海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝與裝配畢業(yè)論文

海上風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)場安裝與裝配畢業(yè)論文班級：風(fēng)電xx班系別：電氣與信息工程系姓名：xxx主題：海上風(fēng)電機(jī)組安裝與裝配導(dǎo)師：xxx日期：201x年11月湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院海上風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)場安裝與裝配（論文）摘要隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、能源緊張的問題日趨嚴(yán)峻，世界各國都在研究開發(fā)能夠替代傳統(tǒng)化石能源的可再生清潔能源。風(fēng)能儲備巨大，可再生無污染，大規(guī)模開發(fā)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。風(fēng)力發(fā)電是指利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組直接將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電方式，是風(fēng)能的主要利用形式。風(fēng)力發(fā)電最具市場潛力、最適合風(fēng)能的大規(guī)模開發(fā)利用。我國風(fēng)能資源豐富，儲量32億kW，可開發(fā)的容量2.53億kW，居世界首位。國家十分重視風(fēng)力發(fā)電事業(yè)，大力扶持發(fā)展風(fēng)力發(fā)電。近年來風(fēng)電規(guī)劃、設(shè)計、施工能力逐步加強(qiáng)。風(fēng)電設(shè)備制造國產(chǎn)化的步伐逐步加快，推動了我國風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展。目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已遍布世界各地，裝機(jī)容量每年都以很高的比例在持續(xù)增長。中國風(fēng)電裝機(jī)已在全世界排名第一，預(yù)計到今年年底，全國風(fēng)電裝機(jī)將超過7500萬千瓦，發(fā)電量將達(dá)1400億千瓦時。中國已成為開發(fā)潛力最大、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主機(jī)場商最好看的市場之一。關(guān)鍵詞：海上風(fēng)機(jī)；運(yùn)輸船；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)；吊裝湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院海上風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)場安裝與裝配（論文）目錄TOC\o"1-3"\h\u21971摘要 224540目錄 314401緒論 5639第1章海上風(fēng)機(jī)安裝技術(shù) 7175821.1海上風(fēng)電發(fā)展的必然趨勢與技術(shù)難點(diǎn) 725191.1.1陸上風(fēng)電發(fā)展受到的制約 730511.1.2海上風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn) 7294241.2海上風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn) 841751.2.1海上風(fēng)電開發(fā)的優(yōu)勢 8128911.2.1海上風(fēng)電開發(fā)的劣勢 818800第2章海上風(fēng)電機(jī)組安裝的前期準(zhǔn)備 1024192.1海上風(fēng)力發(fā)電場的選址考核 117272.1.1 海上風(fēng)力發(fā)電場選址的方法 11201762.1.2風(fēng)力發(fā)電場選址的步驟 1321799第3章海上風(fēng)機(jī)的安裝過程 1628943.1海上基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 17136993.1.1鋼筋混泥土重力基礎(chǔ) 1762283.1.2筒形基礎(chǔ) 18136353.1.3多樁基礎(chǔ) 1944113.1.4浮式基礎(chǔ) 2072253.1.5單樁基礎(chǔ) 21145953.3組織施工管理的要求 2266623.4機(jī)組卸貨及存儲 22160693.4.1機(jī)艙卸貨及存儲 23285123.4.2輪轂卸貨及存儲 23241823.4.3葉片卸貨及存儲 23138743.4.4電控柜卸貨及存儲 2422933.5海上安裝船 24266133.5.1起重船 24218973.5.2自升式起重平臺 25316813.5.3自航自升式風(fēng)機(jī)安裝船 2620526第4章海上基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安裝 264754.1單基樁的海上運(yùn)輸 2649624.2單基樁的翻轉(zhuǎn)置位 2743094.3單基樁的下樁過程 28208224.4過渡段的吊裝 29144514.5風(fēng)機(jī)的吊裝 29203994.5.1機(jī)組安裝方法 2943384.6海底電纜鋪設(shè) 3312854第5章海上風(fēng)電的現(xiàn)狀總結(jié)與展望 34290375.1海上風(fēng)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀總結(jié) 3451665.2海上風(fēng)力發(fā)電發(fā)展所遇難題與展望 3528267主要參考資料及文獻(xiàn) 3711556致謝 38緒論人口、能源、環(huán)境是當(dāng)今人類生存和發(fā)展所要解決的最為緊迫的問題。隨著世界人口的增加和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人類消耗能源也與日俱增，目前廣泛應(yīng)用的常規(guī)能源，如石油、天然氣及核能等都是有限的，并會產(chǎn)生污染。而潔凈的可再生資源（如太陽能、風(fēng)能等）最近一些年來得到了迅猛發(fā)展，其中風(fēng)能是一種潔凈、無污染、可再生的綠色資源，在世界各國蘊(yùn)藏十分巨大，是目前最具大規(guī)模開發(fā)利用前景的能源之一。風(fēng)能是地球表面大量空氣流動所產(chǎn)生的動能。由于地面各處受太陽輻照后氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同，因而引起各地氣壓的差異，在水平方向高壓空氣向低壓地區(qū)流動，即形成風(fēng)。風(fēng)能資源決定于風(fēng)能密度和可利用的風(fēng)能年累積小時數(shù)。風(fēng)能密度是單位迎風(fēng)面積可獲得的風(fēng)的功率，與風(fēng)速的三次方和空氣密度成正比關(guān)系。據(jù)估算，全世界的風(fēng)能總量約1300億千瓦。人類利用風(fēng)能的歷史可以追溯到西元前，但數(shù)千年來，風(fēng)能技術(shù)發(fā)展緩慢，也沒有引起人們足夠的重視。但自1973年世界石油危機(jī)以來，在常規(guī)能源告急和全球生態(tài)環(huán)境惡化的雙重壓力下，風(fēng)能作為新能源的一部分才重新有了長足的發(fā)展。風(fēng)能作為一種無污染和可再生的新能源有著巨大的發(fā)展?jié)摿?，特別是對沿海島嶼，交通不便的邊遠(yuǎn)山區(qū)，地廣人稀的草原牧場，以及遠(yuǎn)離電網(wǎng)和近期內(nèi)電網(wǎng)還難以達(dá)到的農(nóng)村、邊疆，作為解決生產(chǎn)和生活能源的一種可靠途徑，有著十分重要的意義。即使在發(fā)達(dá)國家，風(fēng)能作為一種高效清潔的新能源也日益受到重視。為了解決化石能源的不斷消耗對經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境的影響問題，我國和一些主要發(fā)達(dá)國家在未來能源規(guī)劃中，都明確提出了可再生能源發(fā)展的具體目標(biāo)。隨著石油、天然氣、煤炭等傳統(tǒng)化石燃料的枯竭機(jī)器燃燒鎖造成的環(huán)境污染，作為可再生能源的風(fēng)能的開發(fā)和利用具有十分重要的意義。