble Denton Deliverables•Analysis and Verification•Newbuilding Classification•Plan Approval & Newbuilding Supervision(outstanding)•Design & Consulting•Engineering supporting2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 2514.04.201014.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 26GL solutions Genration III:Beluga/Hochtief WTISTechnical Data:Type of vessel Heavy lift jack up vessel self-propelled ClassGL+100A5 Self Elevating Unit, DP2Main dimensions hull 135.00x40.00x11.00 m Water depth for jackingup to 50 mSignificant wave height for jacking & Dp 2.0 m Wind speed of crane operation up to 18.0 mOperation draft 4.60 m min ; 7.00 m max DP capability complying with DP2Thrusters & propulsion 12kn Legs4 lattice Jacking systemopen, >1m/sCraneBoom length 90 m Capacity up to 1700 tonHelideck D=20.88m suitable for Sikorsky S92 with a MTOW of 12.8 tCargo loadup to 8.000 ton8 100 A 5, Special Purpose Ship, Self ElevatingUnit, Operation according to operational manual, DP2, EP/BWMGeneration III:RWE-TIV, GLMain Particulars•Self-Elevating(up to 45m water depth)•Crane 800t@20m•DP2 Capability•100x40x8mGL-Deliverables•Analysis and Verification•Newbuilding Classification•Plan Approval & Newbuilding Supervision(outstanding)2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 2714.04.201014.04.20102010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 28Generation III:Beluga/Hochtief WTIS8 100 A 5, Special Purpose Ship, Self Elevating Unit,Operation according to operational manual, DP2, EP/BWMMain Particulars•Self-Elevating(up to 50m water depth)•Crane >1500t@20m •DP2 Capability •Large Deck Area •~135x43mGL-Deliverables•Analysis and Verification •Newbuilding Classification•Plan Approval & Newbuilding Supervision (outstanding)Generation III:ND-GL WTIS ND 1200¼100 A5Offshore Service Vessel, WTIS,Special Purpose Ship,Self Elevating Unit,Operation according to operational manual,[DP2, EP, BWM] (depends on owner Spec.)7MC AUT2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 2914.04.2010Technical key points 关键技术•Jacking up system 爬升系统•Gear box 齿轮箱•Locking devices 锁紧装置•Legs 桩腿•DP system 动力定位系统•Crane 重吊•Helideck直升机平台2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 3014.04.2010Crane Operation 起重作业• • • •Crane Equipment Approval 起重设施认可 Hydro dynamical analysis 水动力影响分析 Special Offshore requirements 海工作业特殊要求 Engineering in Dynamic Crane operation 动态起重作业2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference14.04.2010No. 3131WTIS Generation I to III Actual Projects WTIS第I代到第III代功能比较Generation I Combined crane and working barges 第I代：吊机与工作平台结合 Generation II Jackup barges without propulsion第II代：无自航系统的自升式平台 Generation III Self-propelled Jackup vessels 第III代：自航自升式平台Functions 功能 High lifting capacity 高起重能力 High deck load capacity高甲板荷载能力 Large working deck 大工作甲板 Large accommodation 大居住舱室 Helicopter deck 直升机甲板 Self-elevating 自升能力 Self-propelled自航能力 DP2 / DP3 capability DP2/DP3 动力定位能力 Generation I 第I代 x* x* x* Generation II 第II代 x x x x x x Generation III 第III代 x x x x x x x x* on separate barges2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference 14.04.2010 No. 3232GL References for pure WTIS GL风电安装船实例2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference14.04.2010No. 3333What GL-Noble Denton provide: 德劳提供技术服务Concept Phase 方案规划阶段 Basic Engineering 基本设计阶段Detail Engineering Phase Pre-Consulting for Process Design 过程设计咨询 Project Economics &Technical Feasibility Study项目经济性,技术可行性研究 Front-End Engineering Design (FEED) 前期设计 Consulting 咨询 / Independent Design Review and Verification 独立设计审 核 / Design Modeling and FE calculations 设计建模和有限元计算 / Compliance Review 合规审查 / Stress and Fatigue Analysis 应力和疲劳分 析 / Conceptual Risk Assessment 风险评估 Independent Design Review 独立设计审查 / Design Verification 设计审核 / Compliance Review 合规审查 / Design Certification 设计认证 / Risk Assessment 风险评估 Manufacturer’s Capability Certification (MCC) 