了得網工業技術_海上風能開發：海上風電場成功安裝的全面指南

編輯推薦

本書提供了成功安裝海上風電場的路線圖。本書采用深入的技術研討會的形式，討論海上風電項目的所有關鍵活動。突出規劃的考慮因素，為預料的潛在困難提供指導方針，分享專家極有效、安全解決項目難題的建議。本書作者在本領域處於領先的地位，具備豐富的經驗，他給出大量實例來豐富了本書的核心內容。為海上風電場的利益相關方提供指南： 1）項目經理將學會如何快速經濟地處理現場復雜的難題。 2）項目開發商將建立一個快速的途徑，通過獲取技能盈利，提前避開潛在的問題。 3）發電機制造商將獲得對設計優化的深入了解，支持不太昂貴的安裝和運輸，使項目成本得以降低。 4）金融家發現核心的問題要詢問提出申請的開發商。因為每個海上風電項目都包括很多不確定的因素，所以聰明的開發商、金融家或經理知道，通向成功的途徑並非隻有一條。因此，本書側重有關項目參數的傳授，然後提供一繫列可能達完美佳解決方案的渠道。讀者將不僅學會如何成功安裝海上風電項目，而且學會如何全盤地看待海上風電。

內容簡介

本書是一本介紹和分析在海上風電場安裝工程中所進行的計劃和管理工作的專業參考書。全書大致可以分成兩大部分：第1～8章介紹海上風電場安裝工程的前期準備和相關管理工作；第9～18章介紹海上風電場安裝工程的港口、船舶相關知識，指出海洋特性對安裝工作的具體影響因素。附錄部分涉及在海上進行運行與維護。本書值得與海上風電場安裝、建設、運行和維護工程相關的每一位工程師、研究人員、管理人員和政府人員仔細閱讀和體會。

作者簡介

Kurt E.Thomsen是本書的策劃人，他具有創新性的想法並發明了功能性的海上風電場。作為一名建築師和專業的弔車司機，他開發出世界上首臺用於海上風力發電機的起重船，並申請了專利。此前，世界上尚無一種方法能夠成功地在海上運輸和安裝風力發電機。他創辦了四家公司，其中一家名為A2SEA A/S的公司已經在丹麥、瑞典、荷蘭和英國的海域上安裝了超過800臺風力發電機。世界上大型的風力發電機生產商，包括維斯塔斯、歌美颯、通用電氣、西門子、阿海琺和恩德，一直跟Thomsen先生合作研發新型的風力發電機設計，以在海洋條件下擁有更高的產出效率。他當前的公司先進海上解決方案公司，已經開發出能夠同時運送18臺風力發電機的技術，該技術可以在24h內完成大量的安裝工作。作為一名廣受歡迎的會議發言人和咨詢師，Thomsen先生已經編輯和翻譯了包括英語、德語、挪威語和丹麥語在內的多本技術書籍，他還是Cranes Today雜志的特約專欄作家。

