東海大橋海上風(fēng)電場項目位于上海東海大橋東側(cè),由34臺單機容量為3兆瓦的風(fēng)電機組組成,總裝機容量10.2萬千瓦,年上網(wǎng)電量2.67億千瓦時。所發(fā)電量通過海底電纜送回陸地,可供上海20余萬戶居民用一年,相當(dāng)于每年節(jié)約燃煤近10萬噸。三航局承建內(nèi)容主要包括風(fēng)機基礎(chǔ)及附屬構(gòu)件施工、風(fēng)機運輸、安裝、電氣、通訊連接、警示系統(tǒng)施工工程。
海上風(fēng)力發(fā)電機重量大,建造位置高,整個上部結(jié)構(gòu)所受風(fēng)荷載大,要求風(fēng)機基礎(chǔ)除了能承受豎直向下的壓力外,還要能承受巨大的水平力和提拔力。基礎(chǔ)施工直接影響風(fēng)機安裝的成敗,根據(jù)東海近海海域淤泥較深的特殊情況,項目團隊采用了世界首創(chuàng)的高樁承臺基礎(chǔ)設(shè)計。
2008年9月,項目1號承臺開始沉樁,每樁累計平均錘擊數(shù)為4500錘左右,最多一根樁達8000多錘。承臺采用的鋼套箱高6.5米,重約135噸,為典型的趕潮水作業(yè),鋼套箱加固必須在安裝后的第一個潮水內(nèi)完成,下一個潮水施工底板,如遇小潮汛,鋼套箱底部無法露出海面,因此,半夜候潮施工成了常事。
承臺內(nèi)部的過渡段塔筒安裝與焊接加固,是基礎(chǔ)工程的一大難點。塔筒需多層多道施焊,焊接變形的控制需達到設(shè)計的2.5毫米精度要求。在施焊過程中,項目團隊嚴格遵循“同時同高度對稱焊接”的要求,技術(shù)人員同步監(jiān)測,一旦發(fā)現(xiàn)變形超標(biāo),立即停止作業(yè),及時調(diào)整焊接參數(shù)和焊接速度。最終,34臺風(fēng)機過渡段塔筒的頂面水平度,均控制在0.88毫米至2.15毫米之間,為順利完成風(fēng)機安裝奠定了基礎(chǔ)。
完成基礎(chǔ)施工后,工程進入風(fēng)機設(shè)備安裝階段。巨型“大風(fēng)車”在3艘拖輪拖帶下,從洋山港沈家灣水域出發(fā),駛往東海大橋風(fēng)力發(fā)電施工現(xiàn)場。項目團隊將風(fēng)機的塔筒、機艙、輪轂和葉片等部組件在預(yù)裝場地裝備好,然后用具有平衡架的工程船駁運,在海上整體安裝。由于風(fēng)機外形龐大,每臺風(fēng)機塔筒有30層樓高,葉片長45米,迎風(fēng)面積達600多平方米,極易在海上運輸過程中因船舶搖晃造成重心偏移、風(fēng)機傾斜等情況。為確保巨型“大風(fēng)車”的安全運輸,項目團隊為海上風(fēng)電工程3兆瓦以上風(fēng)電機組預(yù)拼裝和海上整機運輸,量身定做了6000噸級專用工程駁,每航次可同時運送2臺風(fēng)機。
按照海上風(fēng)機整體吊裝要求,風(fēng)機的下塔筒與基礎(chǔ)承臺上的過渡段塔筒連接處法蘭不能有絲毫磨損,高空吊裝700噸的塔筒、風(fēng)機,接觸海面基礎(chǔ)承臺,不僅要避免因海浪沖擊造成起重船搖晃,導(dǎo)致風(fēng)機在著落時撞擊連接塔筒的情況,還要確保風(fēng)機底座與基礎(chǔ)承臺過渡段塔筒法蘭之間的96個高強度螺栓,能在對接時精確定位。
為了解決這個難題,項目技術(shù)人員聯(lián)合專家組及同濟大學(xué)等院校展開研究,歷經(jīng)8個月的反復(fù)實驗與改進,成功研制出“風(fēng)機整機安裝軟著落同步頂升精定位系統(tǒng)”,解決了海上惡劣自然條件下風(fēng)機安裝的技術(shù)難題,實現(xiàn)了風(fēng)機整體平穩(wěn)、安全、可靠地安裝就位。
東海大橋海上風(fēng)電場的建成,使我國成為繼荷蘭、丹麥和英國等國家之后,又一個擁有海上風(fēng)電場的國家,對我國可再生能源發(fā)展具有重要示范意義。