風(fēng)力發(fā)電事業(yè)正是在這些常規(guī)能源告急和生態(tài)環(huán)境惡化的雙重壓力下，開始蓬勃發(fā)展的。風(fēng)能是一種取之不盡、用之不竭的綠色環(huán)保型可再生能源。在可再生能源中，風(fēng)力發(fā)電是除水能資源外技術(shù)最成熟、最具有大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)利用價值的發(fā)電方式。由于其在減輕環(huán)境污染、減少溫室氣體排放、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展方面的突出作用，風(fēng)力發(fā)電越來越多地受到世界各國的高度重視。雖然我國的風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)起步較晚，但近年來，在政府的大力倡導(dǎo)下，呈現(xiàn)高速增長的趨勢，我國已把利用風(fēng)能作為一項基本的能源政策。第十一、二兩個五年規(guī)劃以來，我國的風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，截至到2012年底，全球風(fēng)電機(jī)組的總裝機(jī)容量超過了2.82億kW，其中，中國、美國和德國位居前三，累計并網(wǎng)裝機(jī)容量分別為6300萬千瓦、6000萬千瓦和3115萬千瓦。從地區(qū)累計裝機(jī)來看，2012年，歐洲風(fēng)電累計并網(wǎng)裝機(jī)容量首次突破1億千瓦，達(dá)到1.09億千瓦，繼續(xù)位居世界第一位；亞洲地區(qū)風(fēng)電累計并網(wǎng)裝機(jī)容量9759萬千瓦，主要集中在中國和印度兩國；北美地區(qū)風(fēng)電累計并網(wǎng)裝機(jī)容量6758萬千瓦，主要集中在美國。2012年，全球新增海上風(fēng)電裝機(jī)約129萬千瓦，累計裝機(jī)約541萬千瓦。到2012年底，英國海上風(fēng)電累計裝機(jī)達(dá)到295萬千瓦，位居世界第一位。中國海上風(fēng)電裝機(jī)約34萬千瓦，僅次于英國和丹麥，位居世界第三位。當(dāng)年新增海上風(fēng)電裝機(jī)12.7萬千瓦，海上風(fēng)電仍需進(jìn)一步加快發(fā)展。海上風(fēng)電場的未來發(fā)展：據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會預(yù)測，到2030年，海上風(fēng)電裝機(jī)量約占世界風(fēng)電總裝機(jī)總量的比例將提高至40%。海上風(fēng)電的投資也從2008年開始保持快速增長，未來海上風(fēng)電場的發(fā)展?jié)摿Ψ浅＞薮?。具體到中國而言，中國海上風(fēng)能資源相當(dāng)豐富，據(jù)中國可再生能源行業(yè)協(xié)會的研究報告估計，中國潛在的海上風(fēng)能總量達(dá)到750GW。海上風(fēng)電場的發(fā)展將越來越快，未來可能朝著風(fēng)機(jī)更大、水域更深、成本更低、安全性更高、基座型式更多的方向發(fā)展，比如倫敦Array風(fēng)電場未來可能會擁有300多臺最大功率達(dá)7MW的風(fēng)機(jī)。因此，這些特點(diǎn)都將對未來風(fēng)機(jī)安裝船的設(shè)計和建造提出更高要求。

綜上所述，未來全球?qū)π履茉吹男枨髮⒋龠M(jìn)海上風(fēng)電場項目的建設(shè)，進(jìn)而促進(jìn)海上風(fēng)機(jī)安裝船市場的發(fā)展及海上風(fēng)電場高效建設(shè)和風(fēng)能經(jīng)濟(jì)性利用。第1章海上風(fēng)機(jī)安裝技術(shù)1.1海上風(fēng)電發(fā)展的必然趨勢與技術(shù)難點(diǎn)1.1.1陸上風(fēng)電發(fā)展受到的制約陸地風(fēng)能密度低能量不穩(wěn)定風(fēng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定噪聲污染嚴(yán)重風(fēng)力發(fā)電自身的缺陷致使其發(fā)展遇到了新的制約1.1.2海上風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)圖1.1.2海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由于海上風(fēng)能資源充足，海上風(fēng)電不占耕地；遠(yuǎn)離居民區(qū)，所以海上風(fēng)電成功的避開了陸上風(fēng)電發(fā)展的制約，并取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。但是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)從陸地走向海洋，也帶來了一系列新的問題。1.2海上風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)1.2.1海上風(fēng)電開發(fā)的優(yōu)勢1、海上風(fēng)能資源較陸上大，同高度風(fēng)速海上一般比陸上大20%，發(fā)電量高70%。2、海上少有靜風(fēng)期，風(fēng)電機(jī)組利用效率較高。同時海上風(fēng)電機(jī)組受噪聲制約小，轉(zhuǎn)速一般比陸上高10%，風(fēng)機(jī)利用效率相應(yīng)能提高5－6%。3、另外，由于海面平滑，湍流強(qiáng)度相對較小，可減少風(fēng)電機(jī)組疲勞，延長使用壽命，陸上風(fēng)電機(jī)組一般設(shè)計壽命為20年，海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計壽命可達(dá)25年或以上。4、海上風(fēng)電不占用土地，遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)及居民生活區(qū)，對環(huán)境及景觀影響小。1.2.1海上風(fēng)電開發(fā)的劣勢1、建設(shè)成本高。海上風(fēng)電場建設(shè)成本一般比陸上高出約1.7倍，其中風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)投資大約為陸上的10倍。2、海上電力遠(yuǎn)距離輸送和并網(wǎng)相對困難。海上風(fēng)電場一般距離電網(wǎng)較遠(yuǎn)，且海底敷設(shè)電纜施工難度大，因此并網(wǎng)相對困難。3、海上建設(shè)施工和維護(hù)難度高。受天氣、水文、波浪等條件制約，海上風(fēng)電場建設(shè)施工和維護(hù)都須配備專業(yè)船只和設(shè)備才能進(jìn)行，施工難度大，維護(hù)不方便。1.3國內(nèi)海上風(fēng)電場圖1.3海上風(fēng)電場的建設(shè)2007年11月，中國海洋石油總公司承建的國內(nèi)首座海上風(fēng)力發(fā)電站投入運(yùn)營。該機(jī)組采用我國風(fēng)電機(jī)組公司新疆金風(fēng)生產(chǎn)的1.5MW直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。該機(jī)組葉片長度約40米，葉片底端離海平面10米。這臺海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)由中海油投資人民幣4,000萬元（合540萬美元）建造。圖1.3（2）海上風(fēng)電場的建設(shè)上海東海大橋100兆瓦海上風(fēng)電示范項目是國內(nèi)第一個海上風(fēng)電場。分布于東海大橋東側(cè)1公里以外海域，安裝34臺單機(jī)容量3兆瓦的SL3000離岸型風(fēng)電機(jī)組，總裝機(jī)容量102兆瓦。通過35千伏海底電纜接入岸上110千伏風(fēng)電場升壓變電站后再接入上海市電網(wǎng)，年等效負(fù)荷小時數(shù)為2600小時，年上網(wǎng)電量為2.6億度,可以滿足上海市40萬人民生活用電需要。2012年，全球新增海上風(fēng)電裝機(jī)約129萬千瓦，累計裝機(jī)約541萬千瓦。到2012年底，英國海上風(fēng)電累計裝機(jī)達(dá)到295萬千瓦，位居世界第一位。中國海上風(fēng)電裝機(jī)約34萬千瓦，僅次于英國和丹麥，位居世界第三位。當(dāng)年新增海上風(fēng)電裝機(jī)12.7萬千瓦，海上風(fēng)電仍在進(jìn)一步加快發(fā)展。