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中广核海中“扎马步” 化风为电能

发布时间:2016-11-01 10:46内容来源:网络整理 点击:
中广核海中“扎马步” 化风为电能

   近日,中国广东核电集团宣布我国首个“双十”标准海上风电项目——中广核如东海上风电项目已取得电力业务许可证,标志着中广核自主开发建设的江苏如东15万千瓦海上风电示范项目(以下简称“如东项目”)全场投入商业运行,也标志着我国海上风电发展实现了重大突破。

   1 要克服强风、腐蚀等影响

   海上风电是风电技术的前沿领地,也是近年来国际风电产业发展的重点领域。2011年7月,国家能源局和国家海洋局联合发布了《海上风电开发建设管理暂行办法实施细则》,对海上风电建设的“双十”标准做出了明确规定,即海上风电场原则上应在离岸距离不少于10公里、滩涂宽度超过10公里时海域水深不得少于10米的海域布局。国家风电发展“十二五”规划也明确指出,鼓励在水深超过10米、离岸10公里以外的海域开发建设海上风电项目。

   “如东项目”位于江苏省南通市如东县黄海海域,2015年5月8日正式开工建设,共安装38台风电机组,总装机容量为15.2万千瓦。

   据中广核新闻发言人黄晓飞介绍,“如东项目”是我国首个全场投运的离岸距离最远、装机容量最大的海上风电项目。“如东项目”距离海岸约25公里,海底高程在-8米至-14.6米之间,也是我国首个真正意义符合“双十”标准上的海上风电项目。

   黄晓飞表示,如东项目的建成投运,标志着我国掌握了海上风电建设的核心技术,也让我国成为继德国、英国等国家后,少数几个具备海上风电建设核心能力的国家之一。

   与潮间带风电相比,海上风电技术难度更大、要求更高,需要克服海上施工、抗海水和盐雾腐蚀、电缆远距离铺设等多个技术难题,有些甚至是世界级的难题。中广核新能源副总裁李亦伦表示,作为我国首个“双十”标准海上风电项目,“如东项目”实现了国内外的多项技术创新。

   海上风力发电系统的结构组成与陆地相似,包括风能捕获、能量转换、能量传输和控制系统部分。但海上风电场要克服强风载荷、腐蚀和波浪冲击等特殊环境的影响,因此不能直接采用陆地风电技术。在风机设计装配、系统冷却、风场基础建设、并网以及系统监测维护等方面,海上风电场的技术难度更高,面临的挑战更大。

   2 单桩式结构撑起大型发电机

   在离岸25公里的海域,如何能保证这个大型的发电装置能稳如泰山般地“站”在海里?相比于陆上风电,海上风电机组结构尺寸更大,承受荷载的大小和形式更加多样,其塔架必须能承受设计规范规定的各种工况载荷,除满足静力学要求外,尤其要关注动力学要求。

   为承受海上强风载荷、海水腐蚀、海浪冲击等,海上风力机组基础结构建设远比陆上复杂。根据不同的海床条件、水深、风机和环境情况,海上风场的基础结构主要有5种:重力式、单桩式、吸力式、三脚架式以及漂浮式。

   重力式为钢筋和混凝土结构,依靠自身重力使风机保持竖直,成本最低,稳定性最高,但体积和重量大,不方便运输,只能应用于20米左右的浅海海域。

   单桩式结构简单,安装方便,将钢结构通过钻孔植入海床一定深度,靠海床的侧向压力来维持竖直平衡,是海上风电场应用最多的一种结构形式,适用于水深25米左右海床坚硬的浅海海域。

   吸力式是一种钢桶沉箱结构,通过抽空筒体中气体形成的真空压力及筒内外水压力差,将筒体插入海床来固定整个风机系统,可以克服海床底部安装基础结构受水深限制的缺点,适合于深海和浅海中海底为沙性或黏土性的海域。

   三脚架式支撑结构由3根插入海床的圆柱钢管组成,支撑结构和中心柱共同组成一体式结构,增加了刚度和强度,适合于深海水域。

   漂浮式支撑结构是由海洋采油平台改造而来,由漂浮在海面上的盒式箱体构成,是当前深海海域安装风机最为有效的解决方案,能够克服在海床底部安装基础结构受水深影响的缺点,使海上风电场的建设可以向深海水域发展。

   李亦伦对记者表示,在建设过程中,“如东项目”创新性地采用了可拆卸式稳桩平台浮吊吊打沉桩等施工工艺,实现了首个深水区无过渡段单桩、稳桩平台工艺,成功解决了单桩垂直度需控制在千分之三以内的世界难题。

   3 每年可节约标煤13.1万吨

   在“如东项目”中,铺设了国内最长的两根110千伏三芯海底电缆,单根海缆长达28.5公里。比如,“如东项目”建成的亚洲首座海上升压站,采用陆上模块化建造、海上整体吊装的施工方案,不仅减少了海上施工作业时间,而且保证了海上升压站的产品质量。

   据了解,“如东项目”预计年上网电量可达4亿千瓦时,与燃煤电厂相比,该项目每年可节约标煤13.1万吨,减少二氧化碳排放量26.7万吨、灰渣4.9万吨、烟尘1.3万吨。

   黄晓飞表示,作为国家示范项目,“如东项目”投运后,也将为我国海上风电发展的行业标准制定、上网电价确定等提供重要参考。

   记者了解到,海上风电具有风速较高、风频稳定、切变小、资源丰富、不占土地、适宜大规模开发等特点,且海上风电靠近经济发达地区,距离电力负荷中心近,电力消纳能力强,不存在接入和限电问题。基于以上特点,海上风电是可再生能源发展的重要领域。可以说,加快海上风电项目建设,对于促进我国沿海地区治理大气中的雾霾,调整能源结构和转变经济发展都有重要意义。

   数 据

   “如东项目”预计年上网电量可达4亿千瓦时,与燃煤电厂相比,该项目每年可节约标煤13.1万吨,减少二氧化碳排放量26.7万吨、灰渣4.9万吨、烟尘1.3万吨。

   结 构

   单桩基础由过渡段、单桩、工作平台、爬梯等组成。单桩直径一般为4m—6m的钢管桩,灌入水泥浆,过渡段连接平台和单桩,单桩贯穿到海床一定深度。桩的直径根据载荷的大小、振动频率而定,插入海床的深度与土壤强度有关,可由液压锤或震动锤贯入海床,或者在海床上钻孔,一般应用于水深不超过30米的区域。(记者 王腾腾)

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