“季风期长达半年,浪高动辄3米以上,常年有周期暗涌,气象海况条件太复杂了。”项目经理毛以雷如此描述即将奋战的这片海域。
中交一航分公司承建的福建外海海上风电场C区项目,需进行41台风机基础和风机安装施工,施工海域水深超40米,是国内在建水深最深的海上风电项目。其中,10兆瓦风机机舱中心高度120米,重约510吨,机舱吊装属于外海深水区重件超高空、超高精度安装作业,对海况要求极高,是毛以雷团队需要攻克的难关。
支腿式平台船:来源网络
“风机安装通常使用支腿式平台船,4根支腿插入海底,搭建出稳固的作业平台,使得风机吊装不受风浪影响。”项目总工杜瑞刚解释道。但受海上风电市场热度影响,船机资源愈加稀缺,能够满足超40米深水作业要求的船舶越来越少。
“没有长腿作业船,就用起重船浮态安装代替。”毛以雷所说的浮态安装,就是起重船在良好海况条件下,漂浮在海面上进行风机安装。但国内风机浮态安装只在水深10米左右的海域尝试过,40米深的深水作业尚无先例。
“冠盛一航”起重船
技术团队首先将目光锁定到当时还在建造的起重船“冠盛一航”。“结合漂浮作业要求,在起重臂设计、船体机构、甲板装载等多方面进行船体优化。”项目总工杜瑞刚介绍道。技术团队将“冠盛一航”吊高设计由125米提升至145米,吊重增加大1400吨,打造了一艘国内主钩甲板上吊高最高的起重船,可满足国内设计阶段最大机型机舱的吊装要求。为了使船体能够抵御海上劲风强流,技术团队还将起重船进一步增宽加大,使得船长达到168.5米,船宽达到51.8米。同时还设计出双层结构加配重的船底,极大提高船体稳定性,为吊装工作创造安全保障。
机舱安装对位
此外,团队还对漂浮作业工艺展开攻关。“最大难点就是顶端的机舱如何与顶节塔筒顺利对位。”毛以雷回忆道。为此,团队设计柔性牵引辅助措施,即在机舱底部绑上多根缆绳。高空安装时,工人们做好安全措施站在顶节塔筒上,朝着机舱晃动的反方向拉拽,减小机舱晃动幅度。同时,团队还在机舱底部连接处设计了高强精定位导向销。“销体就像一根焊在机舱底部的钢棍,只要它能够挺直地插入塔筒的预留接口,机舱安装就成功百分之九十了。”毛以雷设想道。
第一节塔筒安装
8月26日,“冠盛一航”终于迎来首次机舱漂浮作业。得益于充足准备和团队配合,下部4节塔筒顺利安装。紧接着,机舱被缓缓吊起。此时,海面上看似风平浪静,实则暗流汹涌。机舱在空中摆动幅度超过1米以上。经过1个多小时尝试,定位销始终无法准确落入塔筒安装位,首次机舱安装宣告失败。
漆黑的海面上,“冠盛一航”灯火通明。毛以雷带领技术团队反复回放安装影像,分析每一个细节。“不能一气呵成,就分两步走。”毛以雷提出,“可以再增加一个粗定位导向装置,与高强精定位导向销形成分级导向。先初步定位,再精确定位。”想法得到一致认可,技术团队按照高强精定位导向销的原理,连夜设计制作了接触面更大,更容易对位的粗定位导向装置。
次日,机舱再次起吊。项目团队借助分级导向系统,辅以柔性牵引,成功控制了机舱在空中的体态。技术人员还通过无人机实时观察,计算机舱晃动频率。“落落落……”对讲机里传出起重指挥员急切又沙哑的声音。吊车司机抓住机舱较为稳定的时机,果断出手,将粗定位导向装置准确嵌入塔筒,并在匀速下落中微调机舱角度,确保高强精定位导向销成功入位,机舱和塔筒完成了毫米级精准对位。
机舱安装完成
应声响起的礼炮声没能掩盖住大家的欢呼声,国内在外海浮态安装大兆瓦风机首战告捷。