導(dǎo)讀
近年來(lái),隨著我國(guó)海上風(fēng)電的大量投產(chǎn)使用,海上風(fēng)電運(yùn)維成為海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)中的后期維護(hù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。不同于陸上風(fēng)電運(yùn)維,因海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)安裝在淺;蜻h(yuǎn)海,需船舶或直升機(jī)才能到達(dá)機(jī)組位置,比陸上風(fēng)電更復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)更高。
運(yùn)維船是海上風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行和維護(hù)的重要交通運(yùn)維工具,為海上風(fēng)場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)提供便利條件,大程度縮短和降低運(yùn)維時(shí)間及成本。運(yùn)維船用于運(yùn)輸、儲(chǔ)藏電器模塊、油品、維修工具和日常供給物品等,運(yùn)輸工程師、技術(shù)人員、項(xiàng)目組工作人員和考察團(tuán)人員等,為工作人員提供食宿休息、傷員緊急救助,風(fēng)場(chǎng)火災(zāi)緊急救助等。運(yùn)維船成為海上風(fēng)電運(yùn)維重要的可達(dá)性裝備,能夠安全便利地將人員和設(shè)備運(yùn)送到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。因此,對(duì)海上風(fēng)電運(yùn)維船進(jìn)行研究是有必要的。
海上風(fēng)電運(yùn)維船現(xiàn)狀
1國(guó)外海上風(fēng)電運(yùn)維船現(xiàn)狀
由于國(guó)外海上風(fēng)電發(fā)展比較早,海上風(fēng)電運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)比較豐富,工作模式比較先進(jìn),對(duì)影響運(yùn)維的環(huán)境因素識(shí)別能力比較強(qiáng)。尤其是歐洲,海上風(fēng)電場(chǎng)離岸距離越來(lái)越遠(yuǎn),海況也變得越來(lái)越復(fù)雜,風(fēng)電場(chǎng)的維護(hù)工作要求越來(lái)越高。為了滿(mǎn)足離岸更遠(yuǎn)的海上風(fēng)電場(chǎng)維護(hù)作業(yè)要求,對(duì)風(fēng)電運(yùn)維船的功能和性能要求也越來(lái)越高,船舶的安全性、可靠性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性均得以考慮。為了提高船舶的穩(wěn)性,船體多數(shù)采用雙體或三體;為了降低船舶重量,減少能耗,船體材料選用鋁質(zhì)或玻璃鋼;為了提供船舶的可進(jìn)入性,船長(zhǎng)多數(shù)為20m左右;為了降低船舶成本,規(guī)避船舶按客船要求進(jìn)行設(shè)計(jì),通常船舶載人數(shù)量保持在12人以下;為了輸送大型備件和工具設(shè)備,船舶通常設(shè)置大面積的載貨甲板,并配備足夠起重能力的吊機(jī);為提高工作效率,通常設(shè)置風(fēng)機(jī)安全接近系統(tǒng)。
2國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電運(yùn)維船現(xiàn)狀
與國(guó)外相比,我國(guó)海上風(fēng)電發(fā)展處于起步階段,海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)項(xiàng)目所受限制較多,種類(lèi)較為單一,其機(jī)組設(shè)備屬于保質(zhì)期內(nèi),因此設(shè)備發(fā)生故障的幾率較低,從而設(shè)備維護(hù)工作量較少,海上風(fēng)電機(jī)組對(duì)人力以及物力的需求較低。并且,我國(guó)海上風(fēng)電運(yùn)維船建設(shè)并投入使用之初,離海岸距離較近,因此,海上風(fēng)電維護(hù)對(duì)風(fēng)電運(yùn)維船的依賴(lài)性不高,換而言之,市場(chǎng)的需求量不大,導(dǎo)致海上風(fēng)電運(yùn)維船的發(fā)展受限。
初期的運(yùn)維船主要用于運(yùn)輸少量的維護(hù)技術(shù)人員和簡(jiǎn)單的工具或設(shè)備,普通的工作艇、交通艇、港作艇、拖船和漁船等即可滿(mǎn)足要求,對(duì)船舶的裝載能力、吊裝能力、舒適性、安全性等要求不高。然而隨著海上風(fēng)電場(chǎng)離岸距離加大,以及天氣更加惡劣的南方區(qū)域海上風(fēng)電的開(kāi)發(fā),普通運(yùn)維船已逐漸難以滿(mǎn)足抗風(fēng)浪、防撞擊、海上施救等安全要求,所以近幾年專(zhuān)業(yè)海上風(fēng)電運(yùn)維船在國(guó)內(nèi)也得到了快速發(fā)展,多家發(fā)電業(yè)主及運(yùn)維公司也已開(kāi)始根據(jù)各種需求建造專(zhuān)業(yè)化的運(yùn)維船。
