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国产首条220kV海上风电“大动脉”成功投入运行

时间:2017-12-11 10:07:15        阅读:557
       近日,龙源福建南日海上40万千瓦风电一期项目顺利完成220kV海底电缆倒送电,标志着由龙源中能公司负责打造的国产首条220kV海上风电“大动脉”成功投入运行,实现了国产220kV海底电缆敷设工程的历史性突破。
       勇于担当,挺进海上
       近年来,海上风电以其丰富的风能资源、稳定的发电输出、优越的盈利能力,成为了风电开发的“必争之地”,但海上恶劣的施工环境、复杂的技术难题却使多数开发商只能“望洋兴叹”。龙源电力作为最具实力的风电开发商,始终高度重视海上风电技术的发展,早在2010年就投产了世界首个海上(潮间带)风电项目,并以此为基础建成国内最大海上风电场。
       2014年,中国长江以南第一个海上风电项目——龙源福建莆田南日岛40万千瓦海上风电项目开工建设。该项目采用220kV光电复合海底电缆线路作为其送出“大动脉”,这是国产首条220kV单芯长距离海底电缆,也是现阶段世界上最大截面积的单芯海缆,其重要意义和施工难度不言而喻。作为南日海上风电项目的主要技术支持单位,龙源中能公司勇挑重担,承担了此次海底电缆敷设的技术攻关工作,第一时间成立了“海上风电工程技术研究室”,抽调精干力量开展高压海缆敷设的研究与实施工作。
       阳光、海浪、沙滩……在多数人眼中,大海是浪漫和美丽的象征,可是在海上风电人的眼中,大海却是另一番景象:舒适的阳光变成灼热的紫外线,如果没有做好必要的紫外线防护,连续数小时的海上作业会对皮肤造成极大伤害;温柔的浪花变作翻滚的巨浪,用永不停歇的冲刷和撞击,考验着海上风电施工装备的性能和作业人员的体能,成为海上风电施工的最大障碍;就连再平常不过的淡水,也成了海上风电建设的稀缺资源。
       在变幻莫测的海洋腹地修建风电场,其困难程度常人无法想象:南日项目地处台湾海峡,春冬季节为盛风期,夏秋季节频繁受台风影响,全年风浪不停歇,施工作业有效时间极为有限;项目处在华南褶皱带东缘,海底地质主要为坚硬的花岗岩海床,岩体复杂多变、岩面起伏剧烈,海缆敷设需要充分考虑地形和地质条件的变化;我国现有的海缆敷设船大多是由普通驳船改造,其质量和敷设能力参差不齐,专业船机装备非常缺乏,大直径海缆敷设经验几乎为零……
       面对这样的困境,龙源中能公司的技术人员扎根项目建设一线,他们把家安在了海上、把实验室设在了船上,以“战天斗海”的豪情和志在必得的信心迎接挑战,在茫茫的大海上演绎着国电龙源人的风采。
       2015年6月,福建莆田南日岛海上风电场一期项目220kV海底电缆工程顺利获得核准,同年9月,该工程正式开工建设。
       因地制宜,谋定后动
       为保障海缆送出工程如期投产,龙源中能公司技术人员调研和考察了国内几乎所有的高压海缆施工案例,查阅了海量的国外文献,进行了不计其数的数值和实验模拟,并组织专家、供应商、设计和施工单位进行反复论证。经过近一年的不断推翻和调整,终于制定了详细周密的海缆敷设方案:根据海底地形地质变化,将海缆工程分为六种施工区段,每个区段都采用与其水深地质情况相匹配的敷设方式和保护方法。
       海缆敷设所在海床整体成V形,水道两侧地形坡度较大,易造成海缆悬空,海流的反复冲刷会导致海缆外部铠装层磨损、变形、振动,甚至引发海缆绝缘击穿等严重故障。为确保海缆敷设稳定,公司引进了世界上最先进的浅地层剖面探测仪详细勘察海缆路径,精确掌握海底地形起伏情况;同时,在海缆敷设期间,实时测定船只方位,精确控制敷缆设备按预定的海缆长度和余量布放,确保海缆以预定深度埋设在起伏不平的海底。
       海缆的下海段和登陆段暗礁丛生、地形复杂、养殖区密布,不利于大型施工船舶和设备作业。为此,公司制定了《海缆长距离登陆方案》,引入水陆两用挖掘机开挖电缆沟槽,在登陆端采用岸上牵引的方式将海缆引入终端站,并利用潮水变化规律,采取必要的船推、锚拉等措施保证海缆转弯半径及安全,顺利实现海缆两端的长距离登陆,保证敷设工程质量。
       海缆通常需埋入泥面以下两米,以保护海缆免受冲刷,但由于海底基岩裸露区域地质坚硬,水下开槽困难,电缆冲埋保护代价高昂。经过充分的实地调研和研究,公司技术人员因地制宜,制定了3种海缆专项保护方案:对水深超过30米的基岩裸露区域,采用抛石保护;对水深较浅基岩裸露区域,采用新型哈夫管保护;对潮间带基岩裸露区域,实施石笼盖板保护,全方位保护海缆敷设。
       海缆敷设区域的供电、供水等管线较多,施工组织如若不善,将会对此类“生命管线”产生破坏性影响,后果不堪设想。为充分保护海缆敷设范围内的管道线路,公司根据施工海域特点,结合已有的管线交叉案例,组织海洋物探专家和海缆敷设专家制定了《海缆交叉跨越专项方案》,通过综合利用旁扫声呐、磁力仪以及管线仪等海洋物探手段,精确掌握施工区域的线缆和其他障碍物的具体位置及走向。在海缆敷设过程中,尽量避免与已有管线交叉重叠,若必须交叉,则在交叉部位采用特殊方式进行保护。
       锲而不舍,金石可镂
       2016年4月26日,第一条海缆开始敷设。此时正值春夏交接之际,大风和浓雾天气交替出现,施工海域潮流变化巨大,天气反复无常,经常清晨还是艳阳高照,中午就突降暴雨,平均每天有效工作时间不足4个小时。此外,海缆途经海域比预定计划多出了不少养殖区,突如其来的变数使海缆敷设难度系数陡增。
       困难面前,大家没有惊慌,而是第一时间研究制定变更方案,经过冷静分析,决定采用“交替作业、主动疏导”的施工方式与时间赛跑。根据潮水变化规律,敷缆船和起锚艇交替作业,充分利用零星的施工窗口,提高施工效率。同时,根据施工水域范围以及施工作业要求,结合养殖水域位置,设置海上施工安全警戒,加强海事巡航检查,引导其他船舶快速通航,在确保通航安全和养殖需求的前提下,全力抢抓工期。2016年5月7日18时,经过各方连续12个昼夜的共同努力,福建南日海上项目首根海缆终于敷设成功,并顺利通过耐压试验,从而实现了国产220kV海底电缆敷设工程零的突破,打赢了南日海上风电一期项目送出第一战。
       宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。多年的积累终于在这一刻收获果实,继破解海缆敷设难题后,龙源中能公司海上风电技术支持团队又相继攻克了“复杂岩基地质海上风机高桩承台基础技术研究及应用”“海上风电机组大直径植入式嵌岩单桩基础技术研究及应用”“海上风电机组单叶片分体式安装技术研究与应用”等多项技术难关,荣获“全国电力职工技术成果二等奖”等3项重要奖项,申报了2项海上风电技术专利,填补了多项海上风电技术空白,为集团公司海上风电事业健康发展保驾护航。



来源:新华网