全球单机容量最大海上风电机组成功吊装_环球今亮点
【环球时报-环球网报道 记者 樊巍 林小艺】6月28日14时30分，全球首台16兆瓦海上风电机组在三峡集团福建平潭外海一期海上风电场顺利完成吊装任务，即将进入商业运行。据《环球时报》记者了解，此次安装的16兆瓦海上风电机组位于福建沿海，距岸线约35公里，是目前世界上已投入安装的最大风机，建成投产后将成为全球已投运的单机容量最大海上风电机组。此次吊装任务的顺利完成标志着我国海上风电在高端装备制造能力、深远海海上风电施工能力上实现重要突破，达到国际领先水平。
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单台机组年发电量可满足3.6万户家庭年用电量
《环球时报》记者在吊装现场看到，16MW海上风电机组的轮毂高度达152米，这大约相当于一座52层大楼的高度。机舱、发电机组合体重达385吨，相当于190台越野车的重量。叶轮直径是252米，一轮扫风面积大约是5万平方米，相当于7个标准足球场的面积，叶片长度是123米，能够同时容纳300个成年人并肩站立。整个主机机舱总重量达413吨，相当于270多辆家用轿车。16MW海上风电机组也是全球范围内单机容量最大、叶轮直径最大、单位兆瓦重量最轻的风电机组。
“16MW海上风电机组攻克了超长柔性叶片、大型主轴轴承、超大容量发电机小型化等一系列关键技术难题，大功率海上风电机组的应用可以大大节约海域使用面积。”三峡集团董事长雷鸣山向媒体表示，该海上风电机组运行状态监测的数字化水平高，能够针对台风等恶劣天气智能调整运行模式，确保风机安全和高效发电。16兆瓦海上风电机组的成功应用，将有效降低海上风电项目度电成本、提高项目收益率，实现了海上风电产业链核心技术突破及重大装备产业化、国产化，推动了海上风电产业升级和整体能力的大幅提升，进一步促进我国海上风电产业可持续发展，标志着我国海上风电开发建设实现了从“跟跑”到“并跑”再到“领跑”的历史性跨越。
据《环球时报》记者了解到，这台16兆瓦海上风电机组的主机部分具有百分之百中国自主知识产权。三峡集团福建公司副总经理刘建平在接受《环球时报》记者采访时表示，海上风机关键核心部件中的主轴承是大容量风机研发中“卡脖子”的技术难点，以往国内海上风机的轴承主要依靠进口，但我国的科研人员持续开展技术攻坚，此次国内首套16MW海上风电机组主轴承成功下线，是风电关键部件国产化替代取得的又一重大成果。
在额定工况下，单台16MW机组每转动一圈可发电34.2千瓦时，平均每年可输出超过6600万千瓦时的清洁电能，能够满足3.6万户三口之家一年的生活用电，可节约标煤约2.2万吨，减排二氧化碳约5.4万吨，实现巨大的社会经济效益。
“大功率海上风电机组的应用将大大节约海域使用面积”。刘建平指出，16兆瓦海上风电机组在保证发电量的前提下，将发电机的重量降低到了20吨左右，实现了大容量电机小型化的技术突破。
全球最先进安装船确保平稳吊装
规模如此之大的海上风电机组在吊装过程中自然也面临诸多困难与挑战。项目施工方向《环球时报》记者介绍称，16MW机组吊装施工规程中面临“施工环境恶劣，海况复杂，施工安全风险高”、“风机容量大，施工难度大，设备选型难”、“大型吊装任务多，安全管控压力大”这三大难点。
因福建沿海海域是典型的海洋性季风季候，受台湾海峡“狭管效应”影响，常年风大浪高，海况复杂，是全国沿海气候最为恶劣的地区。工程区域水深40m～43m，机位处水深大，风浪作用明显，且每年7月至9月多热带气旋，每年受热带风暴和台风影响平均5～6次。工程海域毗邻已建成长乐外海A区项目，周围海域风场密布，施工船舶众多，且存在大量过往船舶，故船舶避台措施要求高，组织避台及进出场难度大，防台费用高。
而工程海域水深40m～43m，海底泥面高程-39.3m～-41.2m，海床表面淤泥类地层厚度9.8m～21.5m，厚度大，承载力低，风机安装船支腿困难。此外本工程风机机组采用最大16MW 大容量机型，吊装参数需求大，目前适合本海域吊装这种大容量风机的安装船资源数量有限，现场施工难度大。
此外，本项目风机机组结构尺寸大，重量重，采用分体式吊装方式，每台风机机组大型吊装次数达10 次以上。项目基础及风机吊装任务多，施工安全风险高，安全管控压力大。