海上風(fēng)電運(yùn)維船的類(lèi)型
隨著行業(yè)不斷發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)積累,運(yùn)維船的尺寸不斷變大,航速更快、乘坐更加舒適、人員轉(zhuǎn)移更加安全、船員培訓(xùn)更加規(guī)范、甲板供貨物放置的面積更大,更重要的是對(duì)惡劣天氣的適應(yīng)性越來(lái)越強(qiáng)。
市場(chǎng)上為海上風(fēng)電提供服務(wù)的專(zhuān)業(yè)運(yùn)維船形式多樣,一般以港口作為補(bǔ)給和運(yùn)營(yíng)基地。人員從船上登陸風(fēng)機(jī)一般通過(guò)技術(shù)改造后的船頭和風(fēng)機(jī)底部爬梯之間的摩擦接觸實(shí)現(xiàn),從而減輕運(yùn)維船的晃動(dòng),俗稱(chēng)“碰撞和跳躍”方式。運(yùn)維船一般能搭乘12名技術(shù)人員和小的零部件設(shè)備,零部件一般通過(guò)風(fēng)機(jī)底部平臺(tái)的吊機(jī)或機(jī)艙內(nèi)的吊機(jī)進(jìn)行提升。目前全球有超過(guò)400艘運(yùn)維船(CTVs)為海上風(fēng)電場(chǎng)服務(wù),根據(jù)國(guó)內(nèi)外海上風(fēng)電運(yùn)維市場(chǎng)的發(fā)展,海上風(fēng)電運(yùn)維船主要分為以下六類(lèi):
1、普通運(yùn)維船
普通運(yùn)維船大都是交通艇及漁船改裝而來(lái),服務(wù)于海洋工程或風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維,用于運(yùn)送人員和物料等,其典型特征為航速較低,一般全速8-10節(jié),普通舵槳推進(jìn),耐波性差,在海上搖擺、顛簸幅度較大,靠泊能力差,舒適性差,可達(dá)距離較短,適合用于天氣較好時(shí),離岸距離較近的風(fēng)場(chǎng)。
2、專(zhuān)業(yè)雙體運(yùn)維船
專(zhuān)業(yè)雙體運(yùn)維船指用于海上風(fēng)電運(yùn)維的專(zhuān)業(yè)船舶,目前國(guó)內(nèi)這種船可分為兩種類(lèi)型,一種船體為鋼質(zhì)或鋼鋁混合結(jié)構(gòu),其典型特征為:平頭,穩(wěn)性好,甲板面積大,可搭載各種專(zhuān)業(yè)運(yùn)維設(shè)備及物資;航速大約14-15節(jié);靠泊能力強(qiáng),有效波高1.5米至2米;可乘載11個(gè)運(yùn)維人員,適合離岸距離10-20海里內(nèi)的近海風(fēng)電場(chǎng)。另外一種船體為鋁合金或玻璃鋼結(jié)構(gòu),由鋼質(zhì)運(yùn)維船優(yōu)化而來(lái),除了繼承鋼質(zhì)運(yùn)維船的優(yōu)點(diǎn)外,還具有船體較輕,節(jié)能、配置先進(jìn),船速可達(dá)20節(jié)以上,噴水或全回轉(zhuǎn)螺旋槳推進(jìn),耐波性好,能在7-8級(jí)風(fēng)2-3米海浪中正常航行等優(yōu)點(diǎn),用于離岸20海里以上的海上風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維。專(zhuān)業(yè)雙體運(yùn)維船也是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上廣泛推廣的專(zhuān)業(yè)海上風(fēng)電運(yùn)維船船型。
3、高速專(zhuān)業(yè)雙體運(yùn)維船
高速專(zhuān)業(yè)雙體運(yùn)維船指用于離岸20海里以上的海上風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維專(zhuān)業(yè)船舶,此種船舶典型恃征為航速較高(25節(jié)以上);噴水推進(jìn)或螺旋槳推進(jìn),船體為小水線(xiàn)面機(jī)構(gòu),耐波性好(能在8節(jié)風(fēng)3米海浪中正常航行),靠泊能力強(qiáng),抗風(fēng)浪強(qiáng),船體為全鋁構(gòu)造,可做日常運(yùn)維船,也可做居住船的交通船及應(yīng)急救生船;缺點(diǎn)是建造與運(yùn)營(yíng)成本略高。
4、運(yùn)維母船
