分体安装技术在海上风电工程中的应用_开题报告

为了减少碳排放量，主要沿海发达国家和发展中国家都将发展海上风电作为应对新世纪能源和气候变化双重挑战的重要手段。海上风电由于资源丰富、风速稳定、对环境的负面影响较少；风电机组距离海岸较远，噪声、视觉干扰很小；单机容量大，年利用小时数高；不占用土地资源等优势。

海上风电产业所拥有的潜力已经受到世界的关注。已经从它的发源地北欧一路发展到北美、东亚、印度和其他地方。美国第一个海上风电场2016年上线，中国海上风电产业高速发展。规划试点项目或大规模开发商业运作海上风电场的国家的数量正在迅速增长。

根据最新数据显示，风能发电仅次于水力发电占到全球可再生资源发电量的16%。在全球高度关注发展低碳经济的语境下，海上风电有成为改变游戏规则的可再生能源电力的潜质。在人口密集的沿海地区，可以快速地建立起吉瓦级的海上风电场，这也使得海上风电可以成为通过经济有效的方式来减少能源生产环节碳排放的重要技术之一。海上风电虽然起步较晚，但是凭借海风资源的稳定性和大发电功率的特点，海上风电近年来正在世界各地飞速发展。在陆上风电已经在成本上能够与传统电源技术展开竞争的情况下，目前海上风电也正在引发广泛关注，它具有高度依赖技术驱动的特质，已经具备了作为核心电源来推动未来全球低碳经济发展的条件。

截至2017年，将近84%(15780兆瓦)的海上风电设施位于11个欧洲国家海岸附近的水域。剩下的16%主要分布在中国，随后是越南、日本、韩国，美国和中国台湾。

美国和欧洲从20世纪70年代开始，致力于大型风力发电的研发，80年代主要是国家海上风电场资源评估的技术研究；90年代初进行一批示范项目及中型海上风电场项目的建设与开发；2000年以后致力于大型风力发电机组与海上风电场的开发、研究、应用，其中具有典型代表意义的分别为英国London Array风电场、哥本哈根海岸风电场和荷兰的Q7项目风电场。单机容量由90年代的450KW发展至2007年的5MW（Repower），尤其是Vestas的V80（2MW）和GE Wind3.6MW，已经有相当的运行业绩，2003年度海上风电的总容量为529.8MW，且海上风电场风资源优于沿岸优良风场，60米高度的平均风速大于8m/s，电量高于沿岸风场20%～40%。2014年，全球海上风电累计装机容量为8770兆瓦。短期内全球海上风电市场仍将保持高度集中，预计2024年全球累计装机容量将达到49944兆瓦，其中欧洲约占75%。海上风电市场的重心将从浅水区向深水区域转移，机组容量大型化成发展趋势。

2017年全球海上风电新增装机4334兆瓦，分布在全球9个市场，比去年增长了95%。全球海上风电累计装机容量达到18814兆瓦，分布在全球17个市场。

欧洲引领世界海上风电产业发展，欧洲海上风电发展在规划政策、政府扶持、技术创新、市场机制等方面有诸多可取之处。借鉴欧洲海上风电发展的成功经验。将极大地促进中国海上风电产业发展。

我国拥有发展海上风电的天然优势，海岸线长达1.8万公里，可利用海域面积300多万平方公里，海上风能资源丰富。根据中国气象局风能资源详查初步成果，我国5至25米水深线以内近海区域、海平面以上50米高度范围内，风电可装机容量约2亿千瓦时。可以看出，海上风电是我国发电行业的未来发展方向。

我国的海岸线漫长，尤其是华东沿海，近海风况甚佳，位于东亚季风盛行区，受冬季夏季风影响，风能源丰富、海域开阔、障碍物少，地势平坦、地形变化不大，海床演变甚微，不占用土地，也不涉及移民问题。专家预测，仅华东沿海从上海至连云港，可建2000余万KW的风电场，若开发利用，将极大地改善华东地区的能源结构，节省大量的石油煤炭资源，减少大气污染。以浙江省为例，2009年浙江省能源利用状况白皮书显示，浙江海岸线总长约6500km，风能开发利用具有较好的前景，全省大多数海岛平均风速在5m/s以上，年平均有效风速时数约6000h以上。根据浙江省海上风电发展规划，至2020年装机容量达到400万KW，至2030年装机容量达到600万KW，远景规划装机容量达到1490万KW，基本形成杭州湾、舟山、象山、台州和温州500万KW海上风电基地。目前舟山、象山、温州等海上风电前期测风工作已启动，预计今后浙江海上风电将逐步快速增长。同时上海“十二五”末海上风电规划装机70万KW，其中近海60万KW，潮间带10万KW；到2020年，海上风电规划装机155万KW，其中近海135万KW，潮间带20万KW。