圖1.3（3）中國近幾年新增海上風(fēng)機(jī)圖1.3（4）全球海上風(fēng)電市場規(guī)模第2章海上風(fēng)電機(jī)組安裝的前期準(zhǔn)備海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的安裝，需要對考驗海域常年風(fēng)速、風(fēng)力以及一些特殊氣候進(jìn)行確切的了解，海水對風(fēng)電設(shè)備的腐蝕速度以及風(fēng)電設(shè)備對周圍地域人為活動有哪些影響等等。而對機(jī)組安裝的前期準(zhǔn)備，有利于對即將建造的風(fēng)電場實(shí)現(xiàn)最大的效益。使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組將其優(yōu)良的性能充分發(fā)揮出來。因此，選擇風(fēng)能蘊(yùn)藏量大的風(fēng)場至關(guān)重要。年平均風(fēng)速高是好風(fēng)力發(fā)電場的重要指標(biāo)。當(dāng)然還應(yīng)該綜合考慮其他一些問題。本章主要講述影響風(fēng)力發(fā)電場選址的因素，掌握風(fēng)力發(fā)電場選址的程序和方法。2.1海上風(fēng)力發(fā)電場的選址考核風(fēng)力發(fā)電的主要目的是節(jié)省常規(guī)能源，減少環(huán)境污染，降低發(fā)電總成本（包括社會成本和經(jīng)濟(jì)成本）。盡管風(fēng)力資源是無處不在并且是取之不盡、用之不竭的，但為了更有效地利用風(fēng)能，創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益，就必須慎重地選擇風(fēng)力發(fā)電場的建設(shè)地點(diǎn)。一個風(fēng)力發(fā)電場址宏觀選擇的優(yōu)劣，對項目經(jīng)濟(jì)可行性起著主要作用，風(fēng)力發(fā)電場選址的好壞直接影響到風(fēng)力發(fā)電場的生存。風(fēng)力發(fā)電場建設(shè)項目的實(shí)施是一個較復(fù)雜的綜合過程。風(fēng)力發(fā)電場的規(guī)劃設(shè)計屬于風(fēng)力發(fā)電場建設(shè)項目的前期工作，需要綜合考慮許多方面，包括風(fēng)能資源的評估、風(fēng)力發(fā)電場的選址、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)型選擇和設(shè)計參數(shù)、裝機(jī)容量的確定、風(fēng)力發(fā)電場風(fēng)力發(fā)電機(jī)組微觀選址、風(fēng)力發(fā)電場聯(lián)網(wǎng)方式選擇、機(jī)組控制方式的選擇、工程投資、通信和環(huán)保要求等因素。因此，風(fēng)力發(fā)電廠前期選址、風(fēng)力資源的測量、風(fēng)力發(fā)電場資源綜合評估是風(fēng)力發(fā)電建設(shè)前期必不可少的一個重要環(huán)節(jié)。風(fēng)力發(fā)電場選址評估級數(shù)工作要綜合考慮風(fēng)能資源、電網(wǎng)連接、交通運(yùn)輸、海底地形、地質(zhì)條件、工程投資、通信和環(huán)保要求等因素，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和社會效益的綜合評價，最后確定最佳場址。2.1.1 海上風(fēng)力發(fā)電場選址的方法1）資料分析法搜集初選風(fēng)力發(fā)電場址周圍氣象臺站的歷史觀測數(shù)據(jù)，主要包括：風(fēng)速、風(fēng)向、平均風(fēng)速、最大風(fēng)速、氣壓、相對濕度、年降雨量、氣溫、最高和最低氣溫、常年海水深度、海底地貌地質(zhì)、海水各成分含量以及災(zāi)害性天氣發(fā)生頻率的統(tǒng)計結(jié)果等。應(yīng)在初選場址內(nèi)建立測風(fēng)塔，并進(jìn)行至少一年以上的觀測，主要測量10m、70m、100m高度的10min平均風(fēng)速和風(fēng)向、日平均氣溫、日最高和最低氣溫、日平均氣壓以及10min脈動風(fēng)速平均值。這些風(fēng)速的測量主要是為了根據(jù)風(fēng)機(jī)功率曲線計算發(fā)電量，并計算場址區(qū)域的地表動力學(xué)摩擦速度。對測風(fēng)塔數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，并將附近氣象臺站觀測的風(fēng)向、風(fēng)速數(shù)據(jù)訂正到初選場址區(qū)域。分析氣象觀測數(shù)據(jù)，根據(jù)以下條件判斷初選區(qū)域是否適宜建立風(fēng)力發(fā)電場：初選風(fēng)力發(fā)電場地區(qū)風(fēng)資源良好，年平均風(fēng)速大于6.0m/s，風(fēng)速年變化相對較小，30m高度處的年有效風(fēng)力時數(shù)在6000h以上，風(fēng)功率密度達(dá)到250W/m2以上。初選場址全年盛行風(fēng)向穩(wěn)定，主導(dǎo)風(fēng)向頻率在30%以上。風(fēng)向穩(wěn)定可以增大風(fēng)能的利用率、延長風(fēng)機(jī)的使用壽命。初選場址湍流強(qiáng)度要小，湍流強(qiáng)度過大會使風(fēng)機(jī)振動受力不均，降低風(fēng)機(jī)使用壽命，甚至?xí)娘L(fēng)機(jī)。初選場址內(nèi)自然災(zāi)害發(fā)生頻率要低，對于強(qiáng)風(fēng)暴、雷暴、地震、海嘯多發(fā)等地區(qū)不適宜建立風(fēng)力發(fā)電場。所選風(fēng)力發(fā)電場海域勢相對廣闊、海水深度適當(dāng)、海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)緊湊、地勢平坦及不影響海上交通，風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)條件較好等。圖2.1.1海上風(fēng)場選址2.1.2風(fēng)力發(fā)電場選址的步驟對風(fēng)能資源的正確評估是風(fēng)力發(fā)電場建設(shè)取得良好經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵，一些風(fēng)力發(fā)電場建設(shè)因風(fēng)能資源評價失誤，使建成的風(fēng)力發(fā)電場打不到預(yù)期的發(fā)電量，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此風(fēng)力發(fā)電場的選址必須對某一地區(qū)進(jìn)行風(fēng)能資源評估，這是風(fēng)力發(fā)電場建設(shè)前期所必須進(jìn)行的重要工作。1）風(fēng)能資源初評估的步驟資料收集、整理分析從地方各級氣象站臺及有關(guān)部門收集有關(guān)氣象、地理及地址數(shù)據(jù)資料，對其進(jìn)行分析和歸類，從中篩選出具有代表性的完整的數(shù)據(jù)資料，能反映某地區(qū)風(fēng)氣候的多年（10年以上，最好30年以上）平均值和極值，如平均風(fēng)速和極端風(fēng)速、平均氣溫和極端（最高和最低）氣溫、平均氣壓、雷暴日數(shù)等。風(fēng)能資源普查分區(qū) 對收集到的資料進(jìn)行進(jìn)一步分析，按照標(biāo)準(zhǔn)劃分風(fēng)能區(qū)域及其風(fēng)功率密度等級，初步確定風(fēng)能可利用區(qū)。參照國家風(fēng)能資源分布區(qū)劃，在風(fēng)資源豐富地區(qū)內(nèi)候選風(fēng)能資源區(qū)，每一個候選區(qū)域應(yīng)具備以下特點(diǎn)：有豐富的風(fēng)能資源，在經(jīng)濟(jì)上有開發(fā)利用的可行性；有足夠大面積地勢平坦、海水深度適中，可以安裝一定規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。2）風(fēng)力發(fā)電場的宏觀選址風(fēng)力發(fā)電場的宏觀選址又稱為區(qū)域的初選甄選。建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場最基本的條件是要有能量豐富、風(fēng)向穩(wěn)定的風(fēng)能資源。區(qū)域的初步甄選是根據(jù)現(xiàn)有的風(fēng)能資源分布圖及氣象站臺的風(fēng)資源情況，結(jié)合地形從一個相對較大的區(qū)域中篩選比較好的風(fēng)能資源區(qū)域，到現(xiàn)場進(jìn)行踏勘，結(jié)合地形地貌和樹木等標(biāo)志物，在比例尺為1：10000的地形圖上確定風(fēng)力發(fā)電場的開發(fā)范圍。