回顾 | 中国海上风电开发的“世界奇迹”是怎样炼成的？

华电科工赢在蓝天碧水间系列报道之三——

 

 

　　2019年11月13日，在中国电机工程学会2019年年会上，华电重工股份有限公司（以下简称“华电重工”）海上风电团队领衔研发的“海上风电超大直径单桩基础施工关键技术与应用”科技成果荣获中国电力科学技术进步奖一等奖，这是华电重工海上风电技术研发成果的高光时刻。然而鲜为人知的是，荣耀背后则是10年来孜孜不倦的探索！

 

　　在海上风电领域，中国是后来者，曾经在技术、经验、装备等方面均落后于欧洲国家。多年来，华电重工海上风电团队扎根渤海、黄海、东海、南海，通过一系列世界级的技术攻关，把中国海上风电开发技术一步步推到国际前列，他们创造并改写着中国海上风电发展的历史。

 

 

　　华电重工一直以“施工速度快、施工成本低、施工质量优”在业内著称，华电重工是如何做到的也一直是行业谜团，为此，记者进行了多方面调查。

 

　　一望无际的海面上，海浪层层涌来，在海水的涌动下，交通船剧烈摇晃。尽管长期往来于海陆之间，4个多小时的颠簸依然让工作人员感到身体不适，抵达项目现场后，由于现场的海况条件不利，不具备作业条件，原计划的打桩作业无法进行，华电重工海上风电项目团队工作人员只能在海上作业船上等待下一个作业窗口期。由于下一个窗口期在一天之后，记者只能随交通艇再次经过4个小时的颠簸返回岸上，对于这种情况，工作人员早已经习以为常。这是2019年11月21日记者在华电重工华能射阳南区H1#30万千瓦海上风电项目现场采访时遇到的场景。

 

　　海上施工作业窗口期短、工程技术难度大、建设成本高，是海上风电开发建设的三只拦路“猛虎”，华电重工海上风电团队通过10年研发，也可以形象地说与其搏斗10年，已经能很好的解决这些制约难题。

 

中电投大丰H3海上风电项目第一根单桩沉桩现场

 

　　由华电重工“六合一”总承包建设的国家电投大丰H3#300MW海上风电项目在短短9个多月完成了项目的全部建设，实现“当年开工、当年建成、当年收益”，实现同等装机规模海上风电场建设速度的最快纪录。

 

 

　　巨大的海上作业平台上，一根直径达到8米、重量达到800余吨的钢管桩被抱桩架牢牢抱住，在一声声巨大的打桩锤敲击下，钢管桩缓缓插入海底。先进的海上风电超大直径单桩施工关键技术、娴熟的海上风电单桩基础施工组织和高效的海上施工作业方案为华电重工实现施工速度取得“世界之最”提供了有力的保障。

 

 

国家电投滨海北H2#400MW海上风电项目单桩基础施工现场

 

　　紧跟国内海上风电战略的步伐，华电重工从2009年起就开始筹备和研发海上风电相关技术，以超大直径单桩基础施工技术及相关施工设备研发为突破口，与天津大学、国家电投集团等单位开展产学研合作，以公司在北京、上海、天津和郑州4个技术中心的技术能力和人力资源为依托，专门在天津成立了海洋风电技术中心，与欧洲顶尖的海上风电公司合作，引进消化吸收先进技术，并结合我国实际的环境条件及装备情况，形成了具有自主知识产权的超大直径单桩施工关键核心技术。

　　华电重工建筑结构设计研究院院长赵迎九接受记者采访时表示，单桩基础建设最大的难题就是垂直度控制，华电重工研发出垂直度实时精准控制系列装备及可视化测量与自动推力控制系统，实现了海上风电单桩基础垂直度控制在1‰以内，处于国际领先水平。

 

华电1001号施工现场图

 

　　海上风电开发属于高危作业，为保证安全，华电重工研发桩-土-锤耦合精细模拟的溜桩预判与沉桩参数精准控制技术，超前预判溜桩发生位置及溜桩区间，能够保证溜桩预判误差小于0.5米。目前华电重工已完成近300根单桩基础施工，未发生溜桩事故。

 

华电1001号施工现场图。刘趁 摄

 

　　2014年，华电重工购置了我国第一艘海上风电自升式安装平台——“华电1001号”，针对海上自升式平台作业安全难题，华电重工建立了复杂海况条件下自升式平台插拔桩靴受力分析与防穿刺风险评估方法，开发了相应的计算软件，并形成了专有的自升式平台施工工法。针对国内自升式平台短缺的现状，又研发了采用浮动船舶打桩施工的工法，较欧洲传统采用自升式平台施工单桩的工艺节省了大量成本。

 

　　华电重工副总经理、海环事业部总经理袁新勇向记者表示，截至目前，华电重工取得了一系列自主创新研发的科技成果，其中“海上风电超大直径单桩基础施工关键技术与工程应用”的成果已在国投滨海北区H1&H2、国家电投大丰H3、河北建投乐亭等10多个海上风电项目中得到应用，其中华电重工“四合一”承建的国家电投滨海北区H1#100兆瓦海上风电项目被评为2017年度中国电力优质工程，并荣获2016-2017年度国家优质工程金质奖，成为国内风电行业第一个获得国优金质奖的项目。

 

　　近年来，我国海上风电发展迅猛，福建、广东正在成为继江苏之后，又一个海上风电建设的热点区域。然而，更深的海水、更浅的基岩埋深、更有挑战的海况、更复杂的海底地质条件、更短的施工窗口期等一系列世界级难题，横亘在中国海上风电开发企业面前。

 

　　赵迎九告诉记者，相比江苏、河北海域，福建海域地质情况复杂、基岩埋深浅，桩基无法直接打入，需要进行嵌岩作业；广东海域水深较深、海况条件恶劣、施工窗口期不到江苏一半。这些现实情况严重制约了我国东海、南海海上风电开发的步伐。

 

华电1001号施工现场。刘趁 摄

 

　　华电重工在江苏成功施行的超大直径单桩施工经验能在南海、东海得到复制吗？

 

　　华电重工从设计、制造、施工可行性及成本等方面展开技术攻关，经过反复研讨、论证、试验、测试，各项技术难题被一一攻破，最终证实超大直径单桩基础同样适合应用于东海、南海海上风电项目，能够有效提高项目的施工效率，加快项目工期。

广东三峡阳江阳西沙扒项目现场

 

　　通过一系列的技术创新，华电重工得到了业主和设计院的高度认可。“此前，广东地区海上风电从未使用过单桩。我们实现技术突破后，该技术迅速推广应用，南海区域开工的和招标中的多个海上风电项目均改为单桩基础型式，这是华电重工对海上风电建设的重要贡献。”袁新勇一脸自豪地告诉记者。

 

　　华电重工一直是一家为业主提供系统方案解决的供应商，其海上风电业务也在朝着这个目标努力。随着我国海上风电开发进入新的发展阶段，华电重工也在大踏步的向着自己的既定目标迈进。今年，华电重工首次以“EPC模式”签订广东揭阳神泉海上风电场项目，真正实现了从施工总承包向EPC总承包的跨越。

 

　　“中国的能源转型离不开海上风电，我们愿意为国家战略贡献更多的华电智慧，这是一家能源央企义不容辞的责任。”袁新勇一边拉着记者的手说，一边向记者展示华电重工未来海上风电的宏伟蓝图。

 

　　此刻，华电重工参与建设的海上风电已经遍布我国的河北、江苏、上海、福建、广东以及台湾等省市区的海域，正在为我国的经济发展输送着源源不断的清洁能源。