建设工程-风电塔筒远洋双层叠装海运工法.docx

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1、海上风电塔筒远洋双层叠装海运工法1、前言海上风电塔筒的高效运输在海上风电发展过程中是一个急需解决的痛点问题。国内出口国际的风电产品在运输的时候会选择多套整机设备整体海运，主要因为成本低，运货量大，但是即使是大件运输船也只有船舱和甲板两层运输空间，而整机机组包括叶片、塔筒、主机、轮毂等大件，塔筒和叶片若一趟运输多套，必须将叶片和塔筒分别叠起来运输，才能在有限平面空间内装的更多。以往国内出口国外的风电机组多为陆地风电塔简，其兆瓦数、直径和重量都比较常规，多数也采取双层叠放运输。在越南金瓯海上风电项目中，海上风电机组为5.5M肌直径最大6.79米，单段最重吨位120吨，作为国内最大直径的出口机型塔筒

2、，在没有双层叠放运输海上风电塔筒先例的情况下，研发探索形成了一套海上风电塔筒远洋双层叠装海运工法，在增加运输船舶单程装载货物量的同时，提高大直径风电塔筒的海上运输效率，降低运输成本，并率先在国际海运中实现首次应用，填补了国内5米直径以上风电塔筒双层海运技术空白。2、工法特点与传统的海上风电塔筒运输方法相比，本工法有以下特点：2.0.1本工法中双层叠装海运技术的作用是在风电塔筒在远洋船舶上运输时，采用双层叠装的运输工装可以装运两套塔筒仅使用一套塔筒的占地面积，相比于传统单层运输模式，单只船舶可以将塔筒装载量提升一倍。2.0.2本工法中设计的双层运输工装的意义是填补了国内直径5米以上海上风电塔筒双

3、层海运技术的空白，极大的扩大了塔筒的适用范围，将国内原有双层运输的塔筒重量从100吨提升到240吨，最大叠装高度从10米提高到15米，塔筒运输时的重心相当于两层楼的高度。2.0.3本工法中设计了双层叠装塔筒专用吊具，通过塔筒上安装的吊具可以使吊装更加便捷快速，避免拆卸吊座或者钢丝绳，保证了塔筒外壁包装布干净整洁。2.0.4叠运工装连接法兰采用弧长孔设计可适配多种常用规格塔筒法兰孔位，可在多个海上风电塔筒远洋运输项目中叠装循环运输使用；叠运工装采用模块化拼装，在叠运吊装对接时可快速定位对接。通过结构优化、零部件设计通用化、安装对接模块优化等措施，在保障作业安全的前提下有效提升运输装置的制造效率和

4、安装效率。3、适用范围本工法适用于直径在3.5-6.5米之间的海上风电塔筒双层远洋叠装运输。4、工艺原理海上风电塔筒在传统的运输方式中有全卧式运输，或者是下段立运结合上三段卧运的方式，再或者是全立运的方式，目前的这三种方式对于远洋运输都具有空间利用率低的问题。采用双层叠装运输的方式，设计制作一种独立于塔筒的钢结构工装，针对每段塔筒的不同直径，设计不同规格的工装模块，使用螺栓在塔筒两端面上连接工装和塔筒，便于同一段塔筒能够上下叠装，上下两段塔筒叠在一起后，最后使用倒链等绑扎设备将工装与甲板进行固定，起到塔筒运输稳定的作用。5、施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程双层叠运工装的设计及安全性能

5、分析一双层叠运工装的制作一海上风电塔筒双层叠运工装的装配应用一吊装上船及海运。5.2 操作要点5.2.1双层叠运工装的设计及安全性能分析L双层叠运工装的设计图5.2.IT双层叠运工装设计图该海上风电塔筒双层叠装式海运装备结构由上下两层结构组成，下层结构包含法兰固定板、爬梯、上层工装定位销等构件组成，上层结构包含法兰固定板、爬梯、绑扎挂点、防变形支撑等构件组成。2.工装安全性能分析(1)初试条件的设置以越南金瓯海上风电项目为例：第一塔架含内附件总107.65吨，双层叠装海运装备总重12.75吨。使用Soliclworks软件对塔筒构建简化模型，塔筒模型总重量为217.33吨。将塔筒模型和海运装备

6、模型进行装配，导入ANSYSWorkbenCh软件，进行网格划分和约束条件设置，为了分析结果更为准确，网格划分采用多种划分网格方式将网格质量进行对比，最终以四面体网格的方式进行约束条件设置，底层工装的底面固定，添加竖直项下的地球引力，如下图。图5.2.1-2结构有限元分析应力云图(2)分析结果仅考虑双层叠装海运装备的静止承载状态，分析过程中仅以第一塔架的自身重力和工装底面支撑固定作为约束条件，分析结果如下：双层叠装海运装备与法兰端面接触位置最大变形为O.986mm,如图5.2.1-3；双层叠装海运装备的最大应力位置为上层托架中两侧立柱与法兰侧面衔接的位置，最大应力是128.47MPa,如图5.2.1-4。该托架主材选用材质为Q235的H型钢，128.47MPa40正火状态交货H型钢Q355GB/T11263-20166.2采用的机具设备采用的机具设备见表6.21o表6.2-1主要制L械设备表序号设备名称规