目錄譯者序原書序致謝關於作者第1章海上風電場概述1第2章風電場如何取得許可證62.1美國62.1.1海上風能潛力62.1.2海洋規劃72.1.3請求建議書82.1.4聯邦許可92.1.5州、地區和當地的許可102.1.6宣傳推廣112.2英國112.2.1海上風電潛力112.2.2海上規劃112.2.3離岸租賃122.2.4許可與同意122.2.5其他的行業支持132.3德國132.3.1海上風電潛力132.3.2政府許可142.3.3州許可142.3.4海上風電常委會142.3.5其他重要的海上風電市場14第3章項目計劃163.1項目戰略綱要163.1.1組織163.1.2符合許可的健康、安全和環境條件173.2項目執行計劃193.3生產的啟動223.3.1物流配置233.4投標及承包策略253.5質量保證和質量控制要求273.6安裝時的人力資源27第4章基本組織314.1銷售324.1.1確認工程324.1.2投標項目324.1.3準備合同324.1.4協商條款324.1.5雇用子供應商334.1.6準備項目計劃和執行文件334.1.7指定所有產品和服務334.1.8指定接口334.2計劃334.2.1設計項目設備344.2.2設計項目進程344.2.3設施及指定設備的設計與計劃344.2.4指定認證及其他形式的文本文件344.2.5開始前進行施工方法的盡職審查344.3質量保證與健康、安全和環境364.3.1明確接口及要求364.3.2項目的承諾364.3.3風險評估364.3.4危險識別374.3.5工作程序374.3.6供應商評估384.3.7員工訓練384.4項目管理394.4.1工程盡職調查394.4.2簽約子供應商394.4.3建立或收購並執行所有設備和服務394.4.4配置並管理現場404.4.5運載及安裝風電機組414.4.6所有工作的文檔414.4.7協調質量保證/健康、安全和環境工作414.5服務部門414.6技術管理42第5章項目準備465.1確定項目參數465.2外包產品和服務475.3制定項目的健康、安全和環境計劃與步驟485.4開發質量保證/質量控制的計劃與步驟495.5確定方法和所需的設備495.6定義配套設施505.7編制終的項目時間表505.7.1裝備的選擇515.7.2風力發電機類型515.7.3審計合同供應商525.8實施供應商和承包商的計劃和程序535.9準備陸上和海上施工現場54第6章項目執行596.1審核596.1.1必要的文件596.2項目啟動順序616.2.1岸基的準備和進展626.2.2海上場地的籌備和進展626.3監測活動646.4項目管理配置65第7章接口管理697.1主要接口及隨附的責任697.2與EPC承包商立約727.2.1DIY或分包737.3經濟737.4接口和文件移交74第8章健康、安全和環境管理868.1健康、安全和環境管理為何重要868.1.1項目中重要的單個活動868.1.2健康、安全和環境組織868.2健康、安全和環境文件結構878.2.1監控和報告898.2.2審核和糾正動作與方法898.3健康、安全和環境與國家機構90第9章工作船的協調939.1機構設置和職能939.1.1VTTC法律法規949.2操控中心及開展的工作949.2.1交通協調949.2.2交通控制959.3監督的組織95第10章物流方案98第11章常用安裝方法10211.1基礎10211.1.1重力式基礎10211.1.2單樁式基礎10311.1.3導管架式基礎10511.1.4三腳架式基礎10611.2安裝基礎10811.2.1基礎安裝的運輸10911.2.2保護已安裝的基礎11011.3注意事項11111.3.1海港11111.3.2裝載11111.3.3運輸11111.3.4出發及出發後111第12章船舶及運輸至海上安裝12112.1船舶類型12112.1.1自力推進頂升船12112.1.2有拖船協助的自定位頂升駁船12212.1.3漂浮設備12212.2選擇特殊船舶時的權衡12312.3評估設備12512.3.1基本信息12712.3.2運作及預訂12812.3.3裝載量12912.3.4預裝配13112.3.5開放式或封閉式甲板的可用度13112.3.6弔裝（頂升）繫統13212.3.7推進和DP繫統13412.3.8起重機類型13512.3.9運輸模式13612.3.10頂升和頂降13712.3.11等候天氣13912.3.12人員轉移和居住14012.3.13總結141第13章有關港口的基本信息14513.1理想港口的特點14513.1.1項目港口及它們如何工作14513.1.2港口來回運輸14513.2港口對項目的影響14613.2.1理想港口的規模和布局14613.2.2船舶與港口的組合14713.3運行與維護147第14章項目標準15114.1海上接入繫統15114.2波浪15214.3風15314.4水流153第15章運輸風力發電機15715.1安裝船類型15815.1.1單體船15915.1.2雙體船15915.1.3SWATH船15915.1.4起重船15915.2運輸繫統16415.2.1可用的繫統164第16章部署策略17016.1海上設備共享17016.1.1使用直升機17116.1.2額外的安全設備17216.1.3成本模型17216.2維修船行業的未來趨勢17316.3人員船的選擇標準17316.4有關人員船的基本信息17516.4.1海上接入繫統（OAS）類型17516.4.2一般參數176第17章維修海上風電場18017.1如何工作180第18章環境及其他問題18318.1保護環境18318.2廢棄物管理18418.3污染問題18618.4工作環境18918.5打樁噪聲18918.6沉箱19118.6.1沉箱基礎安裝的方法19318.6.2使用沉箱安裝單樁19418.6.3使用沉箱安裝錨樁196附錄關於運行與維護運輸繫統的結論199A.1船舶199A.2轉移繫統199A.3建議200結語202