運(yùn)維母船指用于遠(yuǎn)海海上風(fēng)電運(yùn)維,運(yùn)維或檢修工作需多日才能完成,為減少運(yùn)維船舶每日往返的營(yíng)運(yùn)成本、節(jié)約時(shí)間,可提供人員住宿、存放備件的較大型船舶,典型特征為:可提供 50人以上住宿,具備較長(zhǎng)時(shí)間自持力,靠泊能力優(yōu)異(有效波高2.5米以上),具備DP定位及補(bǔ)償懸梯傳送人員功能。目前一些海底支持維護(hù)船(OSV)已可提供200人住宿,各種功能齊全,包括直升機(jī)平臺(tái)、中型吊機(jī)、海底探測(cè)等功能。運(yùn)維母船可根據(jù)需要參照改造,缺點(diǎn)是建造與運(yùn)營(yíng)成本很高,國(guó)外海上風(fēng)電也應(yīng)用不多,目前國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電場(chǎng)普遍離岸距離較近,暫時(shí)還不適用。但隨著以后海上風(fēng)電場(chǎng)離岸距離的增大,此種船型必然派上大用場(chǎng)。
5、居住船
居住船是根據(jù)國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電場(chǎng)的現(xiàn)狀衍生出的適合離岸20-50海里的海上風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維,雙體船機(jī)構(gòu),穩(wěn)性好,安全性高,作業(yè)面積大,居住空間大;可居住50人,船舶功能齊全,有單人,雙人居住間,獨(dú)立衛(wèi)生間,廚房,餐廳,健身房,影視廳,棋牌娛樂(lè)室,洗衣間,冷凍倉(cāng)庫(kù),大小會(huì)議室,辦公室,配件倉(cāng)庫(kù),設(shè)備工具間;后甲板作業(yè)區(qū)備有中型吊機(jī),可安放3條水路兩用船或3輛水陸兩用車(chē);備有應(yīng)急救生快艇,勘探設(shè)備,潛水設(shè)備(船舶可 四錨定位);前作業(yè)甲板可放置多個(gè)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)維集裝箱設(shè)備和測(cè)試備用發(fā)電機(jī)組。船舶優(yōu)點(diǎn):功能性強(qiáng),移動(dòng)方便,運(yùn)維成本低(減少多條運(yùn)維船舶每日往返的燃油成本),海上持續(xù)能力20天,續(xù)航能力500海里。
6、自升式運(yùn)維船
自升式運(yùn)維船指主要用于海上風(fēng)電運(yùn)維的能進(jìn)行大部件更換(齒輪箱、發(fā)電機(jī)等)的船舶,此種船舶是由海上風(fēng)電安裝船根據(jù)需求改造而來(lái)。其典型特征為:具備一定的起重能力,擁有自升式平臺(tái),能進(jìn)行風(fēng)機(jī)大部件的更換或檢修,適合離岸距離遠(yuǎn),適應(yīng)水深50米以?xún)?nèi)大多數(shù)海域作業(yè),具備DP定位及較長(zhǎng)的自持能力。缺點(diǎn)是:建造與運(yùn)營(yíng)成本高。
結(jié)語(yǔ)
無(wú)論選擇任何一種運(yùn)輸方式都意味著資金的投入。租用建設(shè)施工船成本較高,因?yàn)榻ㄔO(shè)施工船朝著大型化發(fā)展,僅為日常維護(hù),動(dòng)用龐然大物,有點(diǎn)大材小用。另外,建設(shè)施工船容易受到天氣、海況的影響。動(dòng)用直升飛機(jī)固然靈活、迅速,但是費(fèi)用昂貴,風(fēng)險(xiǎn)高,受天氣影響大,而且無(wú)法降落,難以得到有效的支持。風(fēng)電場(chǎng)母艦是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),它起到避風(fēng)港的作用,但是這種大型的船舶存在自身的缺陷,其本身不能對(duì)海上風(fēng)電進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng),還需輔以其他交通工具,整體運(yùn)維成本較高。
總的來(lái)說(shuō),目前國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電運(yùn)維船以專(zhuān)業(yè)雙體運(yùn)維為適用,穩(wěn)性好,吃水淺,具有較高航速,能承受較大的風(fēng)浪能力,保障海上作業(yè)時(shí)人員的安全,同時(shí)雙體船具有良好的操控性,使用可靠,維修方便等特點(diǎn),能在船舶靜止或者海上航行狀態(tài),都可確保較小的移動(dòng)幅度。但與歐洲國(guó)家相比,我國(guó)海上風(fēng)電行業(yè)發(fā)展時(shí)間相對(duì)較短,運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)存在明顯不足,海上風(fēng)電運(yùn)維行業(yè)尚處于起步階段,面臨可達(dá)性弱、安全風(fēng)險(xiǎn)大等行業(yè)痛點(diǎn),我國(guó)海上風(fēng)電運(yùn)維還需不斷地探索和總結(jié),摸索出適用于我國(guó)海上風(fēng)電運(yùn)維的方法。(本文已獲授權(quán)轉(zhuǎn)發(fā))