風(fēng)力發(fā)電場的宏觀選址遵循的原則一般是：應(yīng)根據(jù)風(fēng)能資源調(diào)查與分區(qū)的結(jié)果，選擇最有利的場址，以求增大風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的出力，提高供電的經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和可靠性；最大限度地減少各種因素對于風(fēng)能利用、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組使用壽命和安全的影響；全面考慮場址所在地對電力的需求及海上交通、并網(wǎng)、土地使用、環(huán)境等因素。根據(jù)風(fēng)能資源普查結(jié)果，初步確定幾個風(fēng)能可利用區(qū)，分別對其風(fēng)能資源進(jìn)行進(jìn)一步分析，對地形地勢、地質(zhì)、電網(wǎng)、海水深度以及其他外部條件進(jìn)行評價，并對各風(fēng)能可利用區(qū)進(jìn)行相關(guān)比較，從而選出并確定最合適的鋒利發(fā)電場選址。這一般通過利用收集到的該區(qū)氣象臺站的測風(fēng)數(shù)據(jù)和地理地質(zhì)資料并對其分析，從而確定風(fēng)力發(fā)電場選址。風(fēng)力發(fā)電場的風(fēng)況觀測一般氣象臺站提供的數(shù)據(jù)只是反映較大區(qū)域內(nèi)的風(fēng)氣候，而且，數(shù)據(jù)由于儀器本身精度等問題，不能完全滿足風(fēng)力發(fā)電場的精確選址以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組微觀選址的要求。因此，為正確評價已確定風(fēng)力發(fā)電場的風(fēng)能資源情況，取得具有代表性的風(fēng)速風(fēng)向資料，了解不同高度處風(fēng)速風(fēng)向變化特點(diǎn)，以及對風(fēng)的影響，有必要對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地測風(fēng)，為風(fēng)力發(fā)電廠的精確選址以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組微觀選址提供最準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)。實(shí)地測風(fēng)包括風(fēng)速、風(fēng)向的統(tǒng)計值和溫度、氣壓，這一工作需要通過在場區(qū)設(shè)立單個或多個測風(fēng)塔進(jìn)行，而測風(fēng)塔的數(shù)量應(yīng)依地形和項目的規(guī)模而定。4）區(qū)域風(fēng)資源的評估對測風(fēng)資料進(jìn)行三性分析，包括代表性、一致性、完整性。測風(fēng)時間應(yīng)保證至少一年，測風(fēng)資料有效數(shù)據(jù)完整率應(yīng)大于90%，資料缺失的時段應(yīng)盡量最?。ㄐ∮谝恢埽８鶕?jù)風(fēng)場測風(fēng)數(shù)據(jù)處理形成的資料和長期站（氣象站、海洋站）的測風(fēng)資料，按照國家標(biāo)準(zhǔn)《風(fēng)電場風(fēng)資源評估方法》（GB/T18710-2002）計算風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂高度處的年平均風(fēng)速、平均風(fēng)功率密度、風(fēng)力發(fā)電場測量站全年風(fēng)速；繪制風(fēng)力發(fā)電場測量站全年風(fēng)速和風(fēng)功率年變化曲線圖，全年風(fēng)向、風(fēng)能玫瑰圖，各月風(fēng)向、風(fēng)能玫瑰圖；計算風(fēng)力發(fā)電場測量站的風(fēng)切變系數(shù)、湍流強(qiáng)度、粗糙度，通過與長期站的相關(guān)計算整理出一套反映風(fēng)力發(fā)電場長期平均水平的代表數(shù)據(jù)。綜合考慮風(fēng)力發(fā)電場地勢，地形，海水深度等，并合理利用風(fēng)力發(fā)電場各測量站訂正后的測風(fēng)資料，利用專業(yè)風(fēng)資源評估軟件，繪制風(fēng)力發(fā)電場預(yù)裝鋒利發(fā)電機(jī)組輪轂高度風(fēng)能資源分布圖，結(jié)合風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線計算各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量。按照國家標(biāo)準(zhǔn)《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全要求》（GB18451.1-2001）計算風(fēng)力發(fā)電場預(yù)裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂高度處湍流強(qiáng)度和50年一遇10min平均最大風(fēng)速，提出風(fēng)力發(fā)電場場址風(fēng)況對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全的要求。根據(jù)以上處理所形成的各種數(shù)據(jù)，對風(fēng)力發(fā)電場風(fēng)能資源進(jìn)行綜合評估，以判斷風(fēng)力發(fā)電場是否具有開發(fā)價值。5）風(fēng)力發(fā)電場風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的微觀選址風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具體安裝位置的選擇稱為微觀選址。作為風(fēng)力發(fā)電場選址的組成部分，需要充分了解和評價特定的場址地形、地質(zhì)、海水常年深度及風(fēng)況特征后，再匹配于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組性能進(jìn)行發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益和載荷分析計算。場址選定后，根據(jù)地形情況、外部因素和現(xiàn)場實(shí)測風(fēng)能資源分析結(jié)果，在場區(qū)內(nèi)對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行定位布局。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝間距會對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之間產(chǎn)生一定的影響。建設(shè)風(fēng)場，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之間必然會產(chǎn)生相互干擾的問題，受風(fēng)力發(fā)電機(jī)組尾流中產(chǎn)生的氣動干擾的影響，下游風(fēng)輪所在位置的平均風(fēng)能量及時間量將會減少，從而造成發(fā)電量下降。同時由于尾流中附加的鳳剪切和湍流作用，使風(fēng)輪受到附加的氣動脈動載荷，風(fēng)輪結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生振動，增加疲勞損傷度。實(shí)際上將各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝間距擴(kuò)展到?jīng)]有尾流的距離是不現(xiàn)實(shí)的。因此，在進(jìn)行多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝間距選擇之前，必須要參考風(fēng)向及風(fēng)速分布數(shù)據(jù)，同時也要考慮風(fēng)力發(fā)電場長遠(yuǎn)發(fā)展的整體規(guī)劃、征地、設(shè)備引進(jìn)、運(yùn)輸安裝投資費(fèi)用、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組尾流作用、環(huán)境影響等綜合因素。現(xiàn)實(shí)的選擇是：安裝間距要滿足風(fēng)場總體效益最大化的目標(biāo)，同時滿足適當(dāng)?shù)臈l件限制。