法國依諾西海洋工程CEOHakim Mouslim：海上風電基礎設計最新發(fā)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(fā)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(fā)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(jié)構(gòu)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(fā)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(fā)電場來說很重要的部分，所以我給大家分析一下現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)場的，不斷去現(xiàn)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(yè)務70%都是海上風電相關的，我們還有自主知識產(chǎn)權(quán)海上風電專用的軟件，今天我講的這一部分的內(nèi)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(fā)。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(xiàn)在幾乎參與了法國所有的海上風電的項目。我們現(xiàn)在也在亞洲進行業(yè)務的拓展，我們也會跟其他的客戶幫助他們來開發(fā)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(shù)據(jù)，然后進行相關的海上建筑物的數(shù)據(jù)，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(jié)構(gòu)跟（巖圖）設計的工具。下面我們來說一說現(xiàn)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(xiàn)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(jù)布隆伯格的數(shù)據(jù)，他們預計在2022年的時候?qū)?千個基礎。現(xiàn)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(jié)構(gòu)保證它能夠繼續(xù)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(tǒng)進行運行。大家可以看到下邊黃色的部分，現(xiàn)在已經(jīng)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(jié)構(gòu)。在一些深海的部分，我們也會看到很多的單管的下部的結(jié)構(gòu)。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(shù)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(xiàn)在已經(jīng)看到了300架導管架的安裝，現(xiàn)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(shù)都是30到70米的基礎。現(xiàn)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(guī)模的導管架。市場上很大的趨勢，現(xiàn)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(shù)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(jié)構(gòu)可以用單一的結(jié)構(gòu)。這個可以在海床上保持很好的穩(wěn)定性，除此之外其他的優(yōu)勢可能三角式的優(yōu)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(qū)域是已經(jīng)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(zhuǎn)換部分，四角架還有連接鍵，還有一些是縱向的和橫向的結(jié)合，這些可以去增加整個結(jié)構(gòu)的剛性，所以它是一個非常僵硬的結(jié)構(gòu)，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(jié)合。像鋼結(jié)構(gòu)的可以預制的，有一些也可以去現(xiàn)場裝配的。比如說標準的管架就可以裝配出來標準的產(chǎn)品。

設計參數(shù)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(shù)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(shù)。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(jié)合。包括進入塔架的爬梯，還有轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)跟一些其他的結(jié)構(gòu)黏結(jié)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(wěn)定性要跟其他的結(jié)構(gòu)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(xiàn)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(jīng)驗，現(xiàn)在也已經(jīng)反饋到了設計和制造當中，現(xiàn)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(xiàn)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(jù)自己的厚度找到不同的供應商。現(xiàn)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(qū)別，甚至還要考慮到提升的部分。這是一個傳統(tǒng)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(tài)的載荷和動態(tài)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(yè)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(xù)。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(xiàn)場的數(shù)據(jù)來進行載荷的設計，這些就可以幫助我們?nèi)ピu估它的極限狀態(tài)，這個結(jié)構(gòu)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(jié)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(yōu)。

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(xiàn)在已經(jīng)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(xiàn)在碼頭上已經(jīng)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(yōu)的。最后現(xiàn)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(cè)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(jù)不同的廠址來改變塔的高度，導管架的高度，會去結(jié)合一些混凝土，鋼結(jié)構(gòu)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(zhì)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(lián)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(jié)合到一起，來實現(xiàn)最終的安裝位置。還有組裝的預裝件來組成整個結(jié)構(gòu)，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(jīng)開始了這方面的產(chǎn)品發(fā)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(fā)言由現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)本人審閱）