风电安装船简介
海上风机安装基本都是由自升式起重平台和浮式起重船两类船舶完成的,船舶可以具备自航能力也可以是非自航。单独或联合采用何种方式安装取决于水深、起重能力和船舶的可用性。其中联合安装比较典型的方式是由平甲板驳船装载风机部件或者单基桩拖到现场,再由自升式平台或起重船从平板驳船上吊起部件完成安装或打桩。早期的安装船都是借用或由其他海洋工程船舶改造的,但随着风机的大型化,小型船舶无法满足起重高度和起重能力的要求。近年来欧洲多家海洋工程公司相继建造和改造了多条专门用于海上风机安装的工程船舶。安装船舶的大型化也是一个趋势,专门的风电安装船一次最多可以装载10台风机。以下按照船型和适用的工作海域将海上风电安装船舶作分类比较。
风电安装船有哪些类型呢？
1、起重船
起重船通常具备自航能力,船上配备起重机,可以运输和安装风电和基础。起重船除在过浅区域需考虑吃水外其余区域不受水深限制,且多为自航,在不同风机位置间的转移速度快,操纵性好,使用费率很低,船源充足,不存在船期安排问题。但起重船极其依赖天气和波浪条件,对控制工期非常不利,现已较少使用。但在深海(大于35m) 条件下由于无法使用自升式平台/ 船舶进行安装,故仍须使用起重船。与近海小型起重船相比,双体船船型具有稳性好、运载量大、承受风浪能力强的优点,目前也开始应用在海上风机安装中,运载整体风机的就是Beat rice风电场使用的Rambiz号双体驳船。在荷兰Egmond aan Zee风电场的建设中,主要由应用于海上桥梁架设的双体起重船Svanen完成了单基桩的打桩工作。该船尺度为102.75m×71.8m×6m,起重高度高于甲板76m ,起重能力8700t。
4、桩腿固定型风电安装船
桩腿固定型风电安装船是自航自升式风电安装船与起重船之间的一种折中方案。其通常由常规船舶改建而成,尺度小于专门建造的安装船,桩腿为改建中安装。在作业工程中船体依然依靠自身浮力漂浮在水中,桩腿只起到稳定船体的作用。目前A2SEA公司运营的Sea Energy ,Sea Power号均是由集装箱货船为风车安装专门改建。Sea Energy号,船舶尺度为91.76m×21.6m×4.25m(吃水),航速8.5kn,最大作业水深27m,最大起重高度83m,起重能力为22m半径时100t。
5、离岸动力定位及半潜式安装船
目前主要用于海上石油开发。动力定位安装船可以在除浅水区域外的任何水深条件下作业,安装效率高,但易受天气因素制约。半潜式动力定位安装船在理论上是性能最优的,但其建造和使用成本过高,尚未在风机安装中采用。
风电安装船的发展历史
龙源振华1号-第1代风电船
龙源振华二号-第二代风电船
第三代风电安装船
新型风电安装船
我国自主建造风电船-三航风华
“三航风华”号集大型设备吊装、风电设备打桩、安装于一体，可在水深40米以内的泥砂质海域作业。采用4条圆柱形桩腿，单腿最大提升力3500吨，最大支撑力7000吨，配备1000吨及360吨绕桩式全回转起重机各1台，起重能力属国内一流、升降系统先进、功能全面，是专业的海上风电施工平台。
功能设计考量
所需功能
关键技术
风电船相关法规，要求
风电安装船主要设备选型
风电船配电系统及负荷冗余
船上用电由6套发电机组供电，发出电分配到所有的推力器，详见上图。六台柴油发电机向三套690 VAC母线馈电。每套母线之间，有两个汇流排断路器，当DP2运行时，断路器保持常开。而当DP1运行时，可关闭所有断路器。
DP功率限制：当船舶采用IBJS或DP模式运行时，DP系统连续限制推力器的功率，防止超载。
工程作业设备冷却水及电力冗余
工程作业设备冷却水及电力冗余
船体结构应力分析，船体动态有限元分析
海水吸口泵塔
—般来说，所有冷却水和消防系统给水取白海底门之间的海水龙门管。在漂浮状态下，海底门始终有水。为了有效地使海底门运行，至少船舶吃水必须保持在2.5m左右。瞬态和升船状态期间，当海底门露出水面时或当船舶吃水低于约2. 6 m时，需要使用海水吸口泵塔（立柱）。海水吸口泵塔（立柱）使用潜水泵向平衡舱加水。平衡舱的水用于冷却或其他海水用途。如果这种水量对所连接的冷却水泵不够用，平衡舱接收来自冷却系统回水管路的额外
水。安全直立后并且不在需要推力器支架保持定位时，必须从海底门切换到平衡舱。然后，通过止回阀断开海底门与龙门管之间的连接。关闭横倾系统和切断与横倾泵的相互连接。然后，平衡舱直接与主海水过滤器正前方的龙门管相连接，以便让平衡舱内的全部水用作冷却水，发电机（主要）需要的冷却水接白平衡舱。
海水吸口泵塔
在这种情况下，平衡舱有两个目的:
1.浮态时作为常规平衡舱。
2.升船和升船位置时作为冷却水緩冲柜和消防水箱。关于后者，水箱装有由热油系统的加热的加热线圈，确保寒冷天气期间在升船位置时海水不会结冰。
相关船用软件需具有功能-SEACOS MACS3.NET
·起重机模块
·积载模块
·海水绑扎模块
·风力计算
·升船模块
·自存安全模式
·计算稳性和纵向强度
·舒适灵活地输入舱柜、货舱数据和常数项
·计算排水量、载重吨、吃水差和吃水
·由于海水密度引起的吃水修正
·吃水差和吃水的图形显示
·完整稳性，包括IMO A. 749或其他规则的GM
·多种GM极限曲线（包括SOLAS规定的破损准则）
·结果包括GZ曲线、气象准则、横倾角、多种干舷模式、夏季静水力学条件
·考虑由风引起的惯量、横摇、剪力、弯矩及扭矩（适合时）
·计算剪力与弯矩，并与规定的带报警器的肋骨处的极限值进行比较（海上和港内）
·剪力与弯矩的最大值及其实际值
·弯矩和剪力的最大百分比值
·纵向强度结果、纵向舱壁处剪力修正的图形表示（如需要）
·显示船舶当前状况的舱柜分布图的图形表述
·挠度计算、由于挠曲、螺旋桨浸水和净高引起的吃水修正
·压载舱引起的纵倾、横倾、稳性及应力优化
·显示和打印出装载状况、计算结果和水尺计重
·保存和加载装载状况、在线帮助
·按最小值/最大值检查警告值（例如吃水差、吃水、GM）。
来源：倔强的兔子