为确保16MW机组实现平稳吊装，三峡集团专门从广东沿海地区调来“白鹤滩”号安装船，该安装船也是目前全球最先进的风电安装平台之一。
“本次吊装施工环境恶劣，常年风大浪高，工程海域海床表面淤泥类地层厚度大、承载力低，风机机组结构尺寸大、重量重，大型吊装次数达10次以上，适合本海域吊装这种大容量风机的安装船资源数量有限，‘白鹤滩’号是最适合的。”“白鹤滩”号技术负责人王怀刚在接受《环球时报》记者采访时表示。
据了解，“白鹤滩”号是目前国内首艘新一代2000吨级海上风电安装平台。该船长126米，宽50米，型深10米，其2000吨的起吊能力，最深达70米的作业水深，以及6500吨可变载荷，使得该船也成为目前国内起吊能力最强，作业水深最深以及可变载荷最大的自升自航式一体化风电安装平台。
“白鹤滩”号风电平台停在码头边时，向上竖起的桩腿长达120米，近40层楼高。平台上还有130米的“巨臂”，可以吊起1300多辆家用小轿车。甲板面积相当于10个篮球场，在巨浪中也可以岿然不动。正因此该船建造难度远超普通船舶。
作为我国自主研发的最新一代风机安装船，“白鹤滩”号装载了稳定性强、精度高的船舶动力定位系统，可以克服风浪流等复杂海况影响，精准定位到风机安装位置。当平台装载着风电设备来到目标海域时，“白鹤滩”号可停留在海面上，将这四条“大长腿”缓慢插入海底，穿过淤泥直达硬顶层，变身成“擎天柱”立在海面上，此后通过马达发力将平台升至海面上方，风电设备就可直接在平台上操作和安装，牢牢扎入70米深海底的四条“腿”可以不受海浪侵扰，完成毫米级高精度吊装，大大降低风电设备在海上安装的难度。
值得一提的是“白鹤滩”号风电平台的升降系统、起重系统等核心作业装备均实现全国产化。是国内新一代海上风电装备的排头兵，是向深远海一体化的综合作业能力发展的旗帜性装备。其研制成功标志着我国已经成功掌握了建造的核心技术，其投用将大幅提升我国海上风电施工作业能力，为国家建设带来源源不断的清洁能源，助推我国海上风电清洁能源高质量发展。
全球单机容量最大风电机组意义非凡
16兆瓦海上风电机组在创下多项世界之最的同时，也具有许多现实意义。三峡集团福建分公司工作人员向《环球时报》记者介绍称，16兆瓦海上风电机组的成功应用首先带来的益处就是可以助推海上风电平价化。
大兆瓦机组可以有效减少同等装机规模的风机数量，节约海域使用面积，降低海上支撑结构、电缆、用海、施工等方面的分摊成本，是当前海上风电降本增效的重要途径。三峡集团16MW海上风电机组的安装落地，将有效降低海上风电项目度电成本、提高项目收益率，将进一步促进我国海上风电产业可持续发展，有力助推我国“十四五”期间海上风电全面进入平价时代。“预计到2024年，三峡集团福建公司还将在福建沿海的漳浦地区安装七台16兆瓦海上风电大机组，并逐步推进批量化生产。”刘建平还称。
16兆瓦大型海上风电机组的研发、示范和推广，也将进一步提高海上风电研发的可靠性与经济性，具有显著的行业引导示范作用，具备广阔的市场前景和良好的社会效益，能有效支撑我国能源结构清洁化转型和能源消费革命。
16兆瓦大型海上风电机组的成熟应用还将实现超大型海上风电机组研发的关键技术突破，推动适合我国海域的深远海大功率风电装备产业化，提升我国海上风电装备可靠性及低成本双目标的并行实现，提高我国大功率海上风电关键技术在国际上的核心竞争力，促进我国风电产业规模化和可持续发展。
“当前，中国风电发展行业已经建立形成了包括勘察设计、整机制造、基础施工、风机吊装等关键生产制造与施工环节的海上风电完整产业链，从各环节产能匹配能力来看，能够支撑我国每年新增建海上风电并网规模超过千万千瓦。”三峡集团上海勘测设计院总工程师林毅峰向《环球时报》记者介绍称。
而我国16兆瓦大型海上风电机组落地，还将促进相关配套产业、施工资源的成熟。三峡集团等中央企业的技术输出、装备输出方面有较为丰富的经验，可引领中国海上风电编队出海走出国门，为全球节能减排工作作出重要贡献。
“机组在设计之初就确定了从科技创新到规模化商业应用的路径。三峡集团已经并网运行的近500万千瓦海上风电装机的多年运行数据和积累的海上风电运行经验，为科技创新的成功提供了腾飞的翅膀。”三峡集团福建公司执行董事、党委书记雷增卷告诉《环球时报》记者。