法國依諾西海洋工程CEOHakim Mouslim：海上風電基礎設計最新發展趨勢

2017-10-19 13:27:31 能見　點擊量：評論 (0)

2017年10月16日-19日，2017北京國際風能大會（CWP2017）在北京隆重召開。在本次大會的海上風電技術分論壇上，法國依諾西海洋工程技術公司CEOHakimMouslim先生分享了海上風電基礎設計最新發展趨勢。他表示，基礎設

2017年10月16日-19日，2017北京國際風能大會（CWP2017）在北京隆重召開。在本次大會的“海上風電技術”分論壇上，法國依諾西海洋工程技術公司CEOHakimMouslim先生分享了海上風電基礎設計最新發展趨勢。他表示，基礎設計的未來趨勢包括使用模塊化的導管架、組裝的預裝件來組成整個結構以及自動焊接技術從而減少組裝時間，以及提高導管架的疲勞壽命的雙面焊接等。

以下為發言實錄：

HakimMouslim：你好，大家下午好。那么我是來自法國，我的中文還不是特別的好，所以我就用英文來給大家講。我們公司叫依諾西是工程公司在法國這個城市。今天主要給大家來說一說導管架基礎的趨勢，跟風機沒有直接的關系，但是這對于海上發電場來說很重要的部分，所以我給大家分析一下現在在導管架有什么樣的趨勢還有市場是什么樣的情況。

那么先來稍微簡單的介紹依諾西公司我們是在法國城市，在海上工程方面有名，我們有一個INNOSEA也是在⋯所以在我們這個城市所以有很多海上項目相關的公司，那么我們公司是一個獨立的跨學科的工程公司。我們現在有三個辦公室，兩個是在歐洲，有一個是在北美，一個是在歐洲的兩個，一個是在法國，一個是在英國。那么我們的團隊總共有50個成員，有差不多30個人是在現場的，不斷去現場咨詢的這些人，還有20多個不同領域的外部專家。我們差不多業務70%都是海上風電相關的，我們還有自主知識產權海上風電專用的軟件，今天我講的這一部分的內容提供設計分析，以及工程設計。

我們也為這種固定的以及浮動的海上風電基礎提供設計，我們會跟大學進行合作，然后一起來進行一些研發。那么這是我們之前的一些客戶，大部分是在歐洲，那么比如說在比利時的項目，還有在德國的項目，還有我們現在幾乎參與了法國所有的海上風電的項目。我們現在也在亞洲進行業務的拓展，我們也會跟其他的客戶幫助他們來開發海上的風場。

我們會有一些基礎的分析跟設計，風機的一些工作，包括風機載荷的評估，還有一些耦合的評估，也就是說我們會來收集風機相關的這些數據，然后進行相關的海上建筑物的數據，從而來進行評估。然后之后大家會來說一說其他的設計工具，比如說基礎結構跟（巖圖）設計的工具。下面我們來說一說現在的市場基礎，在這個基礎當中其中很重要的部分就是導管架，也就是說這些是在風機的下方來進行安裝，從而來支持它，來承擔它的負荷。現在差不多是有三千五百個地下的建筑。在全球市場上，那么根據布隆伯格的數據，他們預計在2022年的時候將會有6千個基礎。現在很多項目都是單管的基礎，我們這部分是導管架的部分。這一個在未來也將會在更多的國家進行導管架的安裝，特別是在中國，在未來將會有更多導管架的地基，或者是海下的部分。

所以我們必須要使得這些基礎不斷地，或者是下一步的結構保證它能夠繼續下去。那么我們可以看到在海上風電會有海上升壓站，也就是說海上的這個部分。比如說第一個圖片就可以看到是一個歐美項目，是海上的海上的升壓站，它會有風機，以及電力的一些系統進行運行。大家可以看到下邊黃色的部分，現在已經在世界上很多地方都有黃色的這部分的支架作為海上風電支架的結構。在一些深海的部分，我們也會看到很多的單管的下部的結構。那么如果使用導管可以承受很大的海浪的撞擊，也可以承擔很重的風機。所以回頭看過去的話，大家能看到多數的導管架，在最開始都只是在歐洲，最后的一個例子是在美國博克島，我們現在已經看到了300架導管架的安裝，現在也有很多的新項目都打算安裝導管架式的基礎。

這張圖上比較重要的就是海上風電量導管架的使用情況，希望大家主要看到的就是它的演進向基礎重量的演進，最早的重量差不多是450到500噸，多數都是30到70米的基礎。現在的基礎導管架越來越高，那么重量可能會達到一千噸。但是在安裝的過程當中，這個船是有極限的，一千噸可能就是擊弦樂，但是未來有一些新的船只去安裝更大規模的導管架。市場上很大的趨勢，現在有兩種不同的導管架基礎，有三角式的還有四角式的，多數的制造商都關注三角式的因為我們可以去使用所謂的三面體的結構可以用單一的結構。這個可以在海床上保持很好的穩定性，除此之外其他的優勢可能三角式的優勢就沒有那么明顯。這種預裝對三角式要容易，這里面灰色的區域是已經安裝的導管架基礎的，大家能看到是在30到50米的。差不多2013、2014、2015年新安裝的導管架是更大的，因為風機更大了。另外它的水深也會比較深，有的達到30到50米的深度，可能更深。