通過對國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電場多年建設(shè)經(jīng)驗分析，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝間距在盛行風(fēng)向上選擇為風(fēng)輪直徑的5~7倍，在垂直盛行風(fēng)向上選擇為風(fēng)輪直徑的3~5倍較為合適。另外，對準(zhǔn)備開發(fā)建設(shè)的場址進(jìn)行具體分析，做好以下工作：一是確保風(fēng)資源特性與待選風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計的運(yùn)行特性相匹配；二是進(jìn)行場址的初步工程設(shè)計，確定開發(fā)建設(shè)費(fèi)用；三是確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出對電網(wǎng)系統(tǒng)的影響；四是評價場址建設(shè)、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益；五是對社會效益的評價。圖2.1.2海上風(fēng)電場第3章海上風(fēng)機(jī)的安裝過程風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種集機(jī)械、電器、液壓、計算機(jī)遠(yuǎn)程控制為一體的高科技產(chǎn)品，為確保發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行及以后風(fēng)電場的現(xiàn)場機(jī)械安裝，在現(xiàn)場安裝時應(yīng)該嚴(yán)格按照裝配工藝進(jìn)行，各部件應(yīng)固定牢固安裝正確，安裝前要正確理解風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)械安裝圖，熟悉機(jī)械安裝順序，對風(fēng)機(jī)有足夠的認(rèn)識。為安全、優(yōu)質(zhì)并在短期內(nèi)完成安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，并為創(chuàng)建精品工程。風(fēng)機(jī)機(jī)組現(xiàn)場安裝就是把風(fēng)機(jī)的各零件和各部件總成按照裝配文件規(guī)定的工藝要求，依一定的順序和連接關(guān)系組裝起來的工藝過程。機(jī)械安裝裝就是按照設(shè)計的要求將各類部件安裝在相應(yīng)的位置、將各部件進(jìn)行機(jī)械互連以達(dá)到組裝規(guī)定的各項性能要求。安裝風(fēng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)：海上風(fēng)力渦輪機(jī)主要由葉輪（包括葉片和輪轂）、機(jī)艙、發(fā)電機(jī)、傳動系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、塔筒、連接件及基座等結(jié)構(gòu)組成。目前海上風(fēng)電場的規(guī)模基本保持在50～100個風(fēng)機(jī)，單個風(fēng)機(jī)的功率一般為2～5MW。具體到風(fēng)機(jī)的各個部件時，轉(zhuǎn)子的直徑一般為80～120m，機(jī)艙和轉(zhuǎn)子約重200～450t，機(jī)艙的高度在海面70～90m以上。

海上風(fēng)機(jī)運(yùn)輸和安裝的基本過程：一般而言，海上風(fēng)機(jī)的典型運(yùn)輸和安裝主要包括以下過程：風(fēng)機(jī)基座的運(yùn)輸和安裝；塔筒的運(yùn)輸和安裝；機(jī)艙、葉片的運(yùn)輸和安裝（有時候塔筒和機(jī)艙一起安裝，最后單獨(dú)進(jìn)行葉片的安裝）。關(guān)于葉片的安裝，有時是機(jī)艙和兩片葉片同時安裝，然后再安裝第3片葉片。當(dāng)然還有一種風(fēng)機(jī)的安裝方式是將整個風(fēng)機(jī)直接吊裝在基座上，這種方法比較適用于安裝近海岸的風(fēng)機(jī)。3.1海上基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)要將風(fēng)機(jī)穩(wěn)定地固定在海床上，最重要的就是要為風(fēng)機(jī)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)，目前世界上用的最多的，也是最可靠的海上基礎(chǔ)主要有六種——單樁基礎(chǔ)，鋼筋混凝土重力基礎(chǔ)，鋼質(zhì)桁架重力基礎(chǔ)，三腳架基礎(chǔ)，負(fù)壓桶式基礎(chǔ)和浮置式基礎(chǔ)。我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)正在迅速崛起。目前上海、山東、浙江和江蘇的沿海地區(qū)都在著手海上風(fēng)電場的建設(shè)規(guī)劃。由于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在海上風(fēng)電場的總投資中所占的比重較大，海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)長期矗立在惡劣的海洋環(huán)境里，體積龐大，造價昂貴，其經(jīng)濟(jì)性和可靠性是當(dāng)前海上風(fēng)電發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)。因此，積極地吸收國外海上風(fēng)電場建設(shè)的經(jīng)驗，大力發(fā)展適合我國國情的海上風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將是至關(guān)重要的.3.1.1鋼筋混泥土重力基礎(chǔ)重力式基礎(chǔ)是最早應(yīng)用于海上風(fēng)電場建設(shè)的基礎(chǔ)型式，靠其自身巨大的重量固定風(fēng)機(jī)，有混凝土重力式基礎(chǔ)和鋼沉降基礎(chǔ)兩種型式。適用于水深小于10m的任何地質(zhì)條件海床，在大于10m水深時為保證足夠重量抵抗環(huán)境荷載，其尺寸和造價隨水深的增加而快速增大。這種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)簡單、造價低、受海床沙礫影響不大，抗風(fēng)暴和風(fēng)浪襲擊性能好，其穩(wěn)定性和可靠性是所有基礎(chǔ)中最好的。缺點(diǎn)在于：需要預(yù)先海床準(zhǔn)備，海上施工周期較長；由于其體積大、重量大，使得安裝起來不方便且運(yùn)輸費(fèi)用較大；適用水深范圍太過狹窄，隨著水深的增加，其經(jīng)濟(jì)性不僅得不到體現(xiàn)，造價反而比其它類型基礎(chǔ)要高。圖3.1.1鋼筋混泥土重力基礎(chǔ)3.1.2筒形基礎(chǔ)筒形基礎(chǔ)也稱為吸力式基礎(chǔ)，是一種新型的海洋工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式，有多筒基礎(chǔ)和單筒基礎(chǔ)兩種。由于其材料安裝成本低于樁基礎(chǔ)，易于海上安裝運(yùn)輸而受到海洋工程和海上風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的青睞。原理是將鋼筒陸上制作后漂浮拖航至風(fēng)場，就位后抽出筒體中的氣體和水，利用筒體內(nèi)外壓力差將筒體插入海床一定深度。筒形基礎(chǔ)適用于地質(zhì)條件為砂性土或軟粘土的各種水深條件風(fēng)場。其優(yōu)點(diǎn)在于：節(jié)省鋼用量，減少制造費(fèi)用；采用負(fù)壓施工海上安裝速度快，便于在海上惡劣天氣的間隙施工；便于運(yùn)輸和安裝；吸力式基礎(chǔ)插入深度淺，只須對海床淺部地質(zhì)條件進(jìn)行勘察，而且風(fēng)電場壽命終止時，可以簡單方便的拔出，進(jìn)行二次利用。缺點(diǎn)在于：安裝過程中由于負(fù)壓筒內(nèi)土體會形成土塞；在下沉過程中容易產(chǎn)生傾斜，需頻繁矯正；筒形基礎(chǔ)在海洋工程和海上風(fēng)機(jī)的工程應(yīng)用案例還較少，僅有丹麥的Frederikshaven風(fēng)場，另外2010年6月29國內(nèi)道達(dá)海上風(fēng)電研究院采用復(fù)合筒型基礎(chǔ)作為海上測風(fēng)塔的基礎(chǔ)成功進(jìn)行了整體海上安裝作業(yè)，香港東南水域風(fēng)場也計劃采用三筒基礎(chǔ)型式。