今年是中華人民共和國成立70周年，縱覽70年間，我國在科學技術、重大項目、重大工程建設等方面取得了巨大成就，一系列中國制造、中國創造、重大工程舉世矚目，在世界科技史、建造史上寫下濃墨重彩的華章。跨海大橋、高鐵、國產大飛機、人造太陽、天眼、北斗導航等等，是中國科技非凡的實力的體現，是中國制造、中國創造、中國建造的力量所在。
來源 | 深圳特區報
采寫︱李劍輝 王劍鋒 李麗 秦綺蔚
視頻｜李劍輝 王劍鋒 李麗 秦綺蔚 何龍 邢峻豪
圖片 | 何龍
在新中國成立70周年之際，深圳特區報組織策劃了大型報道“中國力量——走進中國大工程大項目”，記者兵分多路，足跡遍布東北、華北、華東、華南、西南、西北等地，走近這些具有國際影響、富有中國特色、體現民族精神的大工程、大項目、高科技，采訪曾經為這些重大項目、重大工程奮斗的科學家、工程師、設計師以及普通的建設者和守護者，述說工程建設的艱辛歷程，挖掘工程建設背后的精彩故事，再現工程建設中可歌可泣的英雄事跡，彰顯工程建設中的中國力量。這組報道將通過全媒體傳播，向世界展示一個充滿活力與創造力的中國。
從零起步，自主創新。東海大橋風電場既是中國海上風電的起跑線，也是中國海上追風的第一座高峰。這個號稱亞洲首個大型海上風電場的建成，填補了我國海上風電的空白，我國從此躋身大功率風電機組裝備及海上承載平臺制造、安裝的世界先進行列。同時，這個項目也引領中國的海上風電建設進入加速跑時代。
在東海大橋風電場項目之前，中國的海上風電基本是一張白紙，而在項目中標之后，張開華帶領的技術團隊才真切感受到這一點。張開華現在是上海東海風力發電有限公司的副總經理，項目開始之初是東海大橋風電場項目競標小組的技術組長，他見證了這個項目從競標到建設發展壯大的全過程。
隨著技術的發展，以及常規能源的危機意識，很多國家開始了對風能的追逐。“都是從陸上開始，我們陸上風電走的是舶來品的模式。”在上海東海風力發電有限公司的辦公室里，張開華給中國力量采訪組記者講起了中國海上風電從零起步的發展歷程。
起步：不掌握核心技術就會受欺負
“我們投標時做的商務技術標，我個人覺得寫得非常出色。四家單位一共抽了40多個人，分三個組封閉寫了4個月，寫出了一份厚重的標書，有設計，有產業鏈，有施工，有運維，所以中標時信心滿滿。”
但直到要開干了才發現，聯合體面對的是國內“四無”的局面。沒標準，沒有設備，沒有施工經驗的隊伍，沒有產業鏈。一句話，國內要做海上風電的基礎就是白紙一張。
怎么辦？當時中標方也找了不少國外的主機廠家。海上風電是高風險項目，國外的廠家即使有意，但開出來的條件卻讓人無法接受。有一個著名廠家，當時開出了幾個條件：價格要提高，要求有經驗的設計單位來設計，有經驗的施工隊伍來施工，對中方人員的技術培訓要等五年之后，甚至還有一些股權的要求。“自己不掌握核心技術，就會受欺負。所以，我們決定自己干！在國內做了一番調研后，我們大膽提出了一個設想，讓這個示范項目從頭到尾打國產牌。”
張開華技術團隊用了一年的時間走訪了國內的主機廠家、設計院、施工單位。“我們在制造全產業鏈當中碰到了很多合作伙伴，他們愿意跟我們共同承擔這個項目的風險，大家都有國家意識，答應跟我們一起創造第一個國產化的海上風電示范項目。”心里有了點底，聯合體專門打了報告給國家能源局，國家能源局同意通過示范項目帶動整個這個產業形成標準。
