華電科工贏在藍(lán)天碧水間系列報(bào)道之三——
中國海上風(fēng)電開發(fā)的“世界奇跡”是怎樣煉成的
2019年11月13日，在中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)2019年年會(huì)上，華電重工股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“華電重工”）海上風(fēng)電團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜研發(fā)的“海上風(fēng)電超大直徑單樁基礎(chǔ)施工關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”科技成果榮獲中國電力科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，這是華電重工海上風(fēng)電技術(shù)研發(fā)成果的高光時(shí)刻。然而鮮為人知的是，榮耀背后則是10年來孜孜不倦的探索！
在海上風(fēng)電領(lǐng)域，中國是后來者，曾經(jīng)在技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、裝備等方面均落后于歐洲國家。多年來，華電重工海上風(fēng)電團(tuán)隊(duì)扎根渤海、黃海、東海、南海，通過一系列世界級(jí)的技術(shù)攻關(guān)，把中國海上風(fēng)電開發(fā)技術(shù)一步步推到國際前列，他們創(chuàng)造并改寫著中國海上風(fēng)電發(fā)展的歷史。
震驚行業(yè)的“世界紀(jì)錄”是如何煉成的
華電重工一直以“施工速度快、施工成本低、施工質(zhì)量?jī)?yōu)”在業(yè)內(nèi)著稱，華電重工是如何做到的也一直是行業(yè)謎團(tuán)，為此，記者進(jìn)行了多方面調(diào)查。
一望無際的海面上，海浪層層涌來，在海水的涌動(dòng)下，交通船劇烈搖晃。盡管長期往來于海陸之間，4個(gè)多小時(shí)的顛簸依然讓工作人員感到身體不適，抵達(dá)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)后，由于現(xiàn)場(chǎng)的海況條件不利，不具備作業(yè)條件，原計(jì)劃的打樁作業(yè)無法進(jìn)行，華電重工海上風(fēng)電項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)工作人員只能在海上作業(yè)船上等待下一個(gè)作業(yè)窗口期。由于下一個(gè)窗口期在一天之后，記者只能隨交通艇再次經(jīng)過4個(gè)小時(shí)的顛簸返回岸上，對(duì)于這種情況，工作人員早已經(jīng)習(xí)以為常。這是2019年11月21日記者在華電重工華能射陽南區(qū)H1#30萬千瓦海上風(fēng)電項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)采訪時(shí)遇到的場(chǎng)景。
海上施工作業(yè)窗口期短、工程技術(shù)難度大、建設(shè)成本高，是海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)的三只攔路“猛虎”，華電重工海上風(fēng)電團(tuán)隊(duì)通過10年研發(fā)，也可以形象地說與其搏斗10年，已經(jīng)能很好的解決這些制約難題。
中電投大豐H3海上風(fēng)電項(xiàng)目第一根單樁沉樁現(xiàn)場(chǎng)
由華電重工“六合一”總承包建設(shè)的國家電投大豐H3#300MW海上風(fēng)電項(xiàng)目在短短9個(gè)多月完成了項(xiàng)目的全部建設(shè)，實(shí)現(xiàn)“當(dāng)年開工、當(dāng)年建成、當(dāng)年收益”，實(shí)現(xiàn)同等裝機(jī)規(guī)模海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)速度的最快紀(jì)錄。
在極短的施工窗口期下，
華電重工是怎么做到的呢？
巨大的海上作業(yè)平臺(tái)上，一根直徑達(dá)到8米、重量達(dá)到800余噸的鋼管樁被抱樁架牢牢抱住，在一聲聲巨大的打樁錘敲擊下，鋼管樁緩緩插入海底。先進(jìn)的海上風(fēng)電超大直徑單樁施工關(guān)鍵技術(shù)、嫻熟的海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)施工組織和高效的海上施工作業(yè)方案為華電重工實(shí)現(xiàn)施工速度取得“世界之最”提供了有力的保障。
國家電投濱海北H2#400MW海上風(fēng)電項(xiàng)目單樁基礎(chǔ)施工現(xiàn)場(chǎng)
緊跟國內(nèi)海上風(fēng)電戰(zhàn)略的步伐，華電重工從2009年起就開始籌備和研發(fā)海上風(fēng)電相關(guān)技術(shù)，以超大直徑單樁基礎(chǔ)施工技術(shù)及相關(guān)施工設(shè)備研發(fā)為突破口，與天津大學(xué)、國家電投集團(tuán)等單位開展產(chǎn)學(xué)研合作，以公司在北京、上海、天津和鄭州4個(gè)技術(shù)中心的技術(shù)能力和人力資源為依托，專門在天津成立了海洋風(fēng)電技術(shù)中心，與歐洲頂尖的海上風(fēng)電公司合作，引進(jìn)消化吸收先進(jìn)技術(shù)，并結(jié)合我國實(shí)際的環(huán)境條件及裝備情況，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超大直徑單樁施工關(guān)鍵核心技術(shù)。
華電重工建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究院院長趙迎九接受記者采訪時(shí)表示，單樁基礎(chǔ)建設(shè)最大的難題就是垂直度控制，華電重工研發(fā)出垂直度實(shí)時(shí)精準(zhǔn)控制系列裝備及可視化測(cè)量與自動(dòng)推力控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了海上風(fēng)電單樁基礎(chǔ)垂直度控制在1‰以內(nèi)，處于國際領(lǐng)先水平。
