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Scroby Sands海上风电场:安装与运行

供稿人:张蓓文;陆斌  供稿时间:2007-6-15   关键字:Scroby  Sands  海上风电场  建设  
Scroby Sands海上风电场属英国第一批已建海上风电场,于2004年投入运行,由英国E.ON UK Renewables Offshore Wind Ltd (EROWL)公司所有。笔者在“Scroby Sands海上风电场:项目时间表与前期技术论证”一文中已经就该海上风电场的基本情况作了概要介绍,本文将对该电场的安装和联网,以及电场运行情况介绍如下。
安装和联网
基座建造:承包商认为重力式基座不适合Scroby Sands发电场,所以采用了单桩式基座。技术人员以动力分析的方法决定桩体的厚度和深度,分析时考虑了波浪和风负荷可能引起桩体摇摆。设计中要求桩体在运行周期内抵抗最大暴风雨和疲劳载荷。码头采用J型接驳平台,并在设计时考虑该位置的波浪和水流情况。码头设有两个接驳梯子来容纳不同方向的船只进出。桩体在其接近顶部的位置设有工作平台。桩体直径为4.2米,通过法兰的焊接将桩基与塔架连接。安装桩基采用纯打桩方法,码头和接驳平台在打桩后直接安装,这种高效设计是第一次在Scroby Sands上应用。自升式驳船把200吨桩体和钢结构运输到建造地点,也减少了海上操作的工序。整个基座建造时间约为24小时。
 
冲刷保护:Scroby Sands风力发电场位于受大型潮汐影响而成的多沙地带,潮差有3米,潮汐速度可达1.5m/s。30年来,海床深度改变了8米(该数据由英国海军部在过去50年测得)。巨大海床沉淀和可达6到8米深的冲刷坑使得冲刷保护显得非常必要,尤其是它对电缆的保护。冲刷保护材料由石头组成,利用侧卸式驳船倾倒石头,组成冲刷保护层。为了在桩体周围均匀分布石料,驳船从离桩基大约2米的六个不同方向倾倒,之后一边倾倒一边离开桩基。
 
打桩工序:Mammoet Van Oord公司采用“JUMPING JACK”号自升式驳船完成基座安装工程。工程包括了30个单桩式基座安装,直径4米的桩基采用纯打桩工艺来安装,IHC S1200型液压打桩锤直接放置在桩体顶部焊接的法兰上。
 
塔架、涡轮机、风轮叶片安装:A2SEA公司和Seacore公司使用“MV OCEAN ADY”号和“Excalibur”号自升式驳船安装了30个机组。“MV OCEAN ADY”号采用了自带一个450吨的,可在海上平稳操作的起重机,并可实现海上快速运输的独特设计。Seacore公司设计和建造的“Excalibur”号自升式驳船,可同时运载二个完整的风力发电机,毂高为60m。A2SEA A/S公司在深水区安装了24台涡轮机(2004年3月26日到2004年5月14日),Seacore公司在浅水区安装了6台涡轮机(为期12天,最后一台完成于2004年7月1日)。
 
电缆安装:海下铺设电缆很费时。气象数据往往不足以确定开工时间,在铺设海底三条电缆过程中,不得不因为其中一条铺设的打断而中断。洋流数据有时也不够充分,潜水员活动受制于强潮汐流。
 
物流方面:涡轮机安装工作由Vestas在Campeltown的工厂完成,涡轮机和叶片由Vestas Celtic公司在SLP Engineering公司的Lowestoft码头预装配。其它物流工作通过Great Yarmouth港务局安排。
 
 
图:堆放在码头的机组部件/满载机组部件的船舶驶离Lowestoft港
来源: E.ON UK, Chatterton/ Woodmann, ODE
 
电场运行
测试工作包括单个涡轮机的24小时可靠性运转和整个发电场的120小时可靠性测试,为期6个月,Vestas和ode分别对各个测试阶段和结论性文件负责。
 
抵达海上风机进行维护的工具:涡轮机维护主要依靠船,会受浪高的影响(最高1.5m)。TTS分公司Alnmaritec特别为维护Scroby Sands海上风力发电场设计了一种小船,带有12名乘客和2名船员的座位,并为货物留出了充足的甲板空间,设计航行距离为3到20英里。该船将用于运送维护人员和工具箱往返于海上风力发电场,在船首有个大型悬架可方便吊放涡轮机。工作船安装有2.4t起重机用于货物运载和操作。
 
产电与供电:从2005年1月到8月,风电场可用率从83%提高到96%。发电量在2005年1月的22GWh和2005年8月的12GWh之间变动,未来的目标是每年产电达171GWh。
 
图:Scroby Sands风电场的供电状况(左)和产电状况(右)
 
 

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