“當時主機的合作伙伴是華銳風電，僅憑一個設計方案就簽了合同，目標是兩年之內把主機造出來，什么要求和標準我們共同商量。”張開華告訴記者，作為甲方，他們當時提了15條要求，至今這15條仍然深深地烙在國內主機廠家的標準中。
東海變電站主控室內，工作人員正在作數據收集與記錄。
創新：能造橋墩就能造風電基座
在東海大橋中部的觀測臺上，放眼望去，東西兩側列距1公里，行距500米，62臺逾百米高的海上風機如同兩排白色的追風戰士在海風中列陣，蔚為壯觀。據介紹，風機中最大的是SL5000，單個葉片長達64米，塔筒高90米，整體有40多層樓高。“主機遠看著很小，其實它有八個集裝箱那么大，頂上可以懸停直升機。”隨同采訪的東海大橋風電場場長徐哲說。
一臺臺海上巨型風機矗立在海面上
大橋東側的34臺風機是最早的一期項目，單臺功率達到3000千瓦，是當時陸上最大風機的兩倍。張開華在接受采訪時說，起步的示范項目就是10萬千瓦，這不僅是亞洲最大，也是亞洲首個大型海上風電場。
海洋工程高風險跨專業，一定要有第三方的船級社認證，國外的船級社一聽是示范工程做第一單，而且是全部國產，都拒絕為項目認證。“不過，有一句話給了我們很大啟發。在陪同外國專家去東海大橋調研時，專家說，你們中國人能力真強，東海大橋都能建起來了，這個放在我們國家就不行。”張開華一聽，腦洞大開——東海大橋能做海上的橋墩，海上風機的基座不也是橋墩嗎？大橋的橋墩無論設計還是建造，我們都有把握、有能力，把它和海上風電的特點相結合，問題就迎刃而解了。
造基座也是一項創新，國際上通行的海上風機的基座有幾種模式，比如單樁式、重力式、導管式等，但由于海況和裝備條件，這些都不適合東海的實際。技術團隊就自己設計了一個八爪魚式，單個樁國內沒有那樣的錘，就按自己的能力，打下8個直徑1.7米的樁，牢牢地鍥在了海底。“鋼筋密度和東方明珠塔所用的鋼筋差不多，不僅滿足了海上風電風機基座設計要求，而且穩定性好，還具有防撞功能。”
挑戰：把40層樓高的“巨無霸”安裝到海上
主機造好了，怎么安裝就成了擺在面前的難題。主機安裝在90米高的塔筒上，每臺風機有三個葉片，單片長度都在60米左右，要在百米的高空中，完成96個螺栓與主機輪轂的無縫對接，需要出動巨型吊車才能完成。而海上作業難度更大，主機葉片安裝好后，還要在海上直接整體吊裝到基座上。難度之大可想而知。
“東海是半日潮，每6小時有三米的水位落差，施工的窗口期非常短。”張開華說，風機整體的重量達到600多噸，相當于三架波音747的重量。為了完成這項任務，技術團隊和中交三航局研制了一套特別的浮船吊，標稱吊力達到2400噸。
海上風機的安裝要求垂直度偏差為1/1000，塔筒與塔基通過96個手臂粗的螺栓連接固定，每一顆螺栓工差不能超過1.5毫米。有風、有浪還有潮位變化，從百米高空吊下600多噸的風機，晃動非常厲害，在這種情況下要一次性對準96顆螺栓安裝到位，不能有絲毫失誤。張開華說，“高空只要有一度的晃動，到下面就可能有幾米的移動，幾百噸的風機，就像一個巨大的重力錘，一旦發生硬碰撞，肯定是毀滅性的。”
東海大橋海上風電場位于上海浦東新區臨港新城至洋山深水港的東海大橋兩側
