一种新型海上风机安装船研究.doc

一种新型海上风机安装船研究
摘要:本文主要介绍一种新型的风机安装船,重点介绍风机安装船起重系统的方式及优点。
关键词:海上风机;起重;安装
中图分类号:AK89 文献标识码:A
1 前言
风能是一种无污染的清洁能源,具有可持续发展的优点,且陆地、海洋的风能资源非常丰富,能够大规模开发利用。基于环保和减排的迫切需求,在国家政策的大力支持下,海上风电将迎来快速的发展。另外,随着风机单机功率的不断提高,风机外形尺寸、重量随之增加,风场离海岸线越来越远,现有海上风机起重安装设备无法满足需求。在这种情况下,出现了兼具自升式平台和浮式船舶的优点,专门为风机安装而设计与建造的自航自升式安装船。它与之前的安装船相比,具备了一定的航速和操纵性,可以一次性运载更多的风机,大大提高了工作效率。
2 风机安装船的概况
广东省电力设计研究院和广州船舶及海洋工程设计研究院,共同研发一种新型的海上风机安装船(以下简称“本船”),主要用于我国沿海及近海海域进行海上风机整体式运输及安装作业,适合于水深 6~35m以内的安装作业。
本船具有较强的海上作业能力,最大可同时运输安装3台6MW整体式海上风机,最大载重量约为6 500 t。风机安装装置最大起重能力1 200 t,可满足目前国内最大的6 MW海上风机整体安装要求,并且可以通过平衡梁中间抱箍的设计,安装5 MW、3 MW等其他风机。该船中部为整体式风机固定钢构架,主要用于整体式风机的运输固定及支撑,可同时固定3台整体式风机。
本船主要要素:
船长~ m
船宽 m
型深 m
吃水(作业) m
航速~8 kn
风机(6 MW)参数:
轮毂高度~ m
叶片直径~130 m
单个风机重量~870 t
风机重心距塔筒底部高度~ m
3 本船起重系统介绍
本船主要包括运输驳船及其桩腿升降系统、整体式风机固定钢构架和移动式风机安装装置三大部分,其中起重系统是风机安装船的核心系统,设计的优劣决定了风机安装的成败。
目前海上风机安装起重形式通常有两种:一种为在船上设置全回转吊机;另一种是使用浮式起重船进行起重安装。这两种形式都需要较大尺寸的臂架,才能满足风机安装要求。
本新型安装船起重系统是以最大安装6 MW的风机为基础设计,风机塔筒相对较高, m。如在本船上设置全回转吊机,因风机尺寸太大,吊机臂架会太长,重心高度太高,且吊机支柱太大,会占用过大的甲板面积,对本船的安全产生影响。本船使用固定式钢构架、移动式钢构架共同解决了同时运输、安装多台风机的问题,并减少了配套船舶的使用,在海况经常变幻莫测的风机场,大大节约了时间及经济成本。
本船起重系统分别由4台300 kN起货绞车、钢丝绳、4套起吊定滑轮组(7饼)、4套吊钩滑轮组(7饼)组成,每个吊钩额定起吊能力为300 t。根据6 MW风机重量、中间平衡梁重量、以及属具钢丝绳等的重量核定,每个吊钩额定起吊能力为300 t,总的起重系统额定起吊能力为1 200 t,见图1。
起重设备安装在类似于门式起重机的移动构架上,移动构架主要由上横梁、中间平衡梁、支腿、风机起重系统、轨道行走机构等组成,距离主甲板面最高