海上风电机组的基础结构风力发电机组的安装和维护成本是阻碍海上风电事业的一个潜在的主要因素。对于陆上风电场,这一成本只占总成本的1/4,而海上风电场增至3/4。要解决这一难题,就必须在设计阶段通过提高机组的可靠性、易安装和易操作性来降低相应的成本,其中关键的部分是基础结构的成本。目前较为常用的方案是单桩固定式,还有其他几种基础结构也在研究中。单桩固定式:单桩固定式现已逐渐成为风电机组安装的一种标准方案,并已经在许多大型海上风电场中采用,这种基础结构尤其适用于20~25m的中浅水域,目前通常采用的直径为4m,未来可能达到5~6m。海上风电建设比陆上风电建设复杂得多。海上风电设备租赁业务费用
完整的海上风电设备一般由一定规模数量的风电机组和输电系统构成,单个的风电机组包括叶片、风机、塔身和基础部分。风机的工作原理是空气动力学原理。风并非推动风轮叶片,而是吹过叶片形成叶片正反面的压差,这种压差会产生升力,令风机旋转并经过齿轮箱进而带动风力发电机转子。由此,叶片和风机将风的动能(即空气的动能)转化成发电机转子的动能,然后再将转子的动能又转化成电能输出。风电机组塔身一般由空心管状钢材制成,设计主要考虑在各种风况下的刚性和稳定性,根据安装地点的风况、水况和风轮半径条件决定塔身的高度,使风叶片处于风力资源较丰富的高度。海上风电工程配套设备运输服务公司海上风机的支撑技术主要有底部固定式支撑和悬浮式支撑2类。
根据对风机整体这个概念理解的不同,海上风电机组整体运输安装设想分为两种形式:一种是将除风机基础及其过渡段外的上部结构作为一个整体进行运输与安装,包括塔筒、机舱、轮毂和叶片等组件;另一种是将风机基础与上部结构一起作为整体进行运输与安装,但目前还处于研究阶段,未应用于实际工程中。无论是哪一种方式,都需要在码头的预组装场地完成整体组装与调试。采用初种整体运输方式海运至机位的过程中,由于风机重心高,为保证平稳不倾翻,通常在风机筒中部使用抱箍器进行固定,抱箍器安装在平衡梁与支架上进行整体固定。随着风场所在的海水深度、离岸距离增加,海底情况、海洋环境的复杂度也随之增大。为进一步缩短海上作业时间、解决风机使用寿命到期后回收拆除困难等问题,第二种整体运输与安装方式是近年来许多学者与企业研究探讨的方向,包括对适宜的风机基础结构、配套安装运输船舶的研究。
海上风电施工:升压站平台基础采用四桩导管架结构,沉桩后调平导管架并注浆,施工流程为:导管架沉放-钢管桩沉放-调平与灌浆-上部平台整体安装。升压站安装先把浮式起重船拖航进点、布锚,再把装载升压站的方驳整体拖航进点、布锚,用自制吊架水平吊起升压平台,起重船绞锚移船,趁平潮缓慢对位安放。上部平台海上安装前,对已完成施工的升压站基础进行复测,确保升压站基础的平面位置和桩管的相对高差符合上部平台的安装要求。上部平台安装全过程中,上部平台4个平台腿底部的水平和竖向加速度不得大于0.2g。用于上部平台海上安装的焊条经检验合格后才能使用,焊条需按厂家要求进行烘干,且烘干次数不超过两次,禁止使用受潮、生锈、受油和脏物等污染的焊接材料。施工前,对所有施工人员进行技术交底,并签字确认后存档。施工前,作业人员试运行相关设备,确保设备状态良好。施工过程中,技术人员、质检员加强对施工点的检查,加强现场监督指导。坡口两侧30~50mm范围内的油污、油漆、铁锈、毛刺等杂物应该清理干净。依据风车技术,大约是每秒三米的速度,便可以开始发电。
海上风电设备的运输在堆场布置方面,通常是将整个堆场设计成大平地,只考虑各分区之间尽量少设置隔断设施。在保证满足排水要求的前提下,应尽量保证整个场地的坡度平缓,一方面满足运输海上风电设备组件的模块车对爬坡坡度的要求,另一方面较缓的坡度也有利于风电设备组件堆存过程中的稳定性。在分区之间的道路应充分考虑运输车辆对转弯半径的要求。风机叶片的长度可达以上,在堆场交通流向设计上应尽量少安排运输车辆行进路线的转向,如有难以避免的转向,则要充分考虑转弯半径的尺度(通常不小于),并保证车辆转弯时风机叶片扫过的范围内没有障碍。海上风电设备的装卸通常在通用码头或多用途码头改造而成的码头进行。海上风电设备租赁业务费用
运维母船指用于海上风电运维,供人员住宿,存放备件的较大型船舶。海上风电设备租赁业务费用
海上风电工程配套设备在海面上的基础呈圆锥形,可以起到减少海上浮冰碰撞的作用。海上风电场的水深变化范围在2.5~7.5米之间,每个混凝土基础的平均质量为1050t。该技术进一步发展,用圆柱钢管取代了钢筋混凝土,将其嵌入到海床的扁钢箱里。该技术适用于水深小于10米的浅海地区。单桩基础由一个直径在3~4.5米之间的钢桩构成。钢桩安装在海床下18~25米的地方,其深度由海床地面的类型决定。单桩基础有力地将风塔伸到水下及海床内。这种基础的一大优点是不需整理海床。但是,它需要防止海流对海床的冲刷,而且不适用于海床内有巨石的位置。海上风电设备租赁业务费用
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