制造商能力认证 / Vendor Inspection 供应商检验 / Quality Assurance and Control 质量担保和控制 / Performance and Warranty Testing 性能和担保测试详细设计阶段 Procurement Phase 采购阶段 Construction Phase 建造阶段Construction accompanied Design verification and certification 建造 过程设计修改审核和认证 / Construction inspection, commissioning supervision 建造检验,试车试航验证 / Engineering Critical Assessment (ECA) 工程关键评估2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference14.04.2010No. 3434WTIS: Rules for Classification and Construction 相关 GL 规范•船体For Hull: Ship Technology, Offshore Service Vessels, Ed. 2010•特种设施 桩腿，提升机构，重吊等For legs,Jacking System,crane etc.: Industrial Services, Offshore Technology2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference14.04.2010No. 3535WTIS Statutory Requirements海上风电安装船相关法定规范，公约要求• SOLAS 74/88, International Convention for Safety of Life at Sea 2009 • ILLC 66/88, International Convention for Load Lines; Revision 2004 • MARPOL 73/78, International Convention for the Prevention of Pollution fromShips, Annex I – IV• • • •IS Code 2008, International Code on Intact Stability Code of Safety for Special Purpose Ships, 2008 Guidelines for the Construction and Design of Offshore Supply Vessels 2006 Code for the Construction and Equipment of Mobile Offshore Drilling Units, 1989 amendment by Res. MSC.187(79) 2004• Ballast Water Management Convention, 20042010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference14.04.2010No. 3636Research worksComplementary Simulations WTIS – Semi Jack-Up Main ParticularsLength over all Length between PP Breadth Moulded Depth to Maindeck Depth to Tween Deck Design Draught Scantling Draught Length of legs Diameter of legs 141.0 m 135.0 m 36.2 m 14.0 m 8.0 m 4.0 m 5.0 m 72.0 m 3.9 m2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference14.04.2010No. 3737Focus on: Operational Safety Design OptimizationOperational Restrictions • Water depth = 45 m • Hs = 1.5 m • Current = 5 knots Loading Conditions • Base shear • Overturning moment Structural Integrity • Legs • Jacking houses • Hull2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference 14.04.2010 No. 38WINDGRAVITYWAVES + CURRENT BUOYANCY38WTIS on Location Hydrodynamic Analysis in WavesNumerical Methods Formatiert ;-)AQWA surface panelsPotential flow code AQWA • Regular waves • Frequency domain • Linear flow + Morison forces • Radiation & diffraction (Green function) CFD code COMET (RANS) • Reynolds-averaged Navier-Stokes solver • Nonlinear flow • Time domain • Breaking waves • Viscous effectsCOMET volume grid2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference14.04.2010No. 3939ResultsFormatiert ;-)• Calculation of base shear and overturning moments • Results of both numerical methods are similar • Free surface elevation around the ship2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference14.04.2010No. 4040In Place Condition:Maximum Forces and MomentsBase shear on aft legs [kN]Lateral overturning moment [kNm]Natural seaway: Hs = 1.5 m, Tz= 7.5 s2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 4114.04.2010Transit ConditionHydrodynamic Analysis in Waves•Cargo only loading condition•Ship speed = 14 knots•Potential flow code AQWA•RAOs of ship accelerationsin regular waves•Critical locations:nacelle hub & upper tower•Statistical evaluation innatural seaways•Max. Loads on the Lashing System?2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 4214.04.2010Transit Condition:Formatiert ;-) AccelerationsAt top of the pile [g]Horizontal Acceleration [max. 0,6g]Vertical Acceleration [max. 1,0g]Natural seaways: Hs = 2.5 m, 4.5 s < Tz< 17.4 s2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 4314.04.2010Thanks for your kind attention!谢谢您的关注！Any questions? Please......2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 4414.04.2010Contact GL Chinagl-china@欢迎您联系我们2010-April CWEE Shanghai Internatinal Conference No. 4514.04.2010。

