上海某风电安装施工方案

1.地理位置地理位置东海大桥风电场工程位于上海市临港新城至洋山深水港的东海大桥东侧1000m以外海域（离南汇嘴8～13公里），共布置34台单机3MW的风电机，分4排，东西向间距为1000m，南北向间距500m，风电场东西走向4500m，南北走向5000m，同时一条1000t副通航孔垂直穿过1#、2#机组与3#、4#机组中间。风电场位置及地理环境见图。“四航奋进”号负责1#、2#、3#风电机组的整机安装。东海大桥风电场1.1风电场所在海域周边情况（1）本风电场工程水域开阔，水深稳定，水深条件与区位条件适合于各种大型施工船舶进场作业。同时，风电场区域为远离岸线的无掩护外海施工，风大、浪高、流急，海况条件恶劣。（2）施工区域有5条海底光电缆穿过，因此，保护光缆安全十分重要。光缆区域300m范围内的船舶施工需重点关注。（3）工程所在海域西边距东海大桥仅有1000m，施工海区有东海大桥的副航道穿过，施工范围虽可临时禁航，但该区域内穿行船只仍会很多，特别是渔汛期。因此，确保东海大桥、施工船舶和本工程结构安全也是本工程的一个重要环节。2.自然条件2.1海洋水文--1a.潮位：本海域的潮汐主要受东海前进潮波控制，潮汐类型属非正规半日潮。根据芦潮港水文站1978~1994年的潮位统计资料和业主提供的招标文件，本工程海区的平均海平面高程0.23m（芦潮港潮高基准面在平均海平面下267cm）（国家85高程，下同），平均高潮位1.86m、平均低潮位-1.34m。本工程海域的潮位特征参见表2.1。潮位特征采用值表2.1-2.933.68-2.092.55-1.341.860.23极端低潮位(m)极端高潮位(m)设计低潮位(m)设计高潮位(m)平均低潮位(m)平均高潮位(m)平均海平面(m)2.1海洋水文--2b.波浪及水深条件：本风电场位于东海大陆架内缘，海区海图水深7~8m。风电场海域有众多岛屿对该海区起屏障作用，外海长周期的涌浪不能直接传入。西南向和西向为漫长的杭州湾南岸线。可见，除NE向外，本风电场海域基本上处于众多岛屿的包围中。其中，嵊泗、川湖列岛间的海峡比较宽，在夏、秋两季SE方向可能会有台风浪传入。其它方向由于风区长度有限，且不是强浪向，难以形成该海域的控制性波浪。NNE向（包含N、NE向）水域开阔，为该海域的强浪向。三月份安装的海况仍受冷空气的影响，因此，安装和停泊都必须关注该季节的天气和海况的影响。2.1海洋水文--3经分析，对本海域影响最大的是NNE（NE）、ENE（E）、SE（ESE、SSE）三个方向的波浪。根据业主提供的相关条件，本风电场海域波浪要素参见表2.2。波浪要素表2.24.515.235.386.189.9181.68.233.011004.244.925.065.819.5574.17.762.8350H13%（m）H5%（m）H4%（m）H%（m）波速C（m/s）波长L（m）波周期T（s）平均波高H（m）重现期（年）2.1海洋水文--4c.潮流：本风电场海域潮流运动的基本形态为每天日二涨二落，具有明显的往复流特性，涨、落潮流向基本为东西向。根据东海大桥海域潮流水文测验资料的整理分析，采用《海港水文规范》（JTJ214-98）的相关规定计算得到可能最大流速。考虑到水文观测资料和所采用的准调和分析方法的局限性，为安全起见，将可能最大流速乘以1.30的安全系数后作为本工程设计的设计流速，设计流速数据见表2.3。2.1海洋水文--5设计潮流流速表2.370239671487225772315流向（。）流速（cm/s）流向（。）流速（cm/s）流向（。）流速（cm/s）流向（。）流速（cm/s）平均值底层中层表层2.2气象据有关资料反映，本区大风风向主要集中在偏北和东南偏南方位，由大戢山站1986～1990年大风资料统计，平均每年风力≥7级的大风日数为65.8d/y。场址区域多年平均气温17.2℃，累年最高气温37.5℃，累年最低气温-7.9℃，8月份平均气温最高为27.5℃，1月份平均气温最低为6.6℃。