前言

原書序 1.本書用途本書是作者10年實踐經驗的總結。10年前，沒有人以商業用途為目的安裝海上風電場。已經或正在安裝的測試場所（主要在丹麥）包含的裝機總量有600kW且數量有限。2001年，個半商業化的包括20臺2MW的Bonus(現在屬於西門子公司)風力發電機的風電場安裝在米德爾格倫登（Middelgrunden）沙灘上的哥本哈根入港口。這些風力發電機的安裝是個人積極性的結果，其中包括住在哥本哈根的被稱之為米德爾格倫登的居民。這種積極性又被公用事業單位打退了，原因是其為了20臺風力發電機提供電能簽署了PPA。這使得風電場的建設成為可能，安裝工作始於2000年。當這個項目被計劃和執行時，沒有海上工作的設定標準，沒有活動的安排，沒有法律框架可以規範涉及健康、安全與環境(HSE)以及項目許可的活動。所有的這些在項目的進行中一直在發展。我寫這本書是為了記錄這些被證明足夠可靠的發現、經驗來維持10年的海上風電的建設，而且已經形成了海上風電場建設中立法的基礎，好的實踐標準的設定以及健康、安全和環境規範。這裡主要為這項進展中的工作呈現什麼？這意味著這些數據、聲明和發現是我可以及時地給讀者呈現的好的信息。因此，本書在以後的幾年裡會不斷地更新，新的信息和更多的作者會在安裝風電場的過程中貢獻可用的數據。本書的意圖是為理解海上風電產業創建一個堅實的基礎。然而，這也是一本包含了我這幾年在產業中的一些軼事的圖書，我也希望為讀者的想法提供一些精神食糧。我的信念是本書可以使得學習和記住這些往往令人討厭的數據變得更加有趣。贈人玫瑰，手有餘香。 2.讀者對像本書適用於已經涉及或即將涉及海上風電產業的每一個人，不論是咨詢師、財務官、工程師還是技術人員。本書致力於解答在風電場安裝項目的前期、中期和後期可能遇到的共同問題。本書記錄的10年的經驗將會幫助專業人士指明正確的方向。它也將會給財務人員一個機會來問一些技術問題，這些問題對於決定項目計劃和執行是否合理和經過充分的思考很有幫助。工程師也能夠安排計劃而不用遇到在海上風電場的安裝中經常出現的和明顯的障礙。健康、安全與環境（HSE）專家將能夠從安全的角度估算出怎樣開始和執行計劃和過程的監測。財務人員將能夠提出一些更深層次的問題和理解更多的進程、可能的風險以及為什麼這個世界在辦公室外看起來會不一樣。本書的意圖不是為了呈現一個一勞永逸的文檔，而是提供一份可供讀者作為開始海上風力發電生涯使用的報告書。在很多的統計數據、注意事項和意見能夠使用之前，對更高深的知識和信息有巨大的需求。這就是為什麼一個人可以從這裡開始和在散落全世界各地的人的研究成果的基礎上工作的原因。讀者需要定位和整理出信息從而能夠專業的工作。在讀完本書之後，讀者會感覺到自己在風電場知識上的信心。 3.作者對於風電場的感覺讀者知曉作者的背景是重要的。坦白地說，我對於基礎和風力發電機的海上安裝的某些執行方法是存在偏見的。因此，本書的推薦和異議的內容反映了我個人的觀點。當然，推薦的內容和觀點源於自己在產業上多年的經驗。然而，如果我說這裡描述的方法和過程是安裝海上風電場的正確途徑，那肯定是錯誤的。所以，無論什麼時候，當一個方法或者過程被描述時，我都會努力整理出其各方面的缺點，也會列出實施工作的其他可能的方法。對於本書中的文件和陳述，什麼樣的觀點被采納取決於讀者自己。需要說明的是，盡管書中描述的方法和過程可以使用，但其他的解決方法或許也可以。我做了真誠的努力，用不帶偏見的話闡明提出的可供選擇的方法的優缺點。我會一直運用實際測試來決定一種方法的可行性和有效性。我相信我們可以設計任何東西。