海上风力发电工程施工方案一、前言在全球温室气体排放和气候变化日益严重的背景下，清洁能源已成为当今世界的热门话题。

海上风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，具有巨大的发展潜力。

然而，海上风力发电工程的施工难度较大，需要面对复杂的海洋环境和气候条件，因此，科学合理的施工方案显得尤为重要。

本文将结合海上风力发电工程的特点，围绕施工前、施工中和施工后三个阶段，制定科学严谨的施工方案，以期在实际施工过程中取得良好的效果。

二、施工前的准备工作1. 项目选址在进行海上风力发电工程之前，首先需要科学合理地选址。

选址应该根据海洋气象、水深、海底地质、风资源等因素进行综合考虑，以确保工程的持续稳定发电。

2. 测量勘探选址确定后，需要进行测量勘探工作，包括海底地形、水文气象、地质勘探等工作。

这些工作对后续的工程施工和设备安装都具有重要的指导作用。

3. 设备选型选择适合海上风力发电工程的设备，包括风力发电机组、海上施工船舶、海床基础等，需要充分考虑风速、海洋环境、水深等因素，以确保设备的安全可靠。

4. 施工计划制定根据测量勘探和设备选型结果，制定科学合理的施工计划。

考虑海上工作的季节性和气候变化，合理安排施工任务和时间节点，以确保工程的顺利进行。

5. 安全管理海上风力发电工程的施工安全问题尤为重要。

在施工前，需制定相应的安全管理计划，包括人员安全教育、安全设备配备、应急预案制定等工作，以确保施工同时人员和设备的安全。

6. 环保保护海上风力发电工程施工过程中，需要注意对海洋生态环境的保护。

制定合理的环保方案，严格控制废水排放、噪音污染等问题，保护好海洋生态环境。

三、施工中的工程实施1. 海床基础施工海上风力发电机组需要通过海床基础来固定，因此海床基础的施工显得尤为重要。

根据海床地质勘探结果，选择合适的基础形式，并采取合理的施工工艺，确保基础的牢固稳定。

2. 海上设备安装海上风力发电机组和相关设备需要借助海上施工船舶进行安装。

封二人物Insidecover Characters张永康团队参加国际互联网大赛合影“主战场”。

在风大、浪高、水深、远海和海况复杂等恶劣环境中，高效率、低成本、高安全地安装超大风电装备和铺设海底超长电缆的难度越来越大，张永康团队面临三大世界性技术难题：超大型自升式安装平台站立易倾覆“失稳”、高空巨型叶片大风吊装精准对位易“失准”、海底超高压电缆连接易疲劳破坏“失效”。

为此，张永康团队着眼实际，逐一提出了有针对性的解决方案：其一，通过超大型自航自升式安装平台设计制造创新，解决深远海恶劣环境下平台站立“失稳”的世界性技术难题，形成稳定的风机安装作业平台。

安装平台是系统复杂的巨型海洋专业工程特种船舶，是海上风电场建设的核心关键装备，具有运载航行、船体平台升降、起重作业等综合功能。

其核心功能是自升站立形成稳定的安装作业平台。

但是，受风面积大、重心高、甲板载荷大、海底地质复杂、风浪流恶劣等因素影响，安装平台容易站立“失稳”，从而导致平台倾翻灾难性事故发生。

对于长度达140米、总重量超2万吨的自升自航式安装平台，在作业水深达80米的深水区，巨型桩腿及桩靴结构设计制造变形控制是影响“失稳”的最主要因素。

基于上述问题，张永康团队提出了超大型自航自升式安装平台关键结构多目标多约束渐进拓扑优化方法，突破了复杂服役环境下超大型安装平台关键结构减重、疲劳、变形的结构设计瓶颈；建立了巨桩腿分段焊接预热数学模型和精确加热方法，减少了焊接应力和变形，形成了桩腿成套建造技术工艺与装备；提出了多桩腿轴套交替升降装置与控制方法，实现了平台在复杂海底连续精准可靠升降；首创非均匀分布载荷柔性低刚度风电安装平台的平地无余量数字化建造技术与坞内整船插桩试验方法，研制了八边形、圆形和桁架型3种桩腿桩靴系统，研发并建造出系列世界领先的安装平台，并形成国家标准4项、国家重点新产品2个。