场址区域年内雾日数以3～6月据多，约占全年雾日数的65％；多年平均雾日数为30～50天，年雾日数最多达60天、最少为20天。场址区域年平均降水量1015.3mm；最大月降水量390.7mm(1999.6)；最大日降水量111.7mm(2000.8.6)；过程最大降水量248.5mm(1999.6.24～30)。2.3工程地质根据《东海大桥海上风电场工程岩土工程勘察报告》（上海勘测设计研究院，2006年8月），本工程场址海域水深9.9~11.9m，海底滩面高程在-10.00~-10.67m。滩地表层主要为淤泥。场地地基土层自上而下主要分为：①层淤泥、③层淤泥质粉质粘土、④层淤泥质粘土、⑤1层粘土、⑤3层粉质粘土、⑥层粉质粘土、⑦1-1层砂质粉土、⑦1-2层粉砂、⑦2层粉细砂、⑨2层含砾中粗砂。本工程场地属Ⅳ类，场地地震加速度峰值为0.10g，地震基本烈度7度，场地属抗震不利地段。本场地不存在地震液化问题。3、风电机整机安装3MW风电机由塔身（上、中、下塔筒）、机舱、轮毂、风叶及电气体统组成。详细见表3.1。风机部件参数统计表（每台）表3.124.8680φ4.5×14.86下塔架3节412.155.67598φ4.5-φ3.9×30.815中87.77557φ3.9-φ3.07×32.1上合计9028.5φ5×5轮毂9011513×5×6.24风电机机舱91.311.2（每片）φ2.4×44×4.2（弦长）叶片起升高度（米）离水面起升重量（t）外形尺寸（m）备注SL3000-90设备名称3.风电机整机简况正面轴重心本工程海上风机安装，采用整机吊装方案。风电机整机（不含吊装体系）中心位置见图3.2a、图3.2b。图3.2a整机重心侧面轴重心图3.2b整机重心4、风机安装立面图4.风电机安装立面图风机基础顶面叶片叶片扫掠面+10.05、项目施工设备配套5.1配套设备2300匹交通船交通运输1150t小浮吊构件周转系统260kw发电机组缓冲装置供电系统1.826×9.4×3.5700HPs（40吨起锚力）抛锚艇4.236×9.6×5.64000HPs拖轮4.2100×41×7.62600t额定起重量四航奋进风电机安装配套船舶1.826×9.4×3.5700HPs抛锚艇4.232×9。0×5.63200HPs拖轮3.658×44×4.64000t半潜驳风机装载运输配套平均吃水(m)主尺度（m）吨位/功率船舶类型项目5.2四航奋进号参数介绍船名：四航奋进船籍港：广州船检登记号：2004Q0000133总吨位：9403净吨位：2821主要尺度：总长LOA104.0m型宽B41.0m型深D7.60m设计水线型Lw100.0m满载吃水4.80m空载吃水3.15m平均吃水4.2m满载排水量18000.80t空载排水量8495.67t航区：近海及沿海四航奋进号起重机基本参数臂架角度30º~60º变幅约50minmin变幅速度6.0m主钩前后钩中心距离19.0m双臂架左右主钩中心距离0~200~120~3空载0~100~60~1.2m/min满载起升速度55水面下9380m水面上起升高度40.632.0m舷外伸距10×4100×2650×4t额定起重索具钩小钩主钩单位项目四航奋进起重曲线四主钩空间钩距四航奋进起重曲线作业状态、自存状态1.作业状态最大水深30m风速6级风(10.8~13.8m)有义波高1.0m流速3m/s2.自存状态(抛航行单锚)最大水深30m风速10级风(28m/S以下）有义波高4m流速4.5m/s6、风机发电机组运输及船舶定位6.1风电机海上运输及风机的平面布置尺寸风电机整机在半潜驳上完成组装和固定，运输至东海大桥风电场现场。半潜驳主要参数及风机搭载半潜驳布置见图。