我国海上风电发展区域主要集中在东部沿海地区，大力发展海上风电，不仅可以满足东部用电需求，陆、海风电相结合，而且，海上风电成为近两年不少地方推进清洁能源替代的优选方案。2017年全国新增海上风电并网装机容量57万千瓦，项目开发集中在江苏、福建、广东三省。目前，江苏省海上风电项目最多，已建、在建和核准待建的项目共计20个，福建、广东分别为8个和6个。根据《风电发展“十三五”规划》，积极稳妥推进海上风电建设，重点推动江苏、浙江、福建、广东等省的海上风电建设，到2020年四省海上风电开工建设规模均达到百万千瓦以上。据有关统计，2017年我国海上风电新增装机1164兆瓦，到2017年底累计总装机达2788兆瓦，居于英国和德国之后，位居全球第三。

开发海上风电有许多优势，但也存在很多困难，如风电机组的基础在海上，安装难度大，投入大等。其中，海上风机安装技术和装备水平是风电场建设的瓶颈，两者相辅相成。

国内外海上风电场风机安装工艺大体可归类为两大类：海上分体安装方式和海上整体安装。

风机海上分体安装主要施工方法为将风力发电机组各部件运输至风电场预定安装位置，依次将塔架、机舱、轮毂、叶片等安装至基础平台上。该方法在英国Scroby Sands以及丹麦Nysted海上风电场中采用过。

为了承受海洋中恶劣的环境影响，风机海上分体安装时多采用带自升式桩腿的起重作业平台（船），自升式桩腿的作用就是把作业平台（船）顶高，平台底部抬高至脱离水面免受波浪与海流的作用，从而保证安装过程的稳定性。该方法具有安装稳定、工序简单等优点，但是对安装船舶和施工窗口期要求较高。

风机海上整体安装主要施工方法为在风机组装基地将风机部件（包括塔架、机舱、轮毂和叶片）组装为整机，然后将整机运输至海上风场，利用大型起重船将已组装成一体的风力发电机组进行安装作业。该方法在英国Beatrice风电示范项目中采用过。

风机海上整体安装可以将大量的组装工作在陆域组装基地完成，缩短海上作业时间。但是该方法需要合适的风机组装场地，并配置相应的吊装装备，具有一定的局限性。

相比欧洲我国海上风电起步稍晚，但在“十一五”之后我国海上风电进入快速发展时期，海上风电施工设备与施工工艺也日趋成熟。自2008年我国第一个海上风电场“上海东海大桥100兆瓦海上风电示范项目”开工建设至今，海上风电发展经历了10个年头，中国海上风电产业已初具规模。

上海东海大桥100兆瓦海上风电示范项目采用了风机整体安装技术，共安装了34台3兆瓦风机，对我国的海上风电发展具有开创和示范作用。随着海上风电施工装备的不断发展，新的风机安装技术也被迅速开发，具有代表性的就是分体安装技术。风机海上分体安装与整体安装各有所长也有其短，需要针对工程项目的各种因素和客观条件全面分析，综合考虑，合理选择。

本文将对两种安装技术在施工难易点、适用范围等方面展开分析和比较，并对分体安装技术的总体工艺路线、平面布局、主要工艺方法等方面进行介绍，结合工程实例，展示分体安装技术的实施效果。

二、^范文提纲

0 引言

1 概况

1.1 国外海上风电发展情况

1.2 国内海上风电发展情况

2 海上风电机组的安装方式分析

2.1 海上风机安装技术发展概况

2.2 海上风电机组安装方式介绍

2.3 海上风电机安装方案比较

3 风机海上分体安装工艺方案介绍

3.1 方案总体工艺路线

3.2 工艺平面布置

3.3 大型机械设备配置

  3.4 主要工艺方法

4 工程应用实例

4.1 工程实例

4.2 项目实施效果

5 结语

5.1 分体安装技术存在的问题

5.2 需要进一步研究的方向

三、参考文献

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