加速风电安装

特瑞堡研发的IRIS密封件通过内外折叠操作即可激活,全程耗时仅需不到半小时。今年夏天,这款密封件在美洲某大型在建风电场首次完成海上激活作业,整个过程顺利无虞。
缩短海上作业时间
特瑞堡在设计密封件时,始终将缩短海上安装时间为目标。
“海上作业成本极高,因为需要支付船员作业费,因此所有设计结构均为在陆上完成安装的方案。”项目设计工程经理Jurriaan van den Berg解释道。
“这一解决方案的优势在于激活速度快,且无需进行大量海上作业。
IRIS密封件的关键创新之处在于摒弃了传统单桩风机基础过渡段中采用钢制焊接支撑环板固定密封件的方案。取而代之的是预钻孔设计,并通过螺栓和压板实现精准固定。
密封件外唇采用垂挂式翻板结构,可在海上迅速展开至水平位置,并紧贴单桩内壁,形成气密密封,有效阻隔过渡段内防腐系统产生的氯化物、硫化氢及其他气体进入风机塔架内部。
“IRIS密封件从设计到开发,凝聚了特瑞堡全球团队的巨大努力。设计公司给予了鼎力支持,而在制造端,上海生产基地也发挥了重要作用。” Jurriaan van den Berg,IRIS密封件设计工程经理
“防腐系统对于确保所有钢材和涂层保持完好至关重要。”van den Berg解释道,“但其缺点在于它会产生气体,而这些气体绝不能进入人员作业区域或敏感电气设备所在空间。”
长期以来,风机设计师一直致力于寻求一种无需钢制支撑环板的解决方案。传统焊接固定方式容易导致焊缝开裂,致使气体进入风机塔架内部。此外,这些支撑环板还存在成本高昂、自重过大以及海上安装耗时过长等问题。
IRIS密封件厚度仅15毫米,直径达6米,重量仅300公斤。为使外唇具备足够的柔韧性来完成内外折叠操作,特瑞堡研发团队调整了聚合物配方,并在耐久性和承压能力方面做出了相应平衡。尽管如此,特瑞堡开展的全面测试表明,即使面对海上风机可能遭遇的最恶劣天气和海况,该密封件在整个风机30年的预期使用寿命内,仍能持续保持密封有效性。
从设计到安装
2021年底,特瑞堡设计团队首次受邀开发替代方案,初期与一家知名风电行业设计咨询公司展开合作。随后,该咨询公司将设计方案提交给其客户——某大型能源公司。客户认为该方案极具潜力,决定投资开展更全面的测试,并最终决定将其纳入风机的最终设计方案。
van den Berg解释道:“在本行业中,通常需要先对多种方案进行早期调研,然后在特定阶段开展门径式风险分析。如果创新方案风险过高,便会被搁置,转而回归更传统的解决方案。”
该密封件能有效防止防腐系统产生的氯化物、硫化氢及其他气体进入风机塔架。
测试表明,即使在恶劣天气条件下,该密封件在风机整个30年的使用寿命内,仍能持续保持密封有效性。
IRIS密封件外唇在水平展开并紧贴单桩壁面后,可形成气密密封。
IRIS密封件的概念能够在这一严苛流程中脱颖而出,正是得益于特瑞堡与其设计合作伙伴从初步概念设计阶段就已开展的设计和测试工作。
“这一结果让开发商和设计公司确信该方案切实可行,值得进一步深入研究。随后,他们将部分密封件设计工作交由我们负责。2023年夏季,我们在两个月内完成了这项工作。”
开发商在随后数月对成果进行了评估,然后委托开展密封件的全尺寸测试——该测试于设计工作完成一年后启动。特瑞堡上海工厂在紧迫的工期内制造出密封件原型,并将其空运至欧洲某建造厂。在该厂区,特瑞堡与其合作伙伴在一个全尺寸过渡段模型上对密封件进行了测试。
据van den Berg介绍,该测试旨在评估密封件的承压能力、折叠安装便捷性以及“回弹”水平。测试结果验证了特瑞堡的计算数据,并最终使项目开发商确信可在实际安装中采用该密封件。
协作铸就成功
该密封件已在首个项目的全部50台风机中成功完成制造和安装。随着今年4月哥本哈根WindEurope风电展的推广,其他设计公司和能源企业对此表现出日益浓厚的兴趣,尤其是在今年4月哥本哈根WindEurope风电展上该密封产品获得推介之后。
在van den Berg看来,此次成功的关键在于特瑞堡能够打破内部壁垒,实现跨国界、跨部门协作,同时对外与设计公司和项目开发商保持紧密合作。
他总结道:“IRIS密封件从设计到开发,凝聚了特瑞堡全球团队的巨大努力。设计公司给予了鼎力支持,而在制造端,上海生产基地也发挥了重要作用。
“在整个过程中,尽管我们分属不同的子团队,却最终携手取得成功——这不仅是我们最大的成就,更是如今结出硕果的关键所在。”
如需了解更多信息,请访问: Trelleborg Marine & Infrastructure