春光明媚，日暖氤氳。位于“海上風(fēng)電明珠”的龍源電力莆田南日島海上風(fēng)電場一期項目，一臺臺風(fēng)機正“迎風(fēng)飛舞”，源源不斷地輸送著清潔能源。
中國電力企業(yè)聯(lián)合會電力科技創(chuàng)新一等獎、集團公司科技進(jìn)步一等獎……一系列耀眼成績的取得，是國家能源集團龍源電力福建公司堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的生動寫實。深耕巖基海床海上風(fēng)電以來，該公司始終把創(chuàng)新擺在核心位置，以敢為人先的勇氣、久久為功的韌勁，持續(xù)發(fā)力、攻堅突破，積極進(jìn)行全方位、深層次的探索和實踐，不斷用創(chuàng)新賦能海上風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展。
勇闖技術(shù)“無人區(qū)”，厚植高質(zhì)量發(fā)展底色
受益于臺灣海峽的“狹管效應(yīng)”，福建南日島是全國風(fēng)資源最豐富的地區(qū)之一。但被賦予獨有自然資源的同時，南日島也給想要征服它的人設(shè)置了重重關(guān)卡。該片海域內(nèi)下伏基巖巖性為花崗巖，風(fēng)化程度不均，部分花崗巖抗壓強度達(dá)130MPa，常規(guī)施工方案難以實施。
“南日島海域水文和地質(zhì)條件復(fù)雜，可供借鑒的海上風(fēng)電施工經(jīng)驗少，疊加鹽霧腐蝕、海浪載荷、臺風(fēng)破壞等不利因素影響，給項目風(fēng)機基礎(chǔ)選型、設(shè)計與施工帶來了巨大挑戰(zhàn)?！痹摴灸先蘸Ｉ巷L(fēng)電項目部技術(shù)專責(zé)趙樂川說。
一臺海上風(fēng)機加上塔筒的重量，能達(dá)到1000噸到2000噸。要保證海上風(fēng)機屹立不倒、穩(wěn)定發(fā)電，關(guān)鍵在于海上風(fēng)機機組基礎(chǔ)。而大直徑單樁基礎(chǔ)具有海上作業(yè)工序少、工程造價較低等優(yōu)點，是巖基地質(zhì)條件下基礎(chǔ)施工的首選。為使大直徑嵌巖單樁施工成為可能，該公司強化設(shè)計思維，將南日島海上風(fēng)電場單樁基礎(chǔ)分為3類，歸結(jié)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類型式，即覆蓋層很深的（無需嵌巖）機位、覆蓋層較深的（即嵌巖較淺）機位與覆蓋層淺的（即嵌巖較深）機位，并深入分析研究單樁基礎(chǔ)的安全性、適用性和可行性。Ⅰ、Ⅱ類型式，采用傳統(tǒng)的“打-鉆-打”施工工藝；Ⅲ類型，創(chuàng)新運用“安裝穩(wěn)樁平臺-鉆孔-吊放鋼管樁-灌漿”的“植入式”施工方案。
2017年，該公司先后完成全國首個大直徑嵌巖單樁、世界首個“植入式”嵌巖單樁，標(biāo)志著我國在淺覆蓋層海床海上風(fēng)電開發(fā)領(lǐng)域走在了世界前列。2021年，面對海床基巖出露、無覆蓋層的地質(zhì)條件，在常規(guī)的高樁承臺基礎(chǔ)、單樁基礎(chǔ)、重力式基礎(chǔ)、吸力筒基礎(chǔ)等均無法應(yīng)用的情況下，不斷激活創(chuàng)新動能，結(jié)合“植入式”嵌巖單樁施工工藝，探索形成了一套海上風(fēng)電深水裸巖大直徑嵌巖單樁技術(shù)方案，順利建成世界首個深水裸巖單樁基礎(chǔ)。建成的深水裸巖單樁基礎(chǔ)垂直度0.36‰，遠(yuǎn)優(yōu)于3‰的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。同時依托該技術(shù)方案，成功解決了莆田南日島海上風(fēng)電場一期項目6臺裸巖機位世界性施工難題，實現(xiàn)深水裸巖大直徑嵌巖單樁技術(shù)的工程應(yīng)用，進(jìn)一步填補了國內(nèi)嵌巖單樁技術(shù)的空白，對推動國內(nèi)同類海上風(fēng)電場的大規(guī)模開發(fā)具有重要的借鑒意義。
“目前，我們已經(jīng)掌握了掌握了單樁、多樁基礎(chǔ)等海上風(fēng)電施工核心技術(shù)，使海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)更加高效，為海上風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展增添強大動力……”該公司南日海上風(fēng)電項目部負(fù)責(zé)人劉旦說。
打造關(guān)鍵利器，增強高質(zhì)量發(fā)展競爭力
作為國內(nèi)首個近?；鶐r海床的海上風(fēng)電項目，同時也是世界首個采用嵌巖單樁基礎(chǔ)形式并將嵌巖單樁基礎(chǔ)批量規(guī)?；瘧?yīng)用的海上風(fēng)電項目，因其獨特的地理環(huán)境和風(fēng)資源優(yōu)勢，莆田南日島海上風(fēng)電場一期項目年施工有效作業(yè)時間短、約180天。面對嚴(yán)苛的施工環(huán)境，沒有大型可靠的裝備，單樁嵌巖基礎(chǔ)施工根本無法實現(xiàn)。
