2024海上风电大会：基于产业链产能的深水导管架规模化实施方案探索

基于产业链产能的深水导管架规模化实施方案探索华电重工股份有限公司2024年6月21日TTTTTT继往开来继往开来，开启全球应对气候变化新征程——在气候雄心峰会上的讲话（2020年12月12日，北京）国家战略规划“十四五”期间风电装机≥50GW/年。开发潜力巨大3000GW2250GW我国海上我国海上100m高度平均风速(左)和风功率密度(海上风电发展契合我国“双碳”战略目标、u支撑双碳战略目标实现就近提供优质高效绿色电力，有望成为沿海省区未来十年电力需求增量的主体。u服务海洋强国战略促进海洋经济发展、提高海洋科技自主创新水平、扩大海洋权益空间、做好海洋生态协调。u支撑区域重大绿色低碳经济发展战略结合海上风电分布优势，支撑环渤海经济区、长三角一体化、粤港澳大湾区等国家级重大区域发展战略。全国深远海海上风电规划布局41个海上风电集群，全国深远海海上风电规划布局41个海上风电集群，预计总容量290GW图片来源：风能专委会深远海是未来我国海上风电发展主战场近海风电发展迅猛，产业链完善成熟，近海资源开发接近尾声；深远海风电资源更加丰富，随着示范项目的推进，技术迭代、装备升级成为研究的主要方向；深远海风电对产业链迭代升级提出新要求：可靠性机组、高端装备智能化、漂浮式基础等。CONTENT 一、海上风电产业发展现状及挑战二、华电重工海上风电技术实践三、基于产业链的深水导管架方案四、深远海风电技术发展探讨一、海上风电产业发展现状及挑战l基本形成完善的海上风电产业链。从整机制造、基础施工、风机吊装等关键生产制造与施工环节的产能来看，我国已形成支撑年新增建成并网规模超过千万千瓦的海上风电产业链。l近年来，国内多个沿海省份已开始加速布局海上风电装备产业园/基地。根据现有公开资料不完全统计，国内已有超20家海上风电装备产业园/基地。数据源自网络，未完全统计一、海上风电产业发展现状及挑战风电机组迭代加速l目前头部整机厂基本完成8~16MW海上机组平台的优化升级，处于市场相对领先地位，并积极布局20MW级以上机组技术。l大容量机组关键技术发展需要时间检验，产业配套资源要有合理的使用周期，实现“物尽其用”，如风电安装船、超长叶片等投入成本较高的领域，安装平台面临未交付就需改造。数据源自网络，未完全统计一、海上风电产业发展现状及挑战基础型式多元化重、桩长增大；水深条件下，导管架基础占比加大；l漂浮式基础仍处于示范阶段，经济性仍有差距；l复杂地质条件下风电场建设，创新出多种新型基础型式。一、海上风电产业发展现状及挑战单桩基础重量接近2500t；导管架高度超过100米，重量接近或超过3000吨；吸力筒式导管工厂建造提出新的要求工厂建造提出新的要求一、海上风电产业发展现状及挑战深远海风电施工安装必须注重效率提升，主要靠装备一、海上风电产业发展现状及挑战安全保障安全零容忍海上作业安全规范人员管理安全保障安全零容忍海上作业安全规范管理人员专业、经验丰富施工人员具有海上施工经验供货协调供货与船机效率协调一致供货协调供货与船机效率协调一致储存场地发挥协调作用船舶性能与海洋环境相适应船舶数量与项目成本工期相匹配设计施工系统统筹创新技术提供最优解决方案CONTENT 一、海上风电产业发展现状及挑战二、华电重工海上风电技术实践三、基于产业链的深水导管架方案四、深远海风电技术发展探讨二、华电重工海上风电技术实践u华电重工是中国华电集团工程技术板块的重要组成部分。u是华电科工集团有限公司的核心业务板块和资本运作平台。二、华电重工海上风电技术实践为了抢占市场先机，公司提前布局，于2009年开始筹备海上风电业务，经过多年的不懈努力，海上风电业务已成为了华电重工的重要业务板块。华电重工紧紧围绕“海洋强国”战略，以海上风电科技研发和工程建设为基础，积极拓展海上光伏、海上风电制氢、海洋牧场、海上文旅、海上能源岛等海洋工程建设和相关运维业务，致力于成为具有全球竞争力的一流“海洋能源+”新模式系统解决方案服务商。二、华电重工海上风电技术实践公司于2014年和2020年分别购置了国内首艘海上风电施工平台--华电1001号，大型液压打桩锤—IHC3600。通过战略合作、长期租赁等方式，拥有华电中集01、华电博强01、华电博强02等船机资源的使用权。并联合开发深海施工关键船机，参与新一代风机安装平台——3060号功能设计。