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2017-10-17 17:08来源:能见关键词:2017北京国际风能大会漂浮式风电海上风电收藏点赞
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2017年10月16日-19日,2017北京国际风能大会(CWP2017)在北京隆重召开。在17日下午举行的“海上风电技术论坛”中,来自夏尔特拉(北京)太阳能科技有限公司的范会渠先生分享了漂浮式风电相关内容。
以下为演讲实录:
主持人周志刚:好,今天的第七位演讲嘉宾是范会渠先生,范总是夏尔特拉(北京)太阳能科技有限公司,有近十年的海洋工作,主要海洋浮式平台的设计,请大家掌声欢迎范总。
范会渠:各位来宾,下午好,非常荣幸能够有这个机会参加这个论坛,因为前面翟总讲得非常好,非常大的层面,我就非常细节的技术讲讲漂浮式风电这方面的问题。
简单提一句我们公司是干吗的,我们公司法语是Ciel&Terre,我们专门做漂浮的,我们做漂浮机组风电方面的工作,因为时间有限,不展开讲。
第一方面是漂浮风电的趋势,第二漂浮风电的技术共性,第三个是从技术设计方面一些常用的套路。
这幅图是来自最新的2016年漂浮风电技术四场报告,从这个横坐标来看就是时间,到2017年也算是一个比较重要的时间节点,之前更多的都是一些实验性质的,带测试性质的,然后这个是第一个商业化的漂浮风厂的应用,前景是很好的。
随后是代表项目,前面是英国,6个漂浮风电,四季度建成。然后从概念研究,一直到工程实践,也是一个漫长过程,从历史数据来看,实际上在2007年欧洲已经在做实验的漂浮平台,最初从80千瓦开始,实际上是这个项目的前奏,最后才走到这一步。
另外要提到一点说,实际上海上风电不管是漂浮的还是固定的,有各自使用范围的。漂浮风电有一个比较大的技术判断标准,到50米以上水深,从经济性角度考虑,应用漂浮风电有更多优势,但是目前来说,是这样一个划分。
然后接下来介绍一下漂浮风电基础,我们公司只关注基础,风机对我们来说是上面一个载体,这里面我们从漂浮的基础来做一些分享和探讨。
从漂浮风电系统组成来看,实际上由哪些部分组成?主要起什么作用?实际上整体来讲漂浮技术是比较大的结构体,最首要要求能够提供浮力,能够把整个风机叶轮漂到水面上,因为在海上,性能要好,有风浪有比较好的响应,影响到风机的发电效率,其他安全方面一些。
然后再进一步来,这样一个漂浮系统,因为是漂浮的,这种情况必须要固定中,但是在海上,我们的漂浮系统是在平衡位置附近来移动,再接下来从系统功能上来考虑需要一些辅助设施,对于一个漂浮系统来说,它是要有一个压载的系统,因为这个压载对漂浮系统是非常重要的,调整重心,调整平台,保证平台稳性,保证平台在海上不会翻倒,因为风机很高,有很大的弯矩。
另外在安装过程中怎么拖到目标海域?这个有一个更小的支持的系统,这个讲一下漂浮风电的基础由哪些部分组成,我之前从海洋工程出来的,这里面有相同的,漂浮风电来说,尤其在基础来看,属于海洋工程的另外一个分支,海洋工程发展比较全面,发展比较深的是海洋油气,工业发展比较好,但是实际上风电这些年做得比较好,在海洋油气上做的技术经验,慢慢转到海上风电方面。从海洋漂浮,是陆上风电经验和海上浮式,进行了一个优化,是这样一个技术归属。
然后接下来就是说,就像海洋浮式平台一样的特征和要求,有不同的海洋平台类型,实际上浮式风力也一样,也有一些不同类型,从我们刚才讲,这个浮式平台在水面上首先能漂浮起来,其次不能倒,如果倒了就达不到目的。
从满足平台不倒,从技术角度有几个方面实现,第一个是压载稳定性,我要把浮式平台重心弄得比较低,受风以后可以偏,但是可以收回来,这个图片最右边,平台里面的SPAR类型,这是一种类型,立柱式的,然后半潜式的,因为有几根柱子在水面上,偏了以后,它会自己通过浮力再改正,所以叫浮式稳定的一种类型。还有最左边的叫系泊稳定。
实际上也是这几种,有的是几种方向组合,但是主流的海洋工程上比较用得上,经过工程实验的,除了船型的,基本上就这三类。
