海上風電設備的碼頭裝卸方式和堆存方式

王冰 楊璧榕

【摘 要】 為滿足海上風電設備對碼頭裝卸方式和堆存方式的獨特需求，在介紹國內海上風電發展情況的基礎上，結合海上風電設備特點總結出海上風電設備碼頭裝卸方式包括岸上設備吊裝、船吊吊裝、滾裝、龍門架吊裝，并指出堆存方式應考慮將堆場劃分成若干區域，且在分區之間的道路應充分考慮運輸車輛對道路轉彎半徑的要求。國內新碼頭的規劃和設計應結合海上風電設備對碼頭裝卸、堆存的獨特需求，統籌考慮碼頭在不同時期、不同貨種之間的綜合利用和銜接。

【關鍵詞】 海上風電設備;裝卸;堆場;堆存;船吊;滾裝

1 海上風電發展情況

近幾年，我國海上風電制造、建設和運維技術水平不斷提升，發電成本逐年下降，海上風電的發展也呈現出加速和規?；内厔荨?014―2018年，我國海上風電裝機容量年均增長高達74%，截至2019年底，全國海上風電裝機容量已超過500萬kW。預計2020年底海上風電累計裝機容量將達到900萬kW，2025年底將達到3 000萬kW左右。隨著安裝和運維技術的成熟，海上風電場也將由近海淺水區逐漸走向近海深水區、遠海深水區，其體量在未來10年將呈現大幅增長的態勢。

2 海上風電設備特點

海上風電的開發和建設離不開原材料的出運。海上風電設備包括風機和電纜兩個部分，其中風機部件包括葉片、主機、塔筒、基礎結構。

從風電設備組件單件重量角度看，風機主機和風機基礎屬于超常規重件。目前市場上常規的風機主機功率主要為4～10 MW，單件重量約300～1 000 t。風機基礎常見的有單樁基礎、導管架基礎等，單件重量也在1 000～2 000 t。

從風電設備組件單件尺寸角度看，風機基礎和風機葉片屬于超常規的大型構件。風機基礎中的單樁基礎單件長度可達100 m左右，而風機葉片的長度則超過100 m。

3 海上風電設備常見裝卸方式和堆存方式

根據風電設備組件單件的大重量、大尺寸特點，對其在碼頭裝卸方式和堆存方式提出了相對獨特的需求。

3.1 裝卸方式

海上風電設備需在碼頭裝船，然后運輸至海上風場進行安裝。目前常規的裝卸方式如下：

（1）岸上設備吊裝。在歐洲，海上風電設備的裝卸通常在通用碼頭或多用途碼頭改造而成的碼頭進行，碼頭門機可以作為海上風電設備半成品的卸船設備。在海上風電設備半成品加工完畢后，由于其重量大、尺寸大的特點，常規碼頭門機無法滿足其裝卸船的需求。進行風機葉片、導管架岸上吊裝的設備多采用500 t履帶吊，對于風機主機、單樁基礎等大重量的組件，岸上設備則難以完成吊裝作業。

（2）船吊吊裝?？紤]到海上風電設備單件重量大的特點，通常采用多用途重吊雜貨船運輸。該船型自帶重型吊機，可以完成風機主機等重型設備的裝船作業，但多用途重吊雜貨船數量極少而租用難度相對較大且費用較高。

（3）滾裝。重大件通常采用滾裝上下船方式。海上風電設備的場內運輸多采用模塊車完成，亦可采用模塊車直接滾裝上船的方式進行裝船作業，但缺點是滾裝作業受高平潮持續時間所限，還只能在潮流較緩、波浪掩護條件較好的港口進行。

（4）龍門架吊裝。龍門架吊裝是指采用龍門起重機在船舶頂部進行吊裝作業。該種作業方式要求較高，需在挖入式港池或兩側有突堤的港池兩側鋪設軌道方能實現。單個龍門架的起重能力可達2 000 t左右，對于風機單樁等大尺度、大重量構件，可以采用2臺龍門架同時進行吊裝作業。該做法效率高、經濟性強。

3.2 常見堆存方式

海上風電設備組件單件尺寸大，通常在堆場中露天堆存，等待成套成批集中出運。考慮到不同組件通常由不同廠家生產，且對堆場尺寸、荷載需求均有所不同，因此常將碼頭的堆場劃分成若干區域，每個區域內堆存同類型的組件。

在堆場的布置方面，通常是將整個堆場設計成大平地，僅考慮各分區之間盡量少設置隔斷設施。在保證滿足排水要求的前提下，應盡量保證整個場地的坡度平緩，一方面滿足運輸海上風電設備組件的模塊車對爬坡坡度的要求，另一方面較緩的坡度也有利于風電設備組件堆存過程中的穩定性。

在分區之間的道路應充分考慮運輸車輛對轉彎半徑的要求。風機葉片的長度可達100 m以上，在堆場交通流向設計上應盡量少安排運輸車輛行進路線的轉向，如有難以避免的轉向，則要充分考慮轉彎半徑的尺度（通常不小于30 m），并保證車輛轉彎時風機葉片掃過的范圍內沒有障礙物。

海上風電設備單件重量大，對地基承載力的要求遠超過常規碼頭堆場的荷載要求，其中風機主機對于地基承載力的要求最高，10 MW及以上的大型風機主機要求地基承載力達到20 MPa，其相應堆場區域應根據超重的荷載考慮相應的地基處理方案。

4 結 語

目前國內海上風電場建設已進入快速發展期，但裝卸海上風電設備的碼頭仍未普及。海上風電場建設的周期性決定了其對碼頭和堆場的使用同樣具有周期性。為保證碼頭不會閑置，海上風電設備的裝卸碼頭和堆場通常結合其他貨種統籌考慮。在國內基礎設施建設高潮期，新碼頭的規劃和設計應結合海上風電設備對碼頭裝卸、堆存的獨特需求，統籌考慮碼頭在不同時期、不同貨種之間的綜合利用和銜接。