华电博强01华电1001华电博强01华电10013060号华电博强02华电中集013060号华电博强02华电中集01二、华电重工海上风电技术实践华电重工参与建设项目30余个，合同金额超过160亿元，装机容量近600万千瓦，以总包模式承建的项目超过300万千瓦。累积完成600余套单桩基础施工、600多台风机安装，累计敷设海底电缆1000余公里，市场占有率位居国内前列。项目分布于河北、山东、江苏、浙江、福建、广东和台湾等多个省份，涉及渤海、黄海、东海、南海各个海域。2021年年底，我司顺利签定越南金瓯海上风电风机吊装项目，开启了公司海上风电项目“走出去”的征程。二、华电重工海上风电技术实践法兰式单桩施工方案创新单桩施工方案突破：悬挑式船机+抱桩架组合的应用，垂直度控制、防溜桩控制、大型送桩器的提出保障法兰式单桩施工质量；滨海北H1项目的实施，施工效率跨越提升，推进海上风电进入发展快车道。冰区海域无抗冰锥单桩基础应用推动细化冰区冰荷载对单桩的震动及撞击，创新分体式附属构件的结构型式，减小冰荷载堆积等；河北乐亭项目的实施，验证施工过程安全可控，促进了后续冰区海域项目无抗冰锥单桩基础的大量应用。二、华电重工海上风电技术实践30-40米水深台风海域单桩施工技术三峡沙扒一期和神泉一项目为依托，推动1300-1800吨级单桩建造运输施工落地，推动相关产业链快速形成；坐底式抱桩架垂直度控制、半潜船调载及定位控制技术的提出保障台风海域单桩施工的安全性，广东海域后续项目大量应用；深厚淤泥地质单桩施工技术防溜桩技术的创新提升，施工过程的实时监控，半潜船与驳船的高效配合，拓展单桩基础在深厚淤泥地质海域的应用场景；苍南4号项目实施，施工过程安全高效，替换高桩承台基础，降低施工成本，浙江海域后续项目大量应用。二、华电重工海上风电技术实践目前共承担了科技项目44项（集团重点20项，科工重点9项26项已结题，在研18项，包括国家能源局“补短板”项目1项。拥有专利179项，获软件著作权主编行业标准1项，参与编制行业标准9项。华电重工自主研发的《海上风电超大直径单桩基础施工关键技术研究与应用》荣获2019年度中国电力科学技术奖一等奖，《海上风电建设全过程管理创新与实践》荣获2021年度电力创新大奖，《坐底式风电安装船风机安装施工关键技术研究与应用》荣获2022年电力建设科学技术进步奖一等奖。CONTENT 一、海上风电产业发展现状及挑战二、华电重工海上风电技术实践三、基于产业链的深水导管架方案四、深远海风电技术发展探讨三、基于产业链的深水导管架方案运输安装船机要求更高运输安装船机要求更高制造难度加大制造难度加大三、基于产业链的深水导管架方案三、基于产业链的深水导管架方案u分体后导管架建造要求降低，深远海导管架可立式建造厂家由2~3家增至10多家，充分利用现有产业链产能实现深水导管架规模化生产。u导管架分为两个分体，到海上分别安装可以降低对海上施工主作业吊机的吊重和吊高需求，深远海导管架施工船机由2~3艘增至20多艘，充分利用现有船机资源实现深水导管架规模化安装。u适用于桩式导管架、吸力筒导管架等因高度、重量原因导致的现有产业链不能满足规模化实施项目。三、基于产业链的深水导管架方案方案优点：基于产业链产能的深水导管架基础规模化实施方案优点：基于产业链产能的深水导管架基础规模化实施，设计施工充分结合分体式导管架安装分体式导管架运输分体式导管架建造分体式导管架安装分体式导管架运输三、基于产业链的深水导管架方案三、基于产业链的深水导管架方案钢管桩水平相对间距钢管桩水平相对间距，钢管桩垂直度，钢管桩相对高程新型沉桩定位架导向筒式沉桩定位架新型沉桩定位架l无需使用送桩器l无需使用送桩器，水下锤可沉桩至设计标高；l结合水下设施完成桩高程测量。创新升级需要适配送桩器：需要适配送桩器：l送桩器与钢管桩连接部分是锻件，制造工期较长；l打桩锤沉桩前需先吊装送桩器，增加沉桩工序；l打桩锤沉桩需考虑能量折减效应。三、基于产业链的深水导管架方案CONTENT 一、海上风电产业发展现状及挑战二、华电重工海上风电技术实践三、基于产业链的深水导管架方案四、深远海风电技术发展探讨四、深远海风电技术发展探讨产业链健康持续发展产业链健康持续发展优势推动海风行业行稳致远提供高可靠性的产品摆脱毫无意义的消耗优势推动海风行业行稳致远提供高可靠性的产品摆脱毫无意义的消耗四、深远海风电技术发展探讨风机风机安装 系泊系泊系统安装u浮体、风机密集制造安装场地面积大；海缆安装浮体制造海缆安装浮体制造拖航安装u风机重量及高度大，陆上预组装资源少。需研发新一代风机安装船u施工成本需进一步四、深远海风电技术