綜合來看，筒型基礎(chǔ)作為海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)用前景很大，但是可靠性還需要進(jìn)一步的驗證。圖3.1.2筒形基礎(chǔ)3.1.3多樁基礎(chǔ)多樁基礎(chǔ)的概念源于海上油氣開發(fā)，基礎(chǔ)由多個樁基打入地基土內(nèi)，樁基可以打成傾斜或者豎直，用以抵抗波浪、水流力，中間以灌漿或成型方式（上部承臺/三腳架/四腳架/導(dǎo)管架）連接塔架，適用于中等水深到深水區(qū)域風(fēng)場。多樁基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)的具體選擇根據(jù)水深、環(huán)境荷載和風(fēng)機(jī)系統(tǒng)動力特性確定。多樁基礎(chǔ)優(yōu)點(diǎn)在于適用于各種地質(zhì)條件、水深，重量較輕，建造和施工方便，無需做任何海床準(zhǔn)備；缺點(diǎn)：建造成本高，安裝需要專用設(shè)備，施工安裝費(fèi)用較高，達(dá)到工作年限后很難移動。在2007年建設(shè)投產(chǎn)的英國Beatrice示范海上風(fēng)電場中，兩臺5MW的風(fēng)機(jī)均采用的四樁靴式導(dǎo)管架作為基礎(chǔ)，作業(yè)水深達(dá)到了45m，是目前海上風(fēng)機(jī)固定式基礎(chǔ)中水深最大的；我國上海東大橋海上風(fēng)場采用的是多樁混凝土承臺型式。隨著海上風(fēng)電場向深水區(qū)域的不斷推進(jìn)，此類基礎(chǔ)在今后會有更廣闊的前景。圖3.1.3多樁基礎(chǔ)3.1.4浮式基礎(chǔ)浮式基礎(chǔ)不固定在海床上而是直接漂浮在海中，通過纜繩—基礎(chǔ)（筒型基礎(chǔ)/魚雷錨/平板錨等）系統(tǒng)固定在一定的位置，常見的概念：柱形浮筒、TLP和三浮筒。它適合在海底基礎(chǔ)難以作業(yè)的深海應(yīng)用，目前對其研究尚處于初步階段。優(yōu)點(diǎn)為：建設(shè)及安裝方法靈活，可移動、易拆除；缺點(diǎn)為：這種基礎(chǔ)不穩(wěn)定，只適合風(fēng)浪小的海域，另外齒輪箱及發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)械長期處于巨大的加速度力量下，潛在地增加安裝失敗的危險及降低預(yù)期使用壽命。關(guān)鍵技術(shù)是盡可能地令其苗條，以在海上保持相對平穩(wěn)；具備足夠強(qiáng)度，能經(jīng)受住海上相當(dāng)惡劣的天氣；另外要把發(fā)電機(jī)機(jī)箱下移，降低風(fēng)機(jī)重心，這在技術(shù)上增加了海上風(fēng)機(jī)的難度。綜合來看，浮式基礎(chǔ)真正到應(yīng)用還有很長的路要走。圖3.1.4浮式基礎(chǔ)3.1.5單樁基礎(chǔ)圖3.1.5海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)單樁基礎(chǔ)現(xiàn)已在許多大型海上風(fēng)電場中使用，現(xiàn)已逐漸成為海上風(fēng)電機(jī)組安裝的一種標(biāo)準(zhǔn)方案。這種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)適用于20～30m的中淺水域，目前通常采用的直徑為4～6m。此方案的最大的優(yōu)點(diǎn)在于它的簡易性——利用打樁、鉆孔或噴沖的方法將樁基安裝在海底泥面以下一定的深度，通過調(diào)整片或護(hù)套來補(bǔ)償打樁過程中的微小傾斜以保證基礎(chǔ)的平正。它的弊端在于海床較為堅硬時，要利用鉆孔工藝，其成本較高。3.2安裝的安全設(shè)施

3.2.1參加施工作業(yè)人員著裝規(guī)范整潔并符合安全要求，應(yīng)按規(guī)定要求戴好安全帽、扎好安全帶，做到領(lǐng)緊、袖緊、下擺緊、穿軟底鞋、不穿帶釘易滑鞋，其中，在距離地面1.5米及以上必須掛扣安全帶，安全帶在使用時必須高掛低用。3.2.2施工作業(yè)人員必須使用安全帶和安全繩。在爬塔和塔上作業(yè)時必須使用帶有掛鉤地的安全繩。在使用安全防護(hù)用品、用具前，必須對其外觀檢查，出現(xiàn)裂紋、破損、部件不完整，連接不牢固者不得使用.3.2.3施工作業(yè)人員上下攀登時必須使用安全保護(hù)器，在懸空作業(yè)時必須使用速差自鎖器或緩沖繩，其中速差自鎖器及緩沖繩應(yīng)高掛低用，應(yīng)防止擺動碰撞，水平活動應(yīng)在以垂直線為中心半徑1.5米范圍內(nèi)。繩物、吊環(huán)、固定點(diǎn)等各部分螺栓應(yīng)連接牢固。安全繩、緩沖繩無磨損、斷絲、打結(jié)。掛鉤要與剛性物體連接，不能連接在電纜或軟繩上。3.3組織施工管理的要求3.3.1安裝前期，由業(yè)主組織監(jiān)理、施工方、供應(yīng)商等單位召開技術(shù)交流會，明確各方職責(zé)、制定安裝計劃，確定安裝方案，形成會議紀(jì)要。3.3.2供應(yīng)商應(yīng)給各單位做技術(shù)交底，工程施工過程應(yīng)嚴(yán)格按照供應(yīng)商的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。3.3.3施工方負(fù)責(zé)整個工程的施工安全、施工總進(jìn)度控制、施工質(zhì)量控制和施工的組織等，其中設(shè)備的安裝安全及質(zhì)量應(yīng)遵循國家有關(guān)法律法規(guī)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組供應(yīng)商的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，供應(yīng)商應(yīng)給予相應(yīng)的技術(shù)支持。3.3.4監(jiān)理單位，代表建設(shè)單位（業(yè)主），依據(jù)國家有關(guān)法律法規(guī)和工程建設(shè)監(jiān)理合同、工程建設(shè)的各有關(guān)合同及設(shè)備安裝規(guī)范，對風(fēng)電場工程項目實(shí)施監(jiān)理，包括對工期控制、質(zhì)量控制以及組織協(xié)調(diào)等。3.4機(jī)組卸貨及存儲依據(jù)設(shè)備進(jìn)場驗收單進(jìn)行詳細(xì)檢查，要求零部件齊全、完好，塔筒兩端用防雨布封堵、法蘭用米字支撐固定并如實(shí)填寫檢查記錄表。依據(jù)塔筒技術(shù)條件，檢查塔筒是否合格。塔筒應(yīng)放置在基礎(chǔ)環(huán)附近，按上、中、下次序并排擺放，每節(jié)塔筒的上法蘭應(yīng)靠近基礎(chǔ)環(huán)，以利于塔筒吊裝，減少主吊車的移動。塔筒應(yīng)水平放置，在靠近塔筒法蘭的地方，支撐穩(wěn)固，并用合適的材料采取打“堰”的方式，防止塔筒滾動。3.4.1機(jī)艙卸貨及存儲依據(jù)設(shè)備進(jìn)場驗收單進(jìn)行檢查，要求零部件齊全、完好，如實(shí)填寫檢查記錄表。使用專用的機(jī)艙卸載吊具將機(jī)艙緩慢平穩(wěn)地卸載到指定的地點(diǎn)，具體的卸車地點(diǎn)要視場地的條件來定，總的原則是要利于后續(xù)機(jī)艙的吊裝且不影響其他部件的吊裝。起重設(shè)備規(guī)格由現(xiàn)場吊裝經(jīng)理決定。在安裝和卸載吊具的過程中要注意不要碰壞機(jī)艙里的元器件。機(jī)艙放置時機(jī)艙應(yīng)順風(fēng)放置，并保持運(yùn)輸支架水平，確保地面有足夠的承載力，如果不立即吊裝需做好機(jī)艙的防護(hù)，防止風(fēng)沙雨雪進(jìn)入設(shè)備。3.4.2輪轂卸貨及存儲依據(jù)設(shè)備進(jìn)場驗收單進(jìn)行檢查，要求零部件齊全、完好，如實(shí)填寫檢查記錄。輪轂卸載之前，必須制定好現(xiàn)場布置方案確定葉輪組裝的位置，總的原則是要利于日后其他機(jī)組部件的吊裝。使用專用的輪轂卸載吊具將輪轂緩慢平穩(wěn)地卸載到指定的地點(diǎn)。在安裝和卸載吊具的過程中尤其要注意不要碰壞機(jī)艙里的元器件。輪轂放置時保持運(yùn)輸支架水平，支撐地面要求地面平坦、有足夠的承載力，如果不立即吊裝需及時將輪轂外包裝防護(hù)好，防止風(fēng)沙雨雪進(jìn)入設(shè)備。3.4.3葉片卸貨及存儲葉片卸載前，依據(jù)設(shè)備進(jìn)場驗收單，對葉片進(jìn)行詳細(xì)檢查，如實(shí)填寫檢查記錄。按照規(guī)范要求使用專用的葉片卸載吊具將葉片安全平穩(wěn)地卸載到指定的地點(diǎn)。卸載過程中隨時要注意觀察葉片與地面是否接觸，如果接觸立即要采取措施使葉片前緣遠(yuǎn)離地面，并保證葉片前后支架支撐處有足夠的承載力。