江蘇如東縣,位于長江三角洲北翼,東面北面瀕臨南黃海。光照充足,季風(fēng)明顯。我國最大海上風(fēng)電項(xiàng)目——龍?jiān)唇K如東海上風(fēng)電項(xiàng)目就落戶在如東。隨著該項(xiàng)目的成功運(yùn)營,龍?jiān)措娏σ殉蔀槲覈?ldquo;海上風(fēng)電先行者”。
近日,龍?jiān)措娏?ldquo;潮間帶風(fēng)機(jī)新型單樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)、裝備研發(fā)和工程應(yīng)用”榮獲2013年度中國電力科學(xué)技術(shù)一等獎,標(biāo)志著該公司海上風(fēng)電開發(fā)技術(shù)達(dá)到一流水平。該項(xiàng)目在海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)以及施工設(shè)備研發(fā)應(yīng)用方面做出的領(lǐng)先探索,正在產(chǎn)生積極的示范效應(yīng)。
一流技術(shù)夯實(shí)單樁基礎(chǔ)
海上風(fēng)電開發(fā)最難啃的硬骨頭是風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)即打樁技術(shù)。只有掌握了單樁沉樁的核心技術(shù),才具備大規(guī)模開發(fā)海上風(fēng)電的實(shí)力。
“海上風(fēng)電相當(dāng)于在海上建造一塊用來樹立風(fēng)機(jī)的‘陸地’,這塊‘陸地’需要一個堅(jiān)實(shí)而穩(wěn)定的樁,而在海上打樁,相當(dāng)于要在豆腐上鉆個眼兒。”龍?jiān)春I瞎究偨?jīng)理張鋼的比喻充分說明了在海上打樁的難度。
國際上多傾向采用單樁基礎(chǔ)。為保證單樁基礎(chǔ)的垂直度,國外采用帶過渡段的單樁結(jié)構(gòu)形式,以調(diào)整打樁帶來的偏差,過渡段與單樁之間通過高強(qiáng)灌漿料進(jìn)行連接。這種施工方法不僅增加了施工成本和施工周期,且國外已出現(xiàn)了大量單樁基礎(chǔ)灌漿料連接部分發(fā)生微裂紋,導(dǎo)致過渡段滑移的案例。
考慮到國內(nèi)目前無法生產(chǎn)高強(qiáng)度的灌漿料、進(jìn)口灌漿料成本高的因素,龍?jiān)春I瞎炯夹g(shù)人員對單樁基礎(chǔ)進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新,取消了傳統(tǒng)單樁中的過渡段。
“取消過渡段對單樁基礎(chǔ)的垂直度提出了高精度的要求,為此我們優(yōu)化了頂法蘭結(jié)構(gòu),研制了大型扶正導(dǎo)向架,通過沉樁垂直度實(shí)行監(jiān)測與校正成套施工工藝技術(shù),實(shí)現(xiàn)了打樁過程中單樁的有效導(dǎo)向和糾偏,垂直度誤差控制在2%。,遠(yuǎn)低于國際要求的4%。,”龍?jiān)春I瞎靖笨偨?jīng)理高宏飆耐心地解釋打樁過程的精細(xì)度,“50多米長、5米直徑、幾百噸重的單樁基礎(chǔ)打入海底40多米的位置,最終垂直度誤差率控制在2%。以內(nèi),這不是在辦公室簡單說說就能辦到的。”
高宏飆表示,單樁沉樁技術(shù)和大型專業(yè)施工設(shè)備的運(yùn)用,使得潮間帶風(fēng)電工程造價(jià)大幅降低。省去過渡段不僅每臺節(jié)約40-60噸重的鋼材,省去每臺漿料成本近70萬元,而且使施工功效大幅度提高,從至少需要8天時間減到平均僅需半天。
“我們現(xiàn)在開發(fā)的是試驗(yàn)或示范風(fēng)電場,所以成本還包括實(shí)驗(yàn)和前期聯(lián)合研發(fā)的費(fèi)用等,如不計(jì)這部分成本,該項(xiàng)目成本為1.6萬元/千瓦。而歐洲海上風(fēng)電項(xiàng)目造價(jià)一般在2.5萬元/千瓦至3萬元/千瓦”龍?jiān)措娏σ?guī)劃發(fā)展部范子超說。
新型單樁制作工藝也是一項(xiàng)重要的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn),單樁基礎(chǔ)露出灘面的那一段是整個基礎(chǔ)最敏感的部分,隨著海水潮漲潮退,這部分時而暴露在空氣,時而被海水淹沒,因此最容易被腐蝕。為此,龍?jiān)慈颂匾饨o風(fēng)機(jī)穿了一只橘黃色的“雨靴”,這就是龍?jiān)椽?dú)創(chuàng)、國內(nèi)首次在海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)用的“金屬熱噴涂+海工油漆涂層+犧牲陽極”防腐蝕方案,大大減少了海水對風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的腐蝕。
“不要小看這么一個簡單的應(yīng)用,這對保護(hù)風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)至關(guān)重要。”龍?jiān)春I瞎景踩O(jiān)督部主任江建軍表示,地基、基礎(chǔ)、塔架、機(jī)艙、輪轂、葉片這些元素構(gòu)成了風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行所需要的系統(tǒng),它是把上述元素安全有效捏合在一起的重要保障。