海上风电大跨越
更新时间:2023-07-04 浏览量:
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6月28日14时30分,经过30多个小时不间断的叶片安装,全球首台超大容量16兆瓦海上风电机组在三峡集团福建海上风电场顺利完成吊装任务。这标志着我国海上风电在高端装备制造、深远海海上风电施工能力等全产业链上实现重要突破,达到国际领先水平。
52层楼高的“大风机”
夏季的福建海域风浪较小,是一年中难得的海上施工窗口期。记者从福州长乐海事处海巡码头乘船出发2小时后,一片由风力发电机组成的海上“森林”映入眼帘。
这里是三峡集团平潭海上风电场,放眼望去,一台巨型风机的个头要比周围其他风机大出不少,格外引人瞩目。它就是全球首台16兆瓦商业化示范应用风电机组,是目前全球范围内已建成的单机容量最大、叶轮直径最大、单位兆瓦重量最轻的风电机组。
16兆瓦海上风电机组采用四桩导管架风机基础,轮毂中心高度152米,相当于52层大楼高;机舱、发电机组合体重达385吨,相当于190台越野车的重量;叶片长123米,单只叶片重54吨,叶轮扫风面积约5万平方米,约为7个标准足球场大。
因为体型巨大,16兆瓦海上风电机组吊装对施工船舶要求很高,项目施工方从广东沿海调来由三峡集团专门投资建造的全球首艘2000吨级第四代海上风电安装平台——“白鹤滩”号。
与普通施工船不同,“白鹤滩”号是目前国内起吊能力最强、作业水深最深、可变载荷最大的自升自航式一体化风电安装平台。当平台装载着风电设备来到目标海域时,“白鹤滩”号可停留在海面上,将四条“大长腿”缓慢插入海底,穿过淤泥直达硬顶层,再通过马达发力将平台升至海面上方,风电设备就可直接在平台上操作和安装,大大降低了风电设备在海上安装的难度。
“工程海域海床表面淤泥类地层厚度大、承载力低,风机机组结构尺寸大、重量重,大型吊装次数达10次以上,适合本海域吊装大容量风机的安装船资源数量有限,‘白鹤滩’号是最适合的。”三峡物资招标公司“白鹤滩”号技术负责人王怀刚说。
下一步,完成吊装的16兆瓦风电机组将进入并网前的调试和试验阶段,预计在7月上旬并网发电。根据该海域多年测风数据计算,仅这一台机组每年可输出超过6600万千瓦时的清洁电能,满足3.6万户三口之家一年的生活用电,节约标煤约2.2万吨,减排二氧化碳约5.4万吨。
值得一提的是,该机组核心关键部件实现了全面国产化。三峡集团党组书记、董事长雷鸣山表示:“该机组建成投产后将成为全球已投产的最大海上风电机组。它的意义不仅体现在单机发电能力的提升上,更是对党的二十大报告中关于‘着力提升产业链供应链韧性和安全水平’‘加快实现高水平科技自立自强’等重大部署的具体践行,在前瞻布局、集智攻关中引领中国海上风电实现由跟跑并跑向领跑的巨大跨越。”
大型化有效降低度电成本
相比陆上风电,我国海上风能资源更丰富,可显著节约土地成本,且更靠近中东部用电负荷中心,便于输电和消纳,有利于产业可持续发展,因而近年来成为沿海各省重点发展的清洁能源类型。
由于海上施工难度更大,海上风电整体造价远高于陆上风电,推动机组大型化成为海上风电降本的重要路径。此次吊装的16兆瓦海上风机,仅用时6年便将机组单机容量增大3倍。业内人士预计,“十五五”期间海上机组单机容量将达到20兆瓦甚至30兆瓦。
“大兆瓦机组可以有效减少同等装机规模的风机数量,节约海域使用面积,是当前海上风电降本增效的重要途径。”三峡集团福建公司总经理曾建平说,16兆瓦海上风电机组的安装落地,将有效降低海上风电项目度电成本、提高项目收益率。
容量加大,研发制造难度也随之加大。在16兆瓦机组开发进程中存在诸多挑战。三峡集团福建公司副总经理刘建平介绍,16兆瓦海上风电机组攻克了超长柔性叶片、大型主轴轴承、超大容量发电机小型化等一系列关键技术难题,机组运行状态监测数字化水平提高,能够针对台风等恶劣天气智能调整运行模式,确保风机安全和高效发电。
为保证大型国产主轴承的热处理符合工艺要求,研发人员冒着高温深入热处理车间跟踪轴承的热处理过程,并建立多种跟踪机制,时刻关注轴承的加工进展,掌握相关检测过程及检测结果;反复校核计算挡边高度,顺利实现轴承装配一次成功,轴承尺寸精度和旋转精度达到P5级较高精度,为主轴承的国产化积累了宝贵经验。
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