日前，在由北极星风力发电网主办的“第三届海上风电创新发展大会”上，华电重工股份有限公司海洋风电技术中心施工技术组长赵辉从海上风电技术发展背景、华电重工施工技术及装备发展、深远海风电技术探讨与延伸三个方面阐述了未来海上风电施工吊装关键技术及装备升级方向。
从赵辉阐述的内容来看，随着未来海上风电向深远海发展的趋势，国内深远海风电尚面临着施工技术与装备双方面的升级需求。
华电重工股份有限公司海洋风电技术中心施工技术组长赵辉
(资料图)
海上风电技术发展背景
近年来，英国、丹麦、德国等海上风电发展强国加快推进以深远海区域为重点的大型海上风电基地化建设，规模化、集约化、向深水远岸布局开发已成为海上风电重要发展趋势。
国内也在鼓励建设海上风电基地，建设山东半岛、长三角、闽南、粤东和北部湾等海上风电基地，优化调整近岸风电场布局，鼓励发展深远海风电项目，推进海上风电向深水远岸区域布局。
2022年起，在平价上网大背景下，8-12MW机型快速取代了之前5-7兆瓦机型。国内外主流整机厂商均推出10兆瓦及以上大型机组，风电机组大型化成为资源竞配最有力的优势；同时，海上风电支撑结构如单桩基础、桩式导管架基础、吸力筒式导管架基础、升压站/换流站组块的重量及尺寸也呈现大型化趋势。
各个关键部件大型化和深远海建设对施工能力提出了更大的挑战，涉及到人员管理、船机选用、方案优化、供货及时性、安全保障等各个方面。
华电重工施工技术及装备发展
当前，国内施工单位已经形成了围绕海上风电全生命周期的施工能力。 关于风机基础施工装备，浮式起重船最大吊重达到12000吨，如振华30；最大吊高达到水面以上130米级别，如乌东德、三航5000（在建）；船型由双体船、普通驳船发展为半潜船舶。冲击锤、抱桩架和定位架设计和建设技术也有了快速的发展，在研发的冲击锤能量达到6600KJ，抱桩架包含水面悬挑式抱桩架和坐底式抱桩架，定位架包含辅助桩式定位架、吸力筒式定位架、水下定位架等。
近年来，华电重工也深化资源合作，创新海上风电高端装备应用，实现了半潜式重吊平台在国内大直径单桩基础施工的首次应用，并积极开发导管架施工工艺。
如“华电中集01”，该船具备高效的深水海域风电基础施工能力，船长137.75m，船宽81m，型深39m；航行吃水11.28m，最大吃水26.4m；主吊能力2×1800t@27m。目前已经完成了揭阳神泉一项目、山东半岛南3&4号，以及苍南4号和甲子二项目，正在进行惠州港口二项目导管架基础的施工。
同时，在充分利用“华电中集01”半潜式船型稳性及双主吊的优势下，华电重工也不断优化施工工艺，从各方面优化施工装备、提升船舶能力、提高施工效率。如研究桩-土及防沉板相互作用，减小深水坐底定位平台结构重量；研究吸力筒定位架技术，提高定位架安装效率；研发翻桩器、法兰吊具、下沉式吊具等多种吊索具提升吊装效率；研究深水坐底稳桩平台调平和辅助桩悬挂固定，增加水深范围及施工效率等。单桩基础和导管架基础的施工技术有了长足的发展，单桩基础的应用水深拓展至40米级海域，导管架基础的应用水深也逐渐增加。
关于风机安装施工装备，在建及已完成的第四代风机安装船设备已经超过30艘。以华电重工参与功能性研发的“3060安装平台”为例，该平台桩腿长度120米，适用于国内大部分固定式海上风电建设；主吊机吊高可满足18MW级别风电机组的安装；平台甲板8000吨的可变荷载满足集运、储、吊一体的风机安装模式；6级海况的动力定位能力，可有效增加船舶可作业窗口期。
此平台交付后将推进海上风电规模化集约化开发。
深远海风电技术探索与延伸
随着海上风电向深远海发展，风电基础施工装备、风电安装技术，以及施工数字化都需要有相应的创新和提升。
在基础施工方面，除了大型船，施工装备的智能化和机械化发展也是重点关注的方向。尤其是深水区桩基础和漂浮式锚桩，需配套研发可靠的水下定位系统，以适应不同的海洋环境；
在风机安装方面，随着水深的进一步增加，自升式平台将很难满足水深要求，大型的浮式或者半潜式海上作业平台或将提供更为稳定的作业条件。
在换流站组块安装方面，单船浮托、双船浮托方式将成为主流的安装方式。目前国内采用单船浮托安装法的只有三峡如东海上换流站；双船浮托安装法具有导管架安装难度小、换流站整体的结构重量小等特点。
施工数字化管理是未来海上风电精细化施工的重要支撑，也是华电重工当前正在加大研发投入的领域。当前，华电重工依托海上风电施工一体化仿真软件打通生产、运输、海上施工全要素。即基于模块化概念，对制作厂、堆场、出运码头、运输船、海上作业面等实体单元分别进行建模，整合交互关系和施工资源，由点到面实现一体化模拟，来达到数量和窗口期的匹配，以更好地推动成本和工期的协调一致。