其二，通过高空巨型叶片高效精准安装运动控制创新，解决高空大风中巨型叶片吊装时百余个螺栓同时精准对位易“失准”的行业核心难题。

海上风力发电工程施工方法一、概述海上风力发电作为一种清洁、可再生的能源，近年来在我国得到了快速发展。

相较于陆上风力发电，海上风力发电具有更大的风能资源和更好的环境适应性。

然而，海上风力发电工程施工面临着更为复杂的环境和更高的技术要求。

本文将简要介绍海上风力发电工程施工方法及注意事项。

二、施工准备1. 项目筹备阶段，应充分调研海上风电资源，评估项目可行性，确保工程符合国家政策和规划要求。

2. 设计阶段，要充分考虑海上恶劣环境条件，确保设计方案的科学性、合理性和安全性。

3. 施工前，应办理相关手续，取得海域使用权、施工许可等必备手续。

4. 组建专业的施工团队，对施工人员进行安全和技术培训。

5. 准备施工设备和材料，确保施工顺利进行。

三、施工方法1. 基础施工（1）海底地质勘察：了解海底地质状况，为基础设计提供依据。

（2）桩基施工：采用打桩船进行桩基施工，注意控制桩的位置、垂直度和完整性。

（3）基础施工：根据设计要求，进行基础施工，确保基础稳定可靠。

2. 风力发电机组安装（1）风力发电机组运输：将风力发电机组分段运输至施工现场。

（2）风力发电机组组装：在施工现场进行风力发电机组的组装，确保组装质量。

（3）风力发电机组安装：采用浮吊船将组装好的风力发电机组安装至基础平台上，注意调整发电机组的位置和姿态。

3. 电气设备安装（1）电气设备运输：将电气设备运输至施工现场。

（2）电气设备安装：按照设计要求，进行电气设备的安装，包括电缆敷设、变压器安装等。

4. 调试与验收（1）单机调试：风力发电机组安装完成后，进行单机调试，确保发电机组正常运行。

（2）系统调试：完成电气设备安装后，进行系统调试，确保发电系统稳定运行。

（3）验收：项目完成后，组织验收，确保工程质量符合国家标准。

四、注意事项1. 施工安全：加强施工现场安全管理，确保施工人员生命财产安全。

2. 环境保护：严格执行环保法规，确保施工过程中对海洋环境的影响降到最低。

船型推介772019年·第5期·总第182期1 200 t 自航自升式风电多功能安装平台“振江”号DOI :10.19423/ki.31-1561/u.2019.05.077“振江”号是由中国船舶及海洋工程设计研究院（MARIC）为尚和（上海）海洋工程设备有限公司量身定制设计的高端海上风电安装平台。

“振江”号是目前国内首型自主研发设计的自航自升式风电安装平台，采用流线型船体、直立艏柱、方尾船型，同时优化了桩靴与船体的装配设计，有效降低航行阻力；艉部设置双呆木，具备优良的航行稳定性。

其采用全船电力推进方式，由5台1 650 kW 中速柴油发电机组组成全船电站，艉部设置3个1 800 kW 的全回转舵桨装置，艏部设置3个750 kW 的艏侧推装置，用于平台航行和作业时就位，配置DP1动力定位系统和4点锚泊定位系统，具备在5级海况下的定位能力，有效提升风电安装作业率和效率。

配置起重能力为1 200 t@26 m 的绕桩式起重机，最大吊高115 m，是目前国内能力最强的风电安装起重机，满足6 MW 风机的整体安装要求和8 MW 风机的分体安装要求，兼顾大口径单桩的吊装和打桩需求，同时781 200 t自航自升式风电多功能安装平台“振江”号具备500 t 浮吊能力，有效提升了起重机的作业范围。

“振江”号还配置了先进的双动环梁液压插销式升降装置，具备连续升降能力，升降速度达到了25 m/h ；配置了先进的升降控制系统，可以实现自动升降船体；配置了抗横倾系统，可以实现浮吊过程自动调载。

其最大作业水深50 m，甲板作业面积约2 500 m 2。

“振江”号主要尺度和参数如表1所示，其主要功能包括：（1）海上8 MW 风电装置吊装作业和其他水上工程施工的起重、打桩、吊装和运输等作业；（2）海上风电装置的单桩基础、导管架式基础、多桩承台式基础和壁桩框架式基础的施工；（3）甲板上进行风电机组叶轮预装作业；（4）具备自航能力，可以7 kn 航速实现作业区域内调遣；（5）携带3套6 MW 风机或2套8 MW 风机机组部件或基础构件或其他工程相应构件、部件及打桩设备进入作业现场；（6）海上浮吊作业。