Nền tảng lắp đặt trang trại gió Jack Up

Là nhà cung cấp đáng tin cậy của Trung Quốc cho các nhà thầu hàng hải toàn cầu, HAIDING SHIPYARD đã thiết kế Nền tảng lắp đặt trang trại gió Jack Up để bảo vệ sự liên kết của tuabin nặng trước tác động của sóng. Cần trục tời kép 800 tấn (đồng bộ ±0,1m) hoạt động với hệ thống thủy lực tự động cân bằng ±0,05° trên thân tàu bằng thép CCSB để tránh lắc lư boong.

Tại sao các nhà phát triển điện gió ngoài khơi đang rời xa cần cẩu nổi?

Ngành công nghiệp gió ngoài khơi đã học được một bài học đắt giá: các tàu cẩu nổi, tuy linh hoạt về độ sâu nước, nhưng về cơ bản lại bị hạn chế bởi chuyển động do sóng gây ra. Một cần cẩu nổi bồng bềnh trong những đợt sóng không thể đạt được sự căn chỉnh ở mức milimet cần thiết để liên kết giữa các tháp với nhau. Mọi sai lệch do sóng gây ra đều làm tăng thêm thời gian, rủi ro và chi phí cho quá trình lắp đặt.

Nền tảng lắp đặt trang trại gió Jack Up của chúng tôi loại bỏ hoàn toàn biến này. Bằng cách nâng thân tàu lên trên mặt nước bằng các chân đinh—một tính năng mang lại tên thay thế cho những con tàu này—bệ này biến đổi từ một con tàu đang di chuyển thành một bệ làm việc cố định, ổn định. Sự ổn định này không phải là một điều xa xỉ; đó là điều kiện tiên quyết để lắp đặt các tuabin 16MW, trong đó riêng vỏ bọc nặng tới 600 tấn và phải được neo vào một tháp có độ lệch đồng trục dưới 1mm.

Chu kỳ lắp đặt tuabin đơn trên nền tảng này là ≤72 giờ, tăng hiệu suất 40% so với vận hành cần cẩu nổi truyền thống. Trong một trang trại gió có 50 tuabin, điều đó giúp tiết kiệm thời gian cho tàu hàng tuần và giảm chi phí thuê tàu hàng triệu USD.

Tích hợp cần cẩu 800 tấn: Được xây dựng cho thế hệ tuabin tiếp theo

Thiết bị nâng cốt lõi của giàn là cần cẩu xoay 360° hoàn toàn bằng thủy lực với công suất định mức tối đa là 800 tấn trong bán kính làm việc 45 mét. Móc chính có chiều cao nâng ≥120 mét, với móc phụ đạt ≥150 mét—khoảng hở vừa đủ cho vỏ tuabin 16MW (trọng lượng ≤600 tấn) và các phần tháp cao 70 mét (trọng lượng một phần 300 tấn).

Điều gì làm cho cần cẩu này khác với cần cẩu ngoài khơi tiêu chuẩn?

• Điều khiển đồng bộ tời képvới độ chính xác đồng bộ hóa ±0,1m đảm bảo rằng khi