夜晚光線不足時不要進(jìn)行葉片卸載作業(yè)，以免發(fā)生意外。3.4.4電控柜卸貨及存儲電控柜在擺放時，大面應(yīng)順著主風(fēng)向，擺放應(yīng)平穩(wěn)。若到貨當(dāng)日不安裝，必須進(jìn)行固定，避免傾翻。必須用防雨布對電控柜做好防護(hù)，避免風(fēng)沙、雨、雪對電器元件造成侵蝕。3.5海上安裝船海上風(fēng)電安裝船：在海上無論是風(fēng)機(jī)還是基礎(chǔ)的安裝都需要有相應(yīng)能力的運(yùn)輸工具將其運(yùn)送到風(fēng)電場址,并配備適合各種安裝方法的起重設(shè)備和定位設(shè)備。海上風(fēng)機(jī)安裝基本都是由自升式起重平臺和浮式起重船兩類船舶完成的,船舶可以具備自航能力也可以是非自航。單獨(dú)或聯(lián)合采用何種方式安裝取決于水深、起重能力和船舶的可用性。其中聯(lián)合安裝比較典型的方式是由平甲板駁船裝載風(fēng)機(jī)部件或者單基樁拖到現(xiàn)場,再由自升式平臺或起重船從平板駁船上吊起部件完成安裝或打樁。早期的安裝船都是借用或由其他海洋工程船舶改造的,但隨著風(fēng)機(jī)的大型化,小型船舶無法滿足起重高度和起重能力的要求。近年來歐洲多家海洋工程公司相繼建造和改造了多條專門用于海上風(fēng)機(jī)安裝的工程船舶。安裝船舶的大型化也是一個趨勢,專門的風(fēng)車安裝船一次最多可以裝載10臺風(fēng)機(jī)。以下按照船型和適用的工作海域?qū)⒑Ｉ巷L(fēng)車安裝船舶作分類比較。3.5.1起重船起重船通常具備自航能力,船上配備起重機(jī),可以運(yùn)輸和安裝風(fēng)車和基礎(chǔ)。起重船除在過淺區(qū)域需考慮吃水外其余區(qū)域不受水深限制,且多為自航,在不同風(fēng)機(jī)位置間的轉(zhuǎn)移速度快,操縱性好,使用費(fèi)率很低,船源充足,不存在船期安排問題。但起重船極其依賴天氣和波浪條件,對控制工期非常不利,現(xiàn)已較少使用。但在深海(大于35m)條件下由于無法使用自升式平臺/船舶進(jìn)行安裝,故仍須使用起重船。與近海小型起重船相比,雙體船船型具有穩(wěn)性好、運(yùn)載量大、承受風(fēng)浪能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),目前也開始應(yīng)用在海上風(fēng)機(jī)安裝中。圖3.5.1海上風(fēng)機(jī)起重船3.5.2自升式起重平臺自升式平臺配備了起重吊機(jī)和4～8個樁腿,在到達(dá)現(xiàn)場之后樁腿插入海底支撐并固定駁船,通過液壓升降裝置可以調(diào)整駁船完全或部分露出水面,形成不受波浪影響的穩(wěn)定平臺。在平臺上起重吊機(jī)完成對風(fēng)機(jī)的吊裝。駁船的面積決定一次性可以運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備的數(shù)量,自升平臺沒有自航設(shè)備,甲板寬大而開闊、易于裝載風(fēng)機(jī)。對于單樁式基礎(chǔ)的安裝,只需在平臺上配備打樁機(jī)即可。由于不具備自航能力,自升平臺需由拖船拖行,導(dǎo)致其在現(xiàn)場不同風(fēng)機(jī)點(diǎn)之間轉(zhuǎn)場時間較長,操縱不便,且需要平靜海況。自升式起重平臺是目前海上風(fēng)電安裝的主力。圖3.5.2自升式起重平臺3.5.3自航自升式風(fēng)機(jī)安裝船隨著風(fēng)機(jī)的不斷大型化以及離岸化,起重能力和起重高度的限制以及海況的復(fù)雜化使得傳統(tǒng)的起重安裝船舶無法滿足需求。在這種情況下,出現(xiàn)了兼具自升式平臺和浮式船舶的優(yōu)點(diǎn),專門為風(fēng)機(jī)安裝而設(shè)計與建造的自航自升式安裝船。與之前的安裝船舶相比,自航自升式安裝船具備了一定的航速和操縱性,可以一次性運(yùn)載更多的風(fēng)機(jī),減少了對本地港口的依賴。船舶配備專門用于風(fēng)機(jī)安裝的大型吊車和打樁設(shè)備,具有可以提供穩(wěn)定工作平臺的自升裝置,可以在相對惡劣的天氣海況下工作,且安裝速度較快。圖3.5.3自航自升式風(fēng)機(jī)安裝船第4章海上基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的海上安裝（單樁基礎(chǔ)）4.1單基樁的海上運(yùn)輸單基樁大部分都是由安裝駁船載往作業(yè)現(xiàn)場的，目前安裝的海上風(fēng)電場大都采用這種運(yùn)輸方式，但是為了節(jié)省安裝駁船的裝載空間，提高其一次航行的攜帶能力，有些風(fēng)電場就別出心裁，讓單基樁漂浮在水面上，利用拖船拖至安裝海域。圖4.1單基樁的海上運(yùn)輸4.2單基樁的翻轉(zhuǎn)置位單基樁和過渡段作為一個整體被拖運(yùn)至海上安裝地點(diǎn)，由于過渡段的存在，單基樁就不能靠打樁機(jī)打擊插入海床中，要利用鉆機(jī)海底打孔的方式來固定單基樁。吊具直接用螺栓和過渡段法蘭盤連接，用吊車提起過渡段，這樣單基樁就自然的被豎直置入事先鉆好的孔中.對于用吊裝船運(yùn)載至施工現(xiàn)場的單基樁，為了避免打樁時的沖擊對樁基造成大的損傷，一般不在樁基表面打孔，所以樁基本身很難給吊具供連接點(diǎn)。針對這種情況，國內(nèi)外普遍采用外力夾緊的方式進(jìn)行吊裝.圖4.2單基樁的翻轉(zhuǎn)置位4.3單基樁的下樁過程利用打樁機(jī)沖擊下樁的過程還要有扶直裝置進(jìn)行配合才能完成。在打樁過程中，海床泥土狀況會影響單基樁與水平面間的垂直度，為了避免打樁后單基樁與豎直方向有大的偏斜，只能在每次打擊之后都要對單基樁與水平面間的垂直度進(jìn)行校核，如果發(fā)現(xiàn)有偏差，及時的通過液壓扶正裝置進(jìn)行調(diào)整。對于存在基巖或巖石分布比較多的海床，利用打入樁根本不可能達(dá)到要求，很容易損害鋼樁并延誤工期。目前對于這種海床都采用鉆機(jī)鉆孔灌注樁或改用其他基礎(chǔ)形式。對鉆孔下樁來說，首先應(yīng)在鉆井處的海床上放一個鋼筒用做鉆機(jī)鉆頭的導(dǎo)向和提供鉆井液。這個鋼筒從海床表面向上延伸將近1m多長，其用來阻止鉆井過程中產(chǎn)生的泥沙和埋藏的雜質(zhì)，以免它們在妥善處理之前就混入周圍的海水中。這些含有泥沙的海水，被抽送到事先準(zhǔn)備好的駁船上，過濾去海水，積攢泥沙和石塊。這些泥沙和石塊將被用在單基樁的沖刷防護(hù)上。鉆井過程能積攢300到400立方米的挖出物。當(dāng)這個取心井到達(dá)預(yù)定深度后，停止鉆探，插入單基樁。剛才積攢的薄泥漿被用來填充單基樁與取心井之間的空隙，以確保單基樁的穩(wěn)固。少量從空隙中跑出停留在單基樁周圍海床上的泥漿，還可以提供沖刷保護(hù)。圖4.3單基樁的下樁過程4.4過渡段的吊裝單基樁與發(fā)電機(jī)組塔筒之間的鋼質(zhì)平臺就是所謂的過渡段，其能給安裝和維修人員提供登上塔筒的爬梯和一個安全的工作平臺。過渡段上不僅有與塔筒之間進(jìn)行連接的法蘭盤，還有與駁船進(jìn)行接洽的配置、輸出電源用的設(shè)備和纜線接頭。過渡段被吊裝在單基樁露出海平面的那部分上，其下端利用密封圈與單基樁進(jìn)行密封，利用超高強(qiáng)度混凝土進(jìn)行灌漿處理。圖4.4過渡段的吊裝4.5風(fēng)機(jī)的吊裝4.5.1機(jī)組安裝方法從上世紀(jì)90年代的NOGERSUND實(shí)驗成功，到海上第一個大型風(fēng)力發(fā)電場HornsRev的運(yùn)營，再到2008年Q7海上風(fēng)電場的投入使用，這20年間人們并為因為海上安裝的復(fù)雜性而放緩對安裝方法的探索。安裝環(huán)境的差異和擁有安裝設(shè)備的不同使海上風(fēng)機(jī)安裝表現(xiàn)的非常靈活。在諸多試探的基礎(chǔ)上被認(rèn)可的安裝方法也層出不窮。本文主要講海上風(fēng)電場安裝的2種方式：海上分體安裝和海上整體安裝。不管采用哪種施工安裝方法，都力求縮短海上作業(yè)時間，保證海上施工安全。海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整體安裝國外海上整體安裝方法只有英國的Beatrice風(fēng)場采用過，如下圖所示。整體安裝使用了最大起重能力為4000t的雙吊臂大型起重船。將風(fēng)機(jī)整體吊到上，船上的吊機(jī)同時吊住風(fēng)機(jī)下部的臨時支架，并由專用機(jī)具講塔筒抱住，在由拖輪將起重船拖至風(fēng)機(jī)安裝點(diǎn)。起重船講風(fēng)機(jī)整體和支架吊裝到有導(dǎo)管架基礎(chǔ)的平臺上，用螺栓與塔筒連接以后，在拆除臨時支架。Beatrice風(fēng)場一共安裝了兩臺5MW的風(fēng)機(jī)，是當(dāng)時海上單機(jī)功率最大的風(fēng)機(jī)。