在海上風電場產業中提出的許多可供選擇的方法在技術上是可行的，而且可以應用於其他產業——主要為海上油氣開發。但是，這些技術和方法的成本可能阻止它們被使用在海上風電場的產業中。無論我什麼時候列出可供選擇的方法，我都會申明這一點。讀者應該一直對書中的陳述保持開放性的思維。基本的是理解事物的焦點——安裝海上風電場，但在現實中，觀點可能根據說話的對像而有所不同。因此，說明和推薦的內容應該作為一個指導方針——有些事情之前已經做過，有些方法可能改變——所有這些都是為了給讀者準備關於這個產業更進一步的學習、真實的工作和基於事實的觀點。 4.讀者能從本書中獲得的知識在完成本書之後，我希望讀者能夠對海上風電產業有更深的理解。讀者能夠做出主要的決定，從頭到尾地安排海上風電場項目的計劃和執行方法。讀者需要知道怎樣做出好的選擇以及將要面臨的後果。這非常重要，因為每一次海上環境因素的改變，後果可能超出改變單一的因素造成的影響。就這一點而言，海上環境提出的挑戰是不同於陸地上的。為什麼會這樣？一個很好的例子是當你因為有限的地面條件改變了基礎的尺寸的時候。在陸地上，你會詢問岩土工程師：為了獲得堅固穩定的地面，多少額外的材料需要轉移。一旦得知，你就可以估算出多少額外的混凝土需要填充來為風力發電機建造合適的基礎。這是相當明確的工程，不是真正復雜的事。完成它需要計算數量、一輛挖掘機以及額外的時間。對於海上風電場而言，這是一個完全不同的工作。件事是詢問鑽芯的額外設定來了解海床的變化程度和深度。這可能極大地改變了將要被使用的基礎繫統。舉個例子，波羅的海二號工程Baltic 2就有個這樣的具有挑戰性的地面，不得不建造兩種不同類型的基礎：單樁式和導管架式。這就是惡劣的海底條件造成的結果。然而也沒有更好的辦法了。如果基礎或地面不同於基線設定的特性，整個風力發電機-基礎計算的迭代過程是不同的，從而單獨的基礎也會不同。而且，如果基礎不同——比如說，在同一個海上風電場中，一個導管架和一個單樁，在安裝容器中需要兩套適航固定裝置，需要兩種類型的錘子來打樁等等。相較陸上，變化非常大的海底條件會引發影響深遠的後果。這就是為什麼說閱讀和理解所有的海上風電場項目變化原則的因素是重要的。讀得越多，對這個產業的理解越徹底，從而能夠持續地改善形成自己觀點的基礎。這就是本書的目標：傳遞信息和促進討論。這不是一本食譜，能夠讓讀者查閱任何問題並且很容易地得到答案；它的目的是給讀者提供機會，讓他們能夠開始自己的思考過程和發展方法及提出問題。這裡是查找注意事項、建議、事件和指南的地方，以此來開創成功建造海上風電場的直接的途徑。因此我建議你讀下去並且使自己受到教育。對已經做過的事一笑而過，仔細思考這個產業中正在自由漂浮的各類想法。所有這些都在本書中，通過給予讀者自我教育的好基礎來使他們成為這個產業的專家，我希望有一天能在海上風電場遇到其中的一些人。後的建議：當我剛進入海上風電場這個產業的時候，沒有人知道我們在干什麼。我們知道在環境積極的時候，我們很幸運地做出了重大且艱難的決定，並且有幸遇到兩年的好天氣。這些條件並不是理所當然的。有一位好朋友兼同事曾經說過：“好的計劃使得幸運的次數化……” 情況就是這樣。這是我的堅定信念：隻要我們開放思想、準備接受新知識並且聽取合理的建議，我們就可以成功地做成想做的事。無需懼怕作為一名新手而進入這個行業。從本書和事實中，你會學到：泰坦尼克號是由一群技術熟練的工程師建造而成，諾亞方舟是由一個業餘的人建造的。所以，好消息是機會屬於我們每一個人。正如我過去做的一樣，我們隻需要開放地接受它們。

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