華電1001號(hào)施工現(xiàn)場(chǎng)圖
海上風(fēng)電開發(fā)屬于高危作業(yè)，為保證安全，華電重工研發(fā)樁-土-錘耦合精細(xì)模擬的溜樁預(yù)判與沉樁參數(shù)精準(zhǔn)控制技術(shù)，超前預(yù)判溜樁發(fā)生位置及溜樁區(qū)間，能夠保證溜樁預(yù)判誤差小于0.5米。目前華電重工已完成近300根單樁基礎(chǔ)施工，未發(fā)生溜樁事故。
華電1001號(hào)施工現(xiàn)場(chǎng)圖。劉趁 攝
2014年，華電重工購置了我國第一艘海上風(fēng)電自升式安裝平臺(tái)——“華電1001號(hào)”，針對(duì)海上自升式平臺(tái)作業(yè)安全難題，華電重工建立了復(fù)雜海況條件下自升式平臺(tái)插拔樁靴受力分析與防穿刺風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，開發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算軟件，并形成了專有的自升式平臺(tái)施工工法。針對(duì)國內(nèi)自升式平臺(tái)短缺的現(xiàn)狀，又研發(fā)了采用浮動(dòng)船舶打樁施工的工法，較歐洲傳統(tǒng)采用自升式平臺(tái)施工單樁的工藝節(jié)省了大量成本。
華電重工副總經(jīng)理、海環(huán)事業(yè)部總經(jīng)理袁新勇向記者表示，截至目前，華電重工取得了一系列自主創(chuàng)新研發(fā)的科技成果，其中“海上風(fēng)電超大直徑單樁基礎(chǔ)施工關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用”的成果已在國投濱海北區(qū)H1&H2、國家電投大豐H3、河北建投樂亭等10多個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目中得到應(yīng)用，其中華電重工“四合一”承建的國家電投濱海北區(qū)H1#100兆瓦海上風(fēng)電項(xiàng)目被評(píng)為2017年度中國電力優(yōu)質(zhì)工程，并榮獲2016-2017年度國家優(yōu)質(zhì)工程金質(zhì)獎(jiǎng)，成為國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)第一個(gè)獲得國優(yōu)金質(zhì)獎(jiǎng)的項(xiàng)目。
挑戰(zhàn)世界性難題，決戰(zhàn)東海、南海
近年來，我國海上風(fēng)電發(fā)展迅猛，福建、廣東正在成為繼江蘇之后，又一個(gè)海上風(fēng)電建設(shè)的熱點(diǎn)區(qū)域。然而，更深的海水、更淺的基巖埋深、更有挑戰(zhàn)的海況、更復(fù)雜的海底地質(zhì)條件、更短的施工窗口期等一系列世界級(jí)難題，橫亙?cè)谥袊Ｉ巷L(fēng)電開發(fā)企業(yè)面前。
趙迎九告訴記者，相比江蘇、河北海域，福建海域地質(zhì)情況復(fù)雜、基巖埋深淺，樁基無法直接打入，需要進(jìn)行嵌巖作業(yè)；廣東海域水深較深、海況條件惡劣、施工窗口期不到江蘇一半。這些現(xiàn)實(shí)情況嚴(yán)重制約了我國東海、南海海上風(fēng)電開發(fā)的步伐。
華電1001號(hào)施工現(xiàn)場(chǎng)。劉趁 攝
華電重工在江蘇成功施行的超大直徑單樁施工經(jīng)驗(yàn)?zāi)茉谀虾！|海得到復(fù)制嗎？
華電重工從設(shè)計(jì)、制造、施工可行性及成本等方面展開技術(shù)攻關(guān)，經(jīng)過反復(fù)研討、論證、試驗(yàn)、測(cè)試，各項(xiàng)技術(shù)難題被一一攻破，最終證實(shí)超大直徑單樁基礎(chǔ)同樣適合應(yīng)用于東海、南海海上風(fēng)電項(xiàng)目，能夠有效提高項(xiàng)目的施工效率，加快項(xiàng)目工期。
廣東三峽陽江陽西沙扒項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)
通過一系列的技術(shù)創(chuàng)新，華電重工得到了業(yè)主和設(shè)計(jì)院的高度認(rèn)可。“此前，廣東地區(qū)海上風(fēng)電從未使用過單樁。我們實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破后，該技術(shù)迅速推廣應(yīng)用，南海區(qū)域開工的和招標(biāo)中的多個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目均改為單樁基礎(chǔ)型式，這是華電重工對(duì)海上風(fēng)電建設(shè)的重要貢獻(xiàn)。”袁新勇一臉自豪地告訴記者。
華電重工一直是一家為業(yè)主提供系統(tǒng)方案解決的供應(yīng)商，其海上風(fēng)電業(yè)務(wù)也在朝著這個(gè)目標(biāo)努力。隨著我國海上風(fēng)電開發(fā)進(jìn)入新的發(fā)展階段，華電重工也在大踏步的向著自己的既定目標(biāo)邁進(jìn)。今年，華電重工首次以“EPC模式”簽訂廣東揭陽神泉海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目，真正實(shí)現(xiàn)了從施工總承包向EPC總承包的跨越。
“中國的能源轉(zhuǎn)型離不開海上風(fēng)電，我們?cè)敢鉃閲覒?zhàn)略貢獻(xiàn)更多的華電智慧，這是一家能源央企義不容辭的責(zé)任。”袁新勇一邊拉著記者的手說，一邊向記者展示華電重工未來海上風(fēng)電的宏偉藍(lán)圖。
此刻，華電重工參與建設(shè)的海上風(fēng)電已經(jīng)遍布我國的河北、江蘇、上海、福建、廣東以及臺(tái)灣等省市區(qū)的海域，正在為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展輸送著源源不斷的清潔能源。