技術團隊還創新出了一套緩沖系統，也是目前重點保護的專利技術。“就像有一個東西把它吸住，在牽引過程中還有防撞擊的保護，半小時內就能完成安裝。”據介紹，在東海大橋風電場的建設中，有數十項專利技術創新應用。“我可以驕傲地說，從建設到現在，沒有發生人員傷亡事故，也沒有發生機械設備的損傷。”
東海大橋風電場項目采用整體吊裝工藝，曾經創造了一個月在工裝船上組裝10臺、海上吊裝8臺的記錄。
進化：從整體吊裝到分段連接
當海風達到4米每秒時，東海一期的風機就啟動了，海風達到13米每秒，也就是6級風時，進入滿發狀態。滿發時葉片每分鐘大概16轉，葉片尾端可以達到約400公里的時速。
當風向發生變化時，主機會根據已經設定好的參數，自行適應轉動，以達到風力的最大利用。葉片轉動帶動主機轉動轉為機械能，機械能再轉為電能，通過海底鋪設連接的電纜傳輸到約12公里外岸邊的變電站，增壓后并網入城市電網。
2010年6月8日，東海大橋風電場一期全部34臺3兆瓦風機并網發電。
2015年2月12日，東海大橋海上風電項目二期工程28臺風機（包括27臺3.6兆瓦和1臺5兆瓦風機）并網發電。
自投產至2019年6月底，東海大橋風電場一期發電201351.48萬千瓦時，節約標準煤64.63萬噸，減少二氧化碳排放178.61萬噸；二期發電量105098.36萬千瓦時節約標準煤33.94萬噸，減少二氧化碳排放93.44萬噸。
采訪當日，在變電站的主控室里，大屏幕上實時顯示著每一臺風機的工作狀態。每一臺風機關鍵位置都裝了攝像頭，值班員金輝在辦公桌上的電腦屏幕上，調出了幾臺風機的內部監控情況，原來，風機的塔筒內都裝有電梯，工作人員可以通過電梯直達主機。如果葉片出現問題，施工人員可以從主機上懸吊下去作業。
一旦風機出現問題，控制系統會根據不同的警情發出警報，大屏幕有顏色顯示和警報聲，所有這些信息，東海風電的各級工作人員都可以從手機上看到，管理起來非常智能方便。
因為是示范項目，東海風電場一期在建設中的安全冗余比較大，到二期，塔筒不再是整體吊裝了，而是分三段用法蘭連接，安全性和效率都增加了，浮船吊也有改進，可以像陸上的吊車一樣，向海底伸出幾條“腿”，直接打到海底，船面高度得到提升，就不再受海浪的影響了。
隨著東海風電的建成并網，國內的海上風電發展迅猛，沿海四處開花結果。江蘇、福建、廣東，都陸續有更大的項目投產。中國風機、中國風場，已經迅速成長為國際一流品牌，中國海上風電進入了規模化、商業化發展階段。根據《風電發展“十三五”規劃》，到2020年，全國海上風電開工建設規模將達到1000萬千瓦，力爭累計并網容量達到500萬千瓦以上。
突破：向遠海進發，再做一次先鋒
“海上風機的發展方向就是單機功率越來越大，同樣的海域，同樣的安裝與運維，一般意義上是功率越大越劃算。”張開華說。
“雖然我們的海上風機已經沖到了世界前列，但我們還是要清醒地認識到，我們的主機還不是世界上最好的，我們雖然能建設、運營大風場，但部分核心關鍵技術和部件尚未實現國產。”張開華說，“現在，近海可以說是九龍爭水，遍地開花。但近海海域有限，搞了風場，這片海域別人就不好用了，比如通航、漁業等，現在，我們還想再做一次示范、一次先鋒，到遠海去做深遠海風場。”
“上海市政府、上海市科委、上海市電力公司特別支持我們，因為我們上一次示范項目很成功。同樣，當時和我們一起冒險的合作伙伴，后來也在市場上得到了回報。”張開華說，目前團隊正在做產業聯盟，和大專院校設計院、施工單位、設計院、主機廠家、開發商等9家聯合體做共性技術研究和專業技術研究。“國家能源局給了我們一份回函，希望我們在2020年能夠開展中國第一單深遠海示范項目的研究落地。”
