在浩瀚无垠的蓝色海域上，一艘庞大的风电安装船犹如钢铁巨鲸，矗立海面，威武壮观。这不是一艘普通的船舶，它是中国海洋工程领域的最新杰作——新一代深远海一体化大型风电安装船。2023年12月24日，由烟台中集来福士海洋工程有限公司（以下简称“中集来福士”）自主设计建造的首艘“3060”系列2200T自升式风电安装船正式交付，该船是我国目前唯一能够承运整根塔筒、满足20兆瓦级风机安装需求的新一代风电安装船。它的诞生，不仅标志着中国海工装备技术迈上了新的台阶，更向世界展示了中国在清洁能源领域的雄心壮志和创新能力。
巨轮启航，海上大国“重器”再升级
随着全球对清洁能源的迫切需求，海上风电作为可再生能源的重要组成部分，正迎来前所未有的发展机遇。
2020年，中国正式提出2030年前碳达峰、2060年前碳中和的战略目标。海上风力发电作为一种绿色清洁能源，其大规模开发利用对我国如期实现“双碳目标”和“两山愿景”具有重要的意义。发展海洋风电开发利用技术，打造深远海风电安装设施成为碳达峰行动方案的重要组成部分。
风电安装船是一种主要用于海上风电设备运输和吊装的海洋工程船舶，它将运输船、海上作业平台、起重船以及生活供给船的各项功能融为一体，可以独立完成海上风电设备的运输和安装作业。
新一代深远海一体化大型风电安装船是由中集来福士自主研发、设计、建造的最新一代的海上风电安装船。中集来福士战略研发部总监傅强介绍，该船设计标准满足中国海域、东南亚海域，以及欧洲海域的作业需求，入级中国船级社，具有工作窗口期更长、安装效率更高、碳排放更低、运营更经济的特点。
“本船全长133米，型宽53米，型深11米。最大作业水深77米，总可变载荷达11000吨，拥有巨大的甲板面积和超强的吊装能力，能够应对大型风电机组的运输和安装。”傅强说。
据悉，新一代深远海一体化大型风电安装船的甲板面积约4800平方米，如同一个漂浮的海上工厂，可以同时容纳多套风电设备，满足4套12MW 或3套16MW海上风电机组的运输和安装。该船的吊装系统也很强大，“本船主起重机起吊能力达2200吨的‘巨臂’，可以同时吊起1400多辆小轿车。在站立状态下，吊机主钩水面以上起吊高度达201米，在高空中，吊机臂就像钢铁‘手臂’一样稳稳地抓住风机部件，然后用‘搭积木’的方式完成高空组装。该海工吊机可满足未来20MW级风机的安装需求，大幅增强了近海深水区及深远海风电机组施工安装能力。”傅强表示。
除了强大的吊装能力，这艘风电安装船还具备出色的稳定性和安全性。其桩腿长度为120米，可根据需要加长至136米，确保在复杂海况下仍能稳定作业。同时，配置8英寸齿条板，满足风载风电安装船频繁升降的作业需求，桩腿抗疲劳、耐磨性能更优，强度更大，抗冲击性更好。
此外，该船经济航速9节，具有良好的航行经济性和排放环保性。平台具备强大的动力定位能力，可在复杂海况下进行精确定位，拥有更强的海况适应能力，可实现在中国海域每年200天以上的作业窗口期。
攻克难关，多项指标为“国内之最”
如今，我国新规划海上风场从浅滩走向深水，离岸距离增加，海域地质条件复杂，海域环境更为恶劣。针对新规划海上风场特点，此前的风电安装船局限性变得尤为突出，不能满足风机安装功能需求。
傅强表示，新一代深远海一体化大型风电安装船设计难点主要体现在两个方面，一个是在满足大装载的工况下，桩腿尺寸需要尽量减小，以便减小桩腿对宝贵甲板面积的占用。本风电安装船的桩腿设计经过了几十次的演算设计迭代，形成了目前9米弦杆间距的设计。另一方面是风电安装船的总体设计需要满足深远海恶劣海况下的作业能力需求，本风电安装船经过总体优化设计，能够在4.5米浪高的海况下进行定位和站桩作业，大大提高了船舶在恶劣海况下的作业窗口期。
为此，在研发过程中，中集来福士的研发团队深入分析了国内外风电安装船的技术现状和发展趋势，结合中国海域的实际情况，确定了该风电安装船总体方案，科学设计了关键区域结构，攻克了大装载条件下小尺寸桩腿升降方案、软土海床中风电安装船就位、在位稳定性及风险控制技术、软土海床桩靴基础快速上拔等关键技术。
傅强介绍，新一代深远海一体化大型风电安装船总体技术性能达到国内领先水平，在作业水深、甲板可变载荷、起重吊装能力等方面均为“国内之最”。同时，本风电安装船是国内唯一能够承运整根塔筒的新一代风电安装船。截至目前，新一代深远海一体化大型风电安装船的研发设计成果，已形成了博强风电安装船、华夏金租风电安装船和中铁建港航风电安装船EPC订单，助力中集来福士迈入我国一流高端风电安装船设计企业行列，也展现出我国在深远海核心装备研发设计和制造的能力。
深度布局，书写海工新篇章
面对国家重大战略需求，以及未来海洋开发的主战场，中集来福士不断精进海上风电施工装备，在以海上风电为代表的海洋清洁能源领域展开深度布局。
新一代深远海一体化大型风电安装船作为中集来福士自主研发、设计、建造的海上风电业务条线的旗舰项目，从核心设备到配套部件已实现超80%的国产化，成为探索深远海风电资源以及强化海上风电工程建设能力的“国之重器”。它的诞生，不仅为中国海工行业增添了新的亮点，更为中国清洁能源发展注入了新的动力。它也将为中国深远海风电场建设提供有力支持，推动中国海上风电产业的快速发展。
探索的脚步不会就此停止。傅强说，中集来福士已经开启了下一代深远海一体化大型风电安装船的设计研发。“下一代的研发我们加入了双燃料混动系统，能够实现更加环保的要求，目前方案已经取得了abs船级社的认证。”傅强表示。
新一代深远海一体化大型风电安装船展示了中国海工行业在技术创新、质量提升和绿色发展方面的决心和实力。未来，中国海工行业也必将继续加大研发投入和创新力度，推动更多具有自主知识产权的海工装备走向世界舞台。
来源：山东科技