海上風(fēng)電歷來是“裝備決定施工、施工決定設(shè)計”。但因施工中所必須的大直徑嵌巖鉆機技術(shù)被國外封鎖，且每臺鉆機費用動輒數(shù)億元，導(dǎo)致項目造價高昂。該公司充分考慮巖基海床嵌巖需求和海上風(fēng)電向大容量機組發(fā)展趨勢，以更高的鉆機破巖能力和變徑能力為研發(fā)思路，積極組織開展大直徑嵌巖鉆孔設(shè)備研制，全力打造海上風(fēng)電開發(fā)施工裝備，推動研制了扭轉(zhuǎn)力矩大、破巖能力強、鉆孔垂直度控制性高的嵌巖鉆機，以及具備連續(xù)無級高程調(diào)節(jié)功能的更加大型化、技術(shù)化的穩(wěn)樁平臺，配套使用先進(jìn)的海上風(fēng)電施工船和大能量液壓打樁錘，使大直徑嵌巖單樁施工成為現(xiàn)實。同時，該公司進(jìn)一步總結(jié)嵌巖單樁施工經(jīng)驗，科學(xué)優(yōu)化施工組織方案，合理調(diào)整施工組織安排，妥善配置施工有效資源，充分利用施工有利時間，形成流水化作業(yè)，I型單樁基礎(chǔ)施工期由17天縮短至10天，1套鉆機工作面每月可完成1.5個Ⅲ型單樁基礎(chǔ)。
從先期開展的高樁承臺基礎(chǔ)樣機，到多項首創(chuàng)的嵌巖單樁施工工藝術(shù)，充分發(fā)揮“敢為人先、愛拼會贏”的開創(chuàng)精神，在海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)創(chuàng)新探索得力。依托高樁承臺基礎(chǔ)、嵌巖單樁技術(shù)上的突破性、創(chuàng)新性以及在實踐中的廣泛應(yīng)用等優(yōu)勢，申報發(fā)明和實用新型專利25項，15項專得獲得授權(quán)，并榮獲10余項省部級和行業(yè)級科技獎項。
堅持創(chuàng)新融合，書寫高質(zhì)量發(fā)展新篇章
我國海上風(fēng)電已進(jìn)入大規(guī)模發(fā)展階段，然而目前其開發(fā)能力還僅局限于近海淺水海域，隨著開發(fā)進(jìn)程的加快及技術(shù)革新，海上風(fēng)電走向深海是行業(yè)發(fā)展的必然。且在水深50米以上的海域，漂浮式基礎(chǔ)要優(yōu)于傳統(tǒng)單樁、導(dǎo)管架、高樁承臺等方案。
創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力。為解決海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海發(fā)展的技術(shù)瓶頸，推動養(yǎng)殖和海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海發(fā)展，該公司以《深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖融合漂浮式海上風(fēng)電示范項目》為抓手，創(chuàng)新海上風(fēng)電開發(fā)新模式，探索“深海風(fēng)電+海洋牧場”融合發(fā)展途徑，再次引領(lǐng)了海上風(fēng)電發(fā)展新方向。
該項目是集團公司“十四五”十大重點科技攻關(guān)項目之一，擬建設(shè)一臺漂浮式海上風(fēng)機，同時利用風(fēng)機浮體平臺進(jìn)行海上立體養(yǎng)殖，助力海上經(jīng)濟發(fā)展。項目建設(shè)過程中，將著重研究漂浮式海上風(fēng)電模型實驗技術(shù)研究與應(yīng)用、深遠(yuǎn)海漂浮式風(fēng)漁平臺養(yǎng)殖安全及生產(chǎn)管理技術(shù)等7項關(guān)鍵技術(shù)。建成投產(chǎn)后，有望成為全球首個漂浮式海上風(fēng)電和深海養(yǎng)殖相融合的示范項目，形成“以漁養(yǎng)電、以電養(yǎng)魚”的風(fēng)電開發(fā)運營新模式，實現(xiàn)兼顧清潔能源產(chǎn)出與漁業(yè)資源持續(xù)開發(fā)的綠色生產(chǎn)新模式，打造“海上風(fēng)電功能圈”。
潮平兩岸闊，風(fēng)正一帆懸。該公司將始終堅持新發(fā)展理念，認(rèn)真貫徹“一個目標(biāo)、三型五化、七個一流”發(fā)展戰(zhàn)略，踔厲奮發(fā)、篤行不怠，在創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展之路展現(xiàn)新作為、彰顯新?lián)?dāng)，為海上風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)智慧和力量。
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