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乌斯坦公司中国区副总裁杜可:打造安全、高效的海上风电配套船舶
2023-05-18 来源:风能专委会CWEA
 5月8日乌斯坦公司中国区副总裁杜可在题为“打造安全、高效的海上风电配套船舶”的演讲中表示,中国对于健康、安全、高效海上风电配套船舶的需求潜力巨大,目前乌斯坦在海上风电运维及安装船舶的设计上已经取得了不少经验和成果,希望可以为行业带来启示及借鉴。他呼吁同行加强关注,共同为海上风电配套船舶的设计研发及应用做出努力。
 
 
乌斯坦公司中国区副总裁杜可
 
以下为杜可演讲的主要内容:
 
乌斯坦是一家有100多年历史的挪威海事公司,总部在挪威,在全球5个国家设立分支机构。100多年的历史里,乌斯坦为海洋油气、海洋风电、探险邮轮、客船领域提供了很多知名的产品。现在的乌斯坦已经成为一个全球知名的为海事领域提供设计、咨询还有建造的企业。2005年,乌斯坦在中国成立全资子公司,18年的时间里,我们在中国建造了50多条船舶,这些项目为我们对欧洲及中国造船行业的了解积累了丰富而全面的经验。
 
如下图所示,今天我们提到的所有海洋风电的配套船舶,包括起重安装船、海上风电敷缆船、风机安装船、抛石船(防止海底冲刷),以及最右边的运维母船。昨天汕头市相关领导提道,对于风电发展来说,汕头会非常关注安装和运维,我今天主要的介绍主题也会集中在起重船和运维母船这两种船型上。
 
 
简单讲一下中国海风市场对于运维母船(SOV或者CSOV)的潜在需求,我们在欧洲的经验表明,一个风场如果安装超过100根单桩,且离岸距离超过30海里,按照现有的欧洲技术路线,大概率会通过运维母船来提供全生命周期的服务。参照欧洲风场的经验,我们以下图中国海上风场的分布为例,从图中可以看到有相当多的部分,包括江苏如东区域、广东阳江也就是青州那边,还有汕头中能都落入到100根桩、30海里这条线的右上方,即需要CSOV进行运维服务的风场领域,所以说我们对中国风场SOV的潜在需求是非常有信心的,估计在未来的10年里面,中国将需要至少40艘SOV/CSOV才能满足建造期间以及运维方面的需求,市场前景是非常好的。
 
 
乌斯坦的SOV设计:刚刚提到的SX163,其为全球第一艘专业SOV;SX175,服务于西门子风场;SX195,服务于GE风场;另外还有两艘SX195,为荷兰Acta Marine建造,其中有一艘服务于Vestas风场。我们建造的船为欧洲主流的主机厂服务,也在实践营运中得到了各大主机厂的积极好评。
 
我们为上海电气设计的两型SX195和SX197,60人和100人,适用于他们在江苏如东、福建和广东的风场,目前这两艘船在振华重工建造。最近两年我们也推出了TWIN X-Stern的双艉设计,包括SX222、SX221还有SX216运维母船设计,自推出以来,已有多个船东定制乌斯坦双艉设计SOV/CSOV。
 
从外形上来看,双艉设计有很多技术特点,能够带来很多便利,包括能够提供更好全方向的机动性和耐波性,能够在风场里面提供更快的倒车航速;船艏、船艉基本上具有对称的特性,所以具有更好的动力定位性能;Ulstein Twin X-Stern在艏部使用全回转的舵桨,降低了传统隧道式侧推一般会有的噪音,提高船舶的舒适性。考虑到国内的配套,我们在艏部没有使用传统的伸缩推进器,而是使用全回转推进器,这样一来国产化是没有问题的。艏艉使用四个完全相同的全回转舵桨,也减少了船东将来的采购和维护成本。
 
