摘要：介绍了海上工程施工的特殊状况，分析了在复杂海洋环境下传统安装方式存在的弊端，进而具体阐述了分体式拼装一船多台套安装方式的优越性，以及推广其应用方案的必要性。
关键词：海洋工程；风机设备；起重吊装；分体式拼装
引言
近年来海上风电逐步走向规模化、商业化、产业化发展建设，尤其近两到三年时间中随着海上风电技术的成熟，各电力建设单位对海上风电项目开发势头迅猛，大批海上风场集中开发建设。海上风电施工所面临的海洋环境条件非常复杂，受地域、天气、潮汐、海浪等多方面的条件影响，因此尽可能的优化施工方案、减少海上施工工作量、缩短风机设备吊装时间，不仅能压缩项目总体施工工期，而且能有利于控制施工成本。
1 海上风电施工环境状况的特殊性
海洋工程建设面临最大的问题就是复杂的海洋环境、恶劣的天气变化，作为风电工程所处的风场更是处于风力资源丰富的区域，因此海上风机设备安装不仅要依赖潮汛变化、海底地势的变化等环境安排作业计划，同时要考虑天气的变化、风力的大小等因素来实施具体的作业计划。
海上风机设备根据各主机厂家机型不同、以及安装难度不同，传统的安装方式一般一台风机设备必要的安装作业时间为2~3个工作日，作业期间还需塔筒运输船、主机设备运输船以及主船配合来移船变换作业工位，一旦作业期间受潮水、风力、阴雨天气等不利的环境影响，将使整个的施工作业周期增加，同时造成安装设备、运输船、配套的船舶以及人力资源等的停工闲置、成本费用的增加。
2 传统的海上风机设备安装方案
传统的海上风机设备安装采取风机塔筒、主机设备从制造厂制作完成后各自配船单独发运至风机机位，利用现场的主船或浮吊等安装设备进行拼装、安装方式，该方式对两家单位的供货配套性以及到达机位的时间一致性要求非常高，一旦其中一方面供货不及时将导致现场无法进行拼装安装工作。
塔筒船、主机设备船抵达机位后，先安排主机设备船舶靠泊主船将需要底安装至底部塔筒内的电气平台设备卸至可作业的工作甲板上；再安排主机设备船离泊，塔筒运输船靠泊至主船，进行底段塔筒翻桩与内部的电气平台设设备备、外部平台等完成组装。待其底部塔筒全部完成组装后再依次将底部塔筒、上部塔筒吊装、安装至风机基础，安装完成后塔筒运输船离泊、主机设备船二次靠泊主船，完成机舱、轮毂的拼装、吊装、安装以及叶片的吊装、拼装工作。
以上传统的风机设备安装方式中需运输船多次靠泊、离泊配合实现安装工作，受现场潮水影响非常大，且靠离泊动船期间两船间的的配合存在风险隐患；同时完成整个的拼装、吊装、安装工作时间较长，须保证此工作时间段内连续的良好作业天气条件，但海上施工作业天气环境变化很大，很难保证长时间的良好天气，一旦受天气影响各工作将不得不暂停，而且在安装未完成前施工现场需做好必要的防风防雨等保障措施。
3 分体式拼装一船多台套的技术方案
3.1 码头分体式风机设备拼装
码头分体式风机设备拼装方案主要的特点就是将海洋环境等诸多不利条件采取码头陆地式拼装施工的方式进行了风险规避。塔筒、主机、叶片等风机设备可以先后采取陆运、水运等多种方式运输至指定的拼装码头，可采取的运输方式更为多样且对配套运输时间上也不再要求苛刻，更有利于采用更为经济的方式完成货物运输。码头拼装条件相较海上拼装条件来看，受天气影响更小，往往同一时间海上的风力不满足施工条件，但码头的风力条件完全可以施工作业，极大的改善了施工环境。
3.2 一船多台套运输的方案
一船多台套运输是采用专用的塔筒竖立工装、叶片叠放工装等方案完成的风机设备船运运输，其主要特点是合理利用运输船舶的高度空间以实现占用甲板面积的减少从而达到多台套一船发运的目的。
塔筒采取专用工装竖立方式发运，其做法是根据船舶配载图以及计算核验后制作的专用塔筒工装进行甲板布置，专用塔筒工装采用连续焊接方式与主体甲板连接以保证其强度。运输船靠泊码头后，起重吊机将分体式拼装好的底段塔筒以及上部塔筒翻桩竖立后吊装至指定的专业塔筒工装上，采用螺栓连接的方式将其紧固固定，同时按照其他海绑工艺方案要求进行绑扎固定。
一台风机有3片叶片且叶片长度约在60~70m左右，常规运输船多台同时发运时甲板宽度方向很难并排布置，因此为能实现多台套一船发运方案，设计采用了专用的叶片叠放工装来完成。经校核计算，一套叠放工装最多可叠放三层，即实现三台套发运，在甲板空间上只占用一台套叶片的存放面积，且叠放工装三层是可拆卸式的，根据发运需求实现1~3套叠放的发运方案。
4 分体式拼装一船多台套方案的优势
码头分体式拼装一船多台套施工方案将最大限度的工作量由海上转移至陆上完成实现，极大的减少了海上施工的工作量，使得海上风机设备安装风险明显降低，施工工期大幅缩短、相应的施工费用也极大缩减；同时由于一船配套将塔筒、主机设备一同完成装船发运，抵达指定机位后仅需一次靠泊定位即可完成全部的吊装、安装作业，不需二次靠离泊，降低了船舶定位的风险。该技术方案尤其对于海上多个工作面开展安装施工时，码头分体式拼装完成的风机设备可提前存储备货，以满足连续发运需求，可实现流水化作业。
结束语
综上所述，分体式拼装一船多台套方案较传统的安装方案在施工工期的控制、施工现场的风险管控、施工成本的控制以及施工现场的综合管理等诸多方面有着其独特的优势；因此，在当前大力开发海上风电资源的环境下，应进一步推广应用，以加快海上风电工程建设。
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论文作者:赵育峰,张维坤
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/7
标签：海上论文; 风机论文; 设备论文; 作业论文; 运输船论文; 工装论文; 多台论文; 《基层建设》2018年第34期论文;