先人一步,伊莱特向欧洲浮式风电提供塔筒法兰

2021-04-28

近日,由伊莱特能源装备股份有限公司向欧洲提供的多套浮式海上风电法兰完成交付。这批产品将被用在挪威西南海域的一个分布式海上风电项目中。


1、先人一步


浮式风电作为海上风电的前沿技术,无疑备受关注。据预测,全球近80%的海上风力资源潜力分布在60米以上的海域,但由于巨大的成本和技术挑战,即便在欧洲,浮式风场的数量也屈指可数。


本次伊莱特的法兰将被用于十余台8MW海上风机,该风场位于挪威西南海域,离岸140公里,水深达到260-300米,风机基础为Spar混凝土立柱式。该风场的主要用途是为附近的多个油气平台提供清洁电力,协助业主每年减少20万吨二氧化碳和1000吨氮氧化物的排放。


该风场使用了Spar平台(右1)


2、不畏挑战


浮式海上风机终生漂浮在海面工作,由于采用柔性固定,因此无时无刻不处于运动状态。这种风机可以被看作一种具有6个自由度的高耸结构物,除了会产生前后、左右、上下三个方向的运动(X、Y、Z轴),还会在这三个方向上产生旋转晃动(纵荡、横荡、垂荡)。


晃动对浮式风电部件提出了更高的质量要求


浮式风机要承受的载荷包括自身重力、海风、叶片旋转、海面波浪、水下洋流、系泊缆索等,而且这些载荷都是耦合在一起,参数多、变量大、难以准确预测。


如果你跟小伊妹一样是文科生,可以简单把浮式风机的工作状态理解成喝醉酒的姚明单腿站在大风中的小船上表演手指转球。


浮式风电的载荷分析远远超过固定桩风电


由于这种不稳定的结构会导致大幅度的摇摆,因此,浮式风机对各类部件不论是强度上,还是疲劳寿命上,都有着更高的要求。


以本项目所用的风机为例,机头重量超过500吨,底部基础重量超过1万吨,整个塔筒像一根两头挑着重物的扁担,中间靠法兰连接,而项目所在的欧洲北海海域,每年11月至次年3月经常发生风暴,海风时速经常高达150公里,掀起十米的巨浪,这对风场的考验非常大,产品质量的重要性不言而喻。


为了增加稳定性和安全性,该风机底法兰直径设计接近8.5米,而平面度控制在0.5mm之内,也更加精细地保证了产品的适配性。


本项目制造过程中的一片塔筒法兰


3、他山之石      

                                                                                       

根据咨询机构伍德麦肯兹(Wood Mackenzie)做出预测:未来10年,亚太地区将新建超过10GW浮式风电项目,总投资超过580亿美元。碳信托(Carbon Trust)的研究报告显示,到2040年,全球浮式风电规模将达到70GW,即为现在的1000倍。


在陆上优质风场资源不断减少的情况下,浮式风电对中国“30·60”碳目标无疑也有极为重要的意义。对于发展浮式风电,伊莱特股份营销副总裁尚玉兴认为:


10-15MW大风机、浮式风电一定是未来海上风电的发展趋势,产业链各方要紧密配合,协同进步。从目前情况看,通过增大桩基法兰、底法兰的直径和边宽有助于提高整个风机的稳定性。


浮式风电对化石能源厂商的减碳战略意义重大,海上油气厂商积累了丰富的远海施工经验,通过分布式的海上风电还能大幅度降低油气平台的碳排放数量。


●我国海岸线长、岛屿多,分布式浮式风电能有效解决偏远岛屿的供电问题,值得国内尽快展开试点,大力推广。



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