在導管架的設計方面也有一些比較關鍵的元素想跟大家分享一下，上面紅色的部分是轉換部分，四角架還有連接鍵，還有一些是縱向的和橫向的結合，這些可以去增加整個結構的剛性，所以它是一個非常僵硬的結構，可以去承擔更大的載荷或者是風力。之后還有其他類型的結合。像鋼結構的可以預制的，有一些也可以去現場裝配的。比如說標準的管架就可以裝配出來標準的產品。

設計參數最基本的就是我之前展示過的幾個因素，包括它的管架、厚度還有它的直徑等等。這里面有一些主要的參數需要大家去攻克。那像從三角到四角，從制造的角度來講還會涉及到一些其他的參數。次級鋼接受的要素包括主平臺，還有很多不同的鋼元素的結合。包括進入塔架的爬梯，還有轉換的過渡零件，還有一些把導管架跟像線路連接在一起的高壓線等等，這些都是在整個基礎的建設過程當中需要考慮到的，我們可能會需要把這個結構跟一些其他的結構黏結在一起。

所以導管架所要求的設計是必須為制造而進行設計的，它的穩定性要跟其他的結構相比，必須要更高，因為可能會面臨很大的風的沖擊。所以它可能需要承擔一個三到五兆瓦的風機，要求它的剛度必須要強。除此之外還會要求跟底部土壤的適應，比方說它的底部能夠深入到土壤當中多少。導管架的制造現在正在不斷的改進，因為市場也是充滿了競爭的，我們能看到過去的一些項目當中積累的經驗，現在也已經反饋到了設計和制造當中，現在制造的成本是越來越低了，這也是很有意思的趨勢，是整個海上風電領域的趨勢。從制造的角度來講，現在歐洲有很多的供應商可以去制造導管架，但是導管架的性能跟單裝式的相比可能它的管壁有不同的要求，我們也能根據自己的厚度找到不同的供應商。現在還一些焊接的部分可能跟單裝式的不一樣，但是供應商都存在。

我們我們對于導管架的高度要求，也都有區別，甚至還要考慮到提升的部分。這是一個傳統的四角導管架，我們其實其中需要引起大家注意的有兩個部分，包括它的承載能力，還有市場對它的采購能力等等。還有很多方面，也需要我們考慮到它的整體使用壽命，那在考慮使用壽命的時候還要想到靜態的載荷和動態的載荷等等。所以我想解釋一下什么叫為制造而設計？也就是我們設計的考慮。我們的初始設計基本上是幾何層面上的設計，比方說考慮水深，考慮風機的尺寸，土壤的特征，還有土壤跟基礎的互相影響。同時還有一些其他的因素，比方說裝的設計我們一是采用三角還是四角，以及我們也會給業主提出自己的建議，看他們需要什么樣的，之后我們從初始設計就開始往后繼續。比方說會設計到一些過渡段，涉及到箱型梁，最后的組裝我們要先把初始圖畫出來。之后我們會服役現場的數據來進行載荷的設計，這些就可以幫助我們去評估它的極限狀態，這個結構作為基礎能夠承受多么大的壓力等等。以及不同的鋼組件能夠承擔多大的壓力；這個就是基本上我們常見到的解決方案，我們想要解決的就是⋯下面一步可能遇到的細節設計問題。我們還會有對不同的設計圖有3D版本，最終的目的就是使得管的直徑和厚度都能達到最優。

我們的方法當中，為制造而設計的主要考慮的因素，會涉及到一個報告，就是從制造的角度去看待設計的報告。比方說它的載重能力，它的運輸方便性，以及從采購的角度來講，它的設計特性，是在本地制造還是在外地制造本地安裝比較合適，還有比方說像制造能力。因為我們需要確認可能一次性是否能夠制造80到100個導管架，需求量可能會比較大，所以這些東西都要去考慮到。

我們現在已經開始進入下一步了，也是最后的一個階段，就是碼頭的布置和評估。我們要對于現在碼頭上已經裝配的東西去進行評估，然后來確保接下來的導管架的安裝是能夠達到最優的。最后現在和未來的導管架設計趨勢，我們稱之為模塊化的設計，大家看右下角這些導管架，這是美國的一個項目，是⋯因為碼頭的最大承載能力，大家看左側就是可以滿足兩個部分的。所以這種模塊化的制造，能夠為我們提供更大的可能性，我們可以根據不同的廠址來改變塔的高度，導管架的高度，會去結合一些混凝土，鋼結構來進行過渡段的設計，這也是最新的趨勢。這樣可以給我們提供過渡段非常輕質的解決方案。

最后基礎設計的一些未來趨勢是什么樣的，可能會主要看到以下幾個方面，首先是改善工程設計還有培訓。另外就是整合基礎與風機進行聯合分機，另外就是更多的使用模塊化的導管架，大家看右上角就是一個例子，顯示的不同框架結合到一起，來實現最終的安裝位置。還有組裝的預裝件來組成整個結構，還有自動焊接技術，減少組裝時間，之后是雙面的焊接，可以提高導管架的疲勞壽命。這也是我們稱之為雙點焊接的歐洲新的趨勢，這一點對于中國市場也有很大的意義。

最后就是基礎的改善并不只是要改善樁的站立，未來我們可能會有漂浮的基礎。漂浮式基礎可能會，我們在上個星期已經開始了這方面的產品發布，所以在未來會有越來越多的這種海上風電的基礎方面的想法，謝謝。

（發言由現場速記整理，未經本人審閱）