说到法规,最近有一个即将实施的新法规对我们SOV/CSOV的设计影响比较大, SPS(特殊人员准则)和IP(工业人员准则)。关于SPS,我们为上海电气设计的船已经得到了CCS、海事局的批准。IP准则将于明年7月份实施,IP准则下所有的特种人员都不是在船上工作的,而是到风机或者海上升压站上去工作。因此,这种新制定的IP准则主要是涉及运维母船的设计,包括它的很多安全规范。我们相信,IP准则的实施将为中国设计和建造运维母船提供很多法规上的指导。
 
就安全和工作效率的考虑,乌斯坦在安装和运维母船的设计中应用了很多新的设计手段。下图左边这张是我们和动力定位(DP)厂家一起合作,对船舶在360度方向上的动力定位能力提供完全的模拟和计算。我们发现,虽然国内在营运的很多船也是动力定位2级,但它们考虑更多的是冗余,而不是动力定位的能力。作为欧洲设计公司,我们关注的不仅仅是DP2入级符号要求的系统冗余性,同样关注的还有这条船在什么样的海况下可以从事什么样的作业,在360度方向上遭受风浪流外力的时候,怎样保持艏向和位置,这些对于用船方来说是非常重要的。我们有完整的计算手段,我相信这些对国内的业主还有制造企业都是非常值得借鉴的。右边这张显示的是运维母船在360度方向上作业的时候能够作业到几米的有义波高,我们也是可以进行数字模拟及计算的。在设计前期通过这些设计手段我们可以预估船舶在未来风场里面作业的能力,这是非常值得船东们关注的。针对南中国海的双波峰波谱,我们已经做了很多的技术储备,为以后中国海风市场的船舶提供服务。
 
 
和海洋油气不同,海风市场有着非常强的季节性,一般来说夏季的时候运维工作非常饱和,这时的运维母船上就需要住很多的人,而在冬天的时候住的人又很少。海洋工程船如果以后想服务风场,就需要具备能够在不同季节间跨界的能力。因此,乌斯坦也推出了海洋能源多功能船舶的设计,既考虑海洋风电运维的需求,同时兼顾海洋油气的需求。比如说我们的SX230设计,其上配备了栈桥,同时也配备了消防、拖带、救助功能等相关的设备。
 
后面讲一点风机安装。这是我们对未来欧洲单桩的一些简单预测,我们估计2030年欧洲装机的功率基本上是在15MW,风机基础的直径差不多13米,重量差不多3500吨,风机大型化对安装提出了新的挑战。由此,我们推出新的HX118和HX122重吊安装船设计,为未来3500吨单桩的安装做好了技术储备。
 
 
Ulstein U-STERN设计,参考:乌斯坦又出新船了!看看它怎么安装超大单桩
 
为了更加安全高效地安装大型海风装备,我们新推出了Ulstein U-STERN设计,在传统船艉的基础上做一个U型开口,然后通过这个开口来进行翻桩抱桩及打桩操作。
 
通过这种新的设计,我们可以很大程度上——25%减少船舶的运动,艉部的开口提供了一个非常好的遮蔽效果,从而提高船舶的安全性和在海上作业的窗口期。
 
由于单桩现在是在船体的内部,在DP模式里面,我们可以非常容易用单桩做一个旋转的支点,然后运用DP风向标的功能,保持船在打桩的时候可以以单桩为旋转的中心,船艏始终对着风浪的方向,这样可以有效降低DP操作时对船舶功率的要求。如果安装是在船舶舷侧进行的话,船上的电站就要使用更多的功率来对抗外力对它的干扰。另外一个优势是可以避免横向作业,单桩在甲板上横向布置、横向翻桩,都会对港口及在海上的施工带来额外的困难。同时吊机也不伸出舷外,整个吊装都是在船体范围以内进行,以避免吊机突然失去载荷时船舶的横滚风险。
 
HX118可以满足3根3500吨,或6根2000吨的单桩;或者也可以做到2个2000吨或4个1500吨导管架的运输和安装,同时保有运送叶片所需的灵活性。
 
希望我们这些新的产品和技术能够为国内的各位专家和同仁们带来一些启示,大家一起为开发中国风电更加安全、高效的配套船舶共谋划策。
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