接下来稍微把这几种形式做一下介绍,前面张力腿平台,是垂直系泊的,垂直系泊海底的锚固点非常强的,它偏了之后还能改过来,但是它的浮力对水位变化还是非常敏感的。
然后中间是半潜式平台,它的浮力选择形式是非常多样的,它的稳定性要求是比较高的,在设计过程当中,有时候是控制工况,或者你要花很大的技术代表才能搞定。
然后立柱式平台,类似于水面的不倒翁,它的系泊系统选择方式也比较多,看具体情况,然后呢再具体讲一下每个平台的特征,实际上张力筋腱,张力腿要求比较高,还有从设计的角度要避免偏得过狠,有一根会松,松了以后也是灾难式的影响。
半潜式平台有一个比较大的优点,它可以在船坞里做好,直接拉过去连,可以节省一些海上施工安装的费用,但是为了实现稳定性,现在一些比较多的半潜平台,压载不是被动的,是主动的,偏了及时打水,压过来,所以半潜平台实现有一定难度和技术要求。
然后立柱式平台,它如果受风和波浪会偏,偏了以后会对风机和叶轮姿态有影响,对风机发电都会有影响。另外它因为是一根细长的柱子,它的作业水深会更深一些,它的柱子都是平着在水面上拖来拖去,肯定是在水上吊装的。
然后再简单介绍一下,站在海洋工程角度来看,从设计流程这个角度,其实各行各业基本上大同小异,但是漂浮风电有一个不太一样,它有一个海上缩比的样机,甚至在海上观测很多年,这是一个过程,这个过程甚至达到十年,甚至更久。
另一个纬度比较简单了,我们有什么样的设计输入,从设计输入,一般都是业主也好,委托第三方,资料拿出来,配合整机参数,设计单位,这个过程当中一般会选一些第三方,像浮式基础也会有第三方来,一方面做第三方要求来,会有第三方参与设计。
然后从设计的流程上,设计的深度,这个阶段解决的问题,具体某个海域,我选哪一个平台类型,主流的有那么多类型,甚至还有一些变种,要选哪一种浮式机组的形式呢?这个问题走完了就应该有一个结论,这个项目我选张力推平台,然后再细化,基本设计,然后到详细设计,整个这个过程走下来,这是比较笼统的主线。
我比较认同翟总讲的一体化设计,因为浮式设计,上面风机、塔架这是一体的,最好是几个单位一起来做,非常赞同刚才翟总的看法和观点。
对一个比较大的工程项目,在设计的时候的确有很多因素影响的,这里面首先先从技术角度来看,整个风场这块怎么规划的,另外海域水深、潮位信息,以及当地风的条件,因为我们基础在水面上的,我们还要考虑波浪、水流,甚至在北边还要考虑冰,还要考虑地质条件。
另外设计标准,我们单纯从基础上来讲,我们有些是国家的,甚至是地方的强制性法律法规,另外技术方面的,像这种浮式机组,我们选国内的CCS,还是DNV,这个要一致的,具体一些技术细节,一些设计流程、理念上还是有差异的,一开始定好了还是有影响的。
像浮式平台,应该说各家都有自己的专利,你做自己的项目,还要考虑你选什么样的类型,还要考虑知识产权的问题,以及对应的施工安装都有影响。
另外海洋工程施工的成本,运输的成本占了很大的比例,一开始锁定相应的施工资源,来进行设计你的方案,有时候你的方案呈现出的形式是配合海上施工安装的,这个都是很明确的。
然后对浮式风机机组牵涉到很多专业,核心专业是保证结构的强度安全,经济性也是决定性要求。
然后前面讲要实现这些方面,主要也是两个大方面,一方面是性能,一个方面是结构。我们把它作为一个整体来看,就是说有风有浪的话,整体来运动,对你风机作业的效率都有影响。
还有结构,说简单就是一个铁筒子,说复杂了从技术上要保证强度,要保证服役期的疲劳,有些地方的疲劳也是关键的。
另外还有就是说浮体性能专业和浮体专业,安装运输过程当中有很多特殊的工况,这两个工况要相合衔接。
浮体专业是保证性能,结构核心是解决结构的疲劳,两个专业有各自的战术性目的,结构这方面要确保整个浮式基础的结构性安全。
然后前面讲的,公司自己也有自己的动作和安排,我们自己也在做浮式风电,概念开发和原理认可,另一方面我们在漂浮基础这一块,在专利这一方面有我们自己的布局。
再说一下我特别认同翟总讲的,设计是一体化的设计,我们虽然把设计放在漂浮的基础上,我们希望跟国内同行,尤其是整机,把风电这块贡献我们自己的力量,谢谢。
(发言为现场速记整理,未经本人审核)
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