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东海立起“大风车”

时间 2023-06-29 10:57:51 来源:科技日报  

6月28日,福建平潭外海海域晴空万里,现场施工人员却悬着一颗心,眼睛死死盯着对接中的风机叶片。10时10分,在人机精准配合下,最后一支叶片对接成功,全船“战友”一片欢腾……

3个多小时后,随着现场吊装负责人在对讲机中一声令下“主吊摘钩”,一台创世界风电新高度的“大风车”迎风矗立,徐徐转动的风叶推动中国海上风机走向大型化。

名为“率先号”的16兆瓦海上风机叶片长123米,能够同时容纳300个成年人并肩站立;叶轮直径达252米,相当于6架C919客机首尾相连;叶轮扫风面积约5万平方米,相当于7个足球场。在额定工况下,单台机组每转动一圈可发电34.2度,平均每年的发电量能够满足3.6万户三口之家一年的生活用电。


(相关资料图)

选场址,摸清风的“脾气”

距离福建长乐海岸线35公里,深蓝的海面上泛着波光,这里是16兆瓦风机“征战”的疆场。

我国拥有约300万平方公里的主张管辖海域,为“国之重器”在茫茫大海上寻找一个合适场址“御风逐海”,是摆在“捕风人”面前的首要任务。

“这里年均风速超过每秒9米,海上风电年均可利用小时数达3500—4000小时,是我国唯一可以跟北欧媲美的海上风电场。”三峡集团福建公司副总经理刘建平告诉科技日报记者,台湾海峡类似于一条宽阔的山间峡谷,叠加东南沿海常年受冬夏季风、海陆风和热带气旋的影响,形成“狭管效应”,使福建海域成为世界三大风口之一。

如何在风口找准机位?三峡集团风资源评估团队从摸清风的“脾气”入手,构建起高时空分辨率、长时间序列的网格化海上风资源数据库,自主研发海上风资源数据可视化系统,实现对我国海域任意地理位置的风能资源全方位分析研判。

“该系统除了具备对风能进行多年平均统计的常规功能,还可以从多个维度对风资源时变特征进行分析,对发电量进行估算。”刘建平告诉记者,正是借助此“利器”,评估团队才能对海上风资源做到了然于胸,最终将16兆瓦风机的场址锁定在福建平潭外海海域。

装叶片,百米高空上演“穿针引线”

叶片吊装是16兆瓦风机安装过程中最难也是最关键的工序。

福建平潭外海海域,一年中约有300多天有6级以上的大风。在风力的作用下,高空吊装时巨大的叶片和轮毂极易产生晃动。而叶片在安装对接时,需将176颗直径42毫米的高强螺栓插入直径为45毫米的螺栓孔内,安装误差须控制在1.5毫米以内。

为安全、优质、高效地完成528次“穿针引线”,实现3支叶片的精准对接,项目施工方从广东调来全球首艘2000吨级第四代海上风电安装平台——“白鹤滩”号。

刘建平表示,“白鹤滩”号向上竖起的桩腿长达120米,水面之下的桩腿直插海底,穿过淤泥直达硬顶层,支撑平台立于海上。配置的DP2级别动力定位系统,可以保障作业者在风高浪急、暗流涌动的复杂作业环境中做到“任凭风浪起,稳坐钓鱼台”。

“为降低毂轮和叶片的晃动,我们还在塔筒上安装了‘扰流块’。”参与吊装的中铁大桥局平潭风电项目总工程师陈文盛对记者表示,在吊装过程中,工程团队给叶片绑了6根人工揽风绳和2根机械揽风绳,随着吊装过程中叶片受力情况的变化,信号员与起重司机密切配合,实时调整,从而保障了叶片的精准对位。

6月28日下午,在人机协同配合下,3支风机叶片完成全部吊装,16兆瓦风电机组露出了它完整的样貌。下一步,机组将进入并网的调试和试验阶段,预计在7月上旬并网发电。

(记者 何 亮 吴纯新)

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