這方法安裝成本高，不適用于大型風(fēng)力發(fā)電場的建設(shè)。圖4.5.1海上整體風(fēng)機(jī)安裝海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分體安裝海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要包括塔筒、發(fā)電機(jī)艙和葉輪三個模板，而葉輪又由三只葉片和輪轂組成，所謂的分體安裝就是按照一定的吊裝工藝在海上組裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)的這幾個模塊或部件。這些部件間的組合方式很多，導(dǎo)致海上分體安裝方法的多樣性。由于受到安裝駁船和起重機(jī)吊高的限制，目前海上安裝多采用分體安裝的形式。但是風(fēng)機(jī)的海上分體安裝需要保證下部塔筒與風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)法蘭之間的準(zhǔn)確對位、下部塔筒與上部塔筒之間的準(zhǔn)確對位、上部塔筒與機(jī)艙之間準(zhǔn)確對位和葉輪輪轂與機(jī)艙之間的準(zhǔn)確對位。要在海上連續(xù)進(jìn)行這么多的施工環(huán)節(jié)和安裝作業(yè)，難度很大?；A(chǔ)+塔筒+發(fā)電機(jī)艙+葉輪整體先將塔筒組裝在事先已經(jīng)建設(shè)完成度基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，然后單獨(dú)吊裝發(fā)電機(jī)艙，最后將輪轂和三只葉片的組合體（葉輪）整體吊裝。這種吊裝方式對海上安裝船的要求比較低，而且安裝船一次攜帶的風(fēng)機(jī)數(shù)量多，適用于大型海上風(fēng)電場的建設(shè)。但是由于要將葉輪在空中進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，而且還要將葉輪吊到發(fā)電機(jī)艙處并進(jìn)行對準(zhǔn)，對船載吊車有了更高的要求，同時增大看吊裝難度。圖4.5.1（2）A葉輪整體吊裝B、基礎(chǔ)+塔筒+發(fā)電機(jī)艙、輪轂和兩葉片的組合體+最后一只葉片這種吊裝方式又被稱作“兔耳朵”式吊裝，是丹麥A2SEA公司首創(chuàng)的。首先，在地面上將風(fēng)機(jī)的機(jī)艙、輪轂和2片葉片組裝到一起，使2片葉片成“兔耳朵”似的安裝在機(jī)艙的輪轂上，使它們成為一個吊裝體；然后專門的風(fēng)機(jī)安裝船把這個吊裝體連同其他的部件（塔筒和另一片葉片等）運(yùn)到海上安裝場地。由于兩個葉片對稱的分布在發(fā)動機(jī)艙的兩端，所以簡化了裝船和運(yùn)輸?shù)倪^程。在海上安裝時，先吊裝兩節(jié)塔筒；然后再吊裝陸地組裝好的組合體，最后在空中對剩下的一片葉片和輪轂進(jìn)行組裝。在組裝最后一片葉片時由于要實(shí)現(xiàn)圓周分布的螺栓與螺栓孔的對準(zhǔn)，這便增加了吊裝難度，這對操作人員的技術(shù)水平有了更高的要求。同時隨著大功率發(fā)動機(jī)的出現(xiàn)，也對船載吊車提出了新的挑戰(zhàn)。這種吊裝方式海上運(yùn)輸平穩(wěn)，海上作業(yè)時間短，在中型海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝時多被采用。圖4.5.1（2）B“兔耳朵”式吊裝C、基礎(chǔ)+塔筒+發(fā)電機(jī)艙和輪轂在組合體+三片葉片逐次組裝在陸地將發(fā)電機(jī)艙和葉輪輪轂組裝完成后，連同塔筒和葉片一起裝船運(yùn)往安裝海域。在進(jìn)行海上安裝時，先吊塔筒，再吊裝發(fā)電機(jī)艙和輪轂的組合體，然后組裝第一片葉片。葉片被水平吊起時，調(diào)整輪轂的位置使輪轂的螺栓孔對準(zhǔn)葉片根部的螺栓，然后進(jìn)行緊固。在第一片葉片組裝完成后轉(zhuǎn)動發(fā)電機(jī)艙主軸，使其帶著輪轂一起轉(zhuǎn)動，待第一片葉片處于豎直狀態(tài)時進(jìn)行第二片葉片的組裝。第二片葉片和第一片葉片一樣，都在水平位置組裝。當(dāng)?shù)诙~片組裝完成后，在次轉(zhuǎn)動輪轂，使剩下的連接法蘭盤軸線處于水平位置，以便第三片葉片進(jìn)行組裝。第三片葉片組裝方式和過程與前兩片葉片一樣。在整個組裝過程中，要實(shí)時的控制輪轂的位置，使其能和水平的葉片進(jìn)行對準(zhǔn)。這種吊裝方式占海上作業(yè)時間過長，操作過程復(fù)雜，吊裝成本高。圖4.5.1（2）C三葉片逐次吊裝風(fēng)機(jī)的吊裝方式是由風(fēng)機(jī)自身的結(jié)構(gòu)決定的，吊裝人員不可能跨越風(fēng)機(jī)自身的結(jié)構(gòu)來隨意的選擇吊裝方式。也就是說，風(fēng)機(jī)的吊裝方式是風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家已經(jīng)設(shè)計好了的，吊裝人員只能做些工藝過程規(guī)劃，不可能打破風(fēng)機(jī)廠家的要求隨便選用吊裝方式。4.6海底電纜鋪設(shè)海上風(fēng)機(jī)電纜主要連接風(fēng)機(jī)與風(fēng)機(jī)之間、風(fēng)機(jī)與變電站之間，均為海底鋪設(shè)電纜。海底電纜鋪設(shè)主要采用開溝犁挖溝、鋪纜船鋪設(shè)電纜。對于靠近風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的電纜鋪設(shè)，需要潛水員配合小型船只開溝。圖4.5.2海底電纜鋪設(shè)第5章海上風(fēng)電的現(xiàn)狀總結(jié)與展望5.1海上風(fēng)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀總結(jié)根據(jù)《2013年全球海上風(fēng)電發(fā)展調(diào)查報告》分析，2013年全球海上新增風(fēng)電裝機(jī)容量將繼續(xù)保持增長趨勢，年底全球累計海上風(fēng)電裝機(jī)容量有望達(dá)到7100兆瓦，雖然與大約300,000兆瓦的陸地裝機(jī)容量相比仍舊顯得微不足道，但是今年的新增海上風(fēng)電裝機(jī)容量幾乎占到總?cè)萘康慕?0%。目前建設(shè)海上風(fēng)電場的價格已經(jīng)上揚(yáng)，2012年安裝的項目平均價格為每千瓦人民幣32788元。這些價格的波動是受多方面因素的影響，例如向更深的水域開發(fā)風(fēng)電場或開發(fā)風(fēng)電場的場址海況更加惡劣等。但是隨著技術(shù)的進(jìn)步，最終這種開發(fā)海上風(fēng)電場價格上揚(yáng)的趨勢將會得到逆轉(zhuǎn)。根據(jù)《2013年全球海上風(fēng)電發(fā)展調(diào)查報告》統(tǒng)計，海上風(fēng)電機(jī)組平均額定功率已經(jīng)從2007年的2.9兆瓦增加到了2012年的4.1兆瓦?！?013年全球海上風(fēng)電發(fā)展調(diào)查報告》指出，由于用于直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組的稀土原材料價格的波動以及努力提高風(fēng)電機(jī)組的可靠性等多種因素的影響，目前制造商以及開發(fā)商正在開發(fā)不同的動力傳動系統(tǒng)。使用交替?zhèn)鲃酉到y(tǒng)的樣機(jī)有望在未來兩到三年問世。《2013年全球海上風(fēng)電發(fā)展調(diào)查報告》詳盡分析了目前海上風(fēng)電發(fā)展比較活躍的地區(qū)的情況。例如，目前美國海上風(fēng)電已經(jīng)從初期階段進(jìn)入到了商業(yè)化可行性示范階段，但是還沒有商業(yè)化規(guī)模的海上風(fēng)電場進(jìn)入運(yùn)行或建設(shè)階段，現(xiàn)在處于前期開發(fā)階段的項目有11個，總?cè)萘?824兆瓦。在示范項目方面，目前美國安裝的首臺海上風(fēng)電機(jī)組是美國緬因州大學(xué)與美國能源部合作安裝的按照1/8比例縮小的漂浮式海上風(fēng)電機(jī)組。歐洲仍然是全球海上風(fēng)電增長最快的地區(qū)，一些最新的機(jī)組和技術(shù)也在一些海上風(fēng)電項目中有所體現(xiàn)。中國是全球海上風(fēng)電增長最有潛力的地區(qū)之一，發(fā)展前景也很看好。5.2海上風(fēng)力發(fā)電發(fā)展所遇難題與展望雖然海上風(fēng)機(jī)存在著比較明顯的優(yōu)勢，但跟陸上風(fēng)機(jī)相比，海上