959085807570656055906409600640064003530041209964001760064002450245088662266022660风电机装驳后的相关尺寸井架距甲板约56m机舱中心距甲板80m9600640064003530024501490014860308153210033002300CL?45001200?3900?3070rope定长rope128005050190001760040703565006.风电机的装载和运输6.1风机的装载方式：采用4000t的半潜驳进行装载，每次可以整机装载2台风机，风机按船首、船尾各布置1台，风机的两侧各对称安装两套井字架，井字架顶部安装；并通过塔筒底部的法兰与甲板底座连接；固定在半潜驳的甲板上6.2装载好风电机组的半潜驳由拖轮接拖好后直接拖带到风电施工现场；6.安装墩台已具备安装条件的墩台半潜驳在抛锚定位四航奋进号抛锚定位7、风机发电机组安装流程风机整体安装工况视图φ平衡梁抱桩器平衡梁采用的吊装工艺据风机特点，采用特定吊装工艺的工装，包括平衡梁110t，上部吊架重100t，钢丝绳吊索约25t。故整机吊装作业时，总重约750t。风电机安装总工况图：四航奋进安装视图风电机吊装工艺四航奋进号移船与半潜驳上的风机对位风电机吊装工艺已经挂好吊扣的“四航奋进”下降主钩与平衡梁上的吊点对位风电机采用的吊装工艺起重工人挂扣，将奋进号主钩下的琵琶扣与平衡梁的吊点联接风电机采用的吊装工艺挂扣后奋进号缓慢起升平衡梁风电机采用的吊装工艺提升平衡梁至底部连接钢丝绳完全受力风电机采用的吊装工艺平衡梁完全提升到预定的位置并加负荷预紧，锁上抱紧装置风电机采用的吊装工艺完全拆卸塔筒底部法兰与甲板底座连接的螺栓后，平稳提升风机，氮气缓冲装置工作风电机采用的吊装工艺继续提升风机使塔筒底部离开甲板底座钢管筒风电机采用的吊装工艺风机塔筒底部提升到足够的移船安全高度约3.5m风电机采用的吊装工艺四航奋进操纵船位后移使风机整体离开半潜驳的端部风电机采用的吊装工艺四航奋进号后移退出安全的距离后，横向移动向安装墩台风电机采用的吊装工艺四航奋进号移向墩台就位风电机采用的吊装工艺塔筒底部与墩台顶部对位风电机采用的吊装工艺塔筒底部的缓冲装置与墩台上的缓冲装置接触，负荷转移到墩台顶的缓冲装置风电机采用的吊装工艺风机负荷通过气罐的作用部分转移到墩台上的缓冲装置上，主钩保持170t负荷；塔筒底部的法兰与墩台上的预埋钢管用螺栓进行连接预紧，逐次预紧螺栓到设计的拉力后，将平衡梁的平稳放下临时搁置在顶部的缓冲装置上。8、现场单机安装功效分析功效分析(2009.4.5第二台风机现场安装工序时间记录）合计约12小时完车20:25解扣后，奋进号退出至安全区域20:14奋进号平稳将平衡梁放下，搁置在上缓冲装置的顶面，解扣18:25--19:56穿螺栓，预紧螺栓、分5次逐层上紧螺栓到设计的拉力15:45--18:25双主钩下降，主钩的负荷保持在150t15:45双主钩下降，主钩的负荷保持在170t15:10塔筒底部缓冲装置与墩台顶部缓冲装置完全对接，继续下降主钩使风机实现软着路，主钩保持400t负荷15:00调整船位使风机与墩台预埋钢管粗对中，平稳下降双主钩风机逐渐与14:40奋进号双主钩平稳提升风机使塔筒缓冲装置底部与墩台缓冲装置顶水平面距离约3m14:03-14:25奋进号调整船位使风机整体离开半潜驳，移向安装墩台14:03奋进号继续起升主钩使风机发电机组底部完全离开半潜驳甲板面到安全高度13:58奋进号主钩起升至640t13:55奋进号移船到半潜驳前端与风机对位挂吊具，起升吊具预紧钢丝绳，锁紧抱桩器，并拆卸塔筒底部法兰的连接螺栓12:00-13:55半潜驳拖带至安装墩台附近抛锚定位，奋进号部分锚抛锚定位09:00-12:00工作内容摘要工序时间（段/点）9、半潜驳停靠对码头的要求装运风机的半潜驳对码头的要求：根据半潜驳的基本参数要求100m长的码头，码头前沿港池的水深满足半潜驳的3.5m的全天侯作业的吃水要求。用于进行组装工作的码头要求水流缓慢，同时海风对该区域的影响少；码头前沿的航道满足拖轮拖带半潜驳进出码头的吃水和宽度要求。码头的类型可以为高桩