在東海變電站在主控室外，有一部望遠鏡，可以看到遠處的東海大橋風場，順著張開華對未來的暢想，我們的目光仿佛透過撲面的海風，看到大洋深處，隨著風葉轉動，跳動的，是澎湃的中國心。
記者手記 |有一種自豪不可阻擋
張開華
坐在上海東海風力發電有限公司的辦公室，聽張開華講述海上風機建設的故事，令人心緒不能平靜。走在東海大橋了望遠處的海上風機群，一種自豪感油然而生。張開華在重憶那些崢嶸歲月時，眼睛閃爍著亮光，流露出來的那種自豪感，不可阻擋。
作為中國第一個海上風機示范項目的全程參與者，張開華有理由自豪，這種自豪來自項目給中國帶來的四個改變。
第一個改變是重塑了中國能源行業的信心。原來的情況是大家好像都不會干，現在是誰都覺得不服氣，你能干，我也能干，五大發電集團、各個設計院所，主機廠家，船舶公司，都有信心成為海上風電的主力軍。
第二個是造就了一批海上風電人才。很多人在這個項目中從小白成長為行業專家，現在幾乎每個海上風電項目里，都有東海風電的人。張開華本人也成為業內最知名的專家，參加了中國風電行業的標委會工作組，還是科技部高技術中心的專家庫成員。
第三是形成了產業鏈和標準。很多配套的產業原本國內是沒有的，通過東海風電項目，上下游的產業鏈建立起來了，在示范中摸索，在實踐中確認，逐漸形成了一整套的產業標準，應用并推廣，也成就了中國海上風電現在的蓬勃發展態勢。
第四是打出了中國品牌。國外廠家原來意欲在商業上打壓中國海上風電的發展。現在，中國海上風電已經成長起來了，不斷刷新著自己的紀錄，中國的品牌在世界上越來越響亮。
這就是中國力量，一種自主創新，敢闖敢試，一往無前的力量。
特寫 |專業 膽識 擔當
海上風機的建設是多學科交叉工程，也是高風險工程，張開華技術團隊遇到最兇險的一次來自于兩條船的錯位。
作為這項工程的主要負責人，張開華安排不同工種的不同時序和作業面。有一次，他了解到未來兩三天可能有壞天氣，這對海上作業來講是致命問題，于是馬上問明情況。這時意外情況突然出現，本應進行施工作業的鋪纜船沒有到位，而本應讓出工位的一條8000噸的船舶卻因擔心惡劣天氣的危險不肯離開。
張開華立即作出判斷，第二天如果狂風大雨，鋪纜船必然會剪纜自保，那就意味著將會有上千萬的損失。于是，他馬上找到8000噸船的船老大，要求他的船必須馬上離開，船老大不服地說，如果有意外誰負責？這時候，張開華毫不退讓，態度斬釘截鐵。以專業精神、擔當意識和過人膽識處理了危機。
他告訴船老大，你的船有8個錨，不需要全部起錨，可以兩個兩個起錨，像螃蟹一樣爬著走就不會有危險。同時他堅決地表示，船是你負責的，我只告訴你方法，出了事當然你要負責。面對險情，他迅速布置，強調下午前必須讓8000噸船離開，但鋪纜船必須馬上到位，搶窗口期，確保當天完工。
第二天，果然狂風大作，幸好兩條船都完成作業離開入港口避風了，否則大概率會出現溜錨，船說不一定會沖到哪里去了，后果不堪設想。
幾天后，那兩條船的船老大見到張開華，連聲道謝，說如果不是你堅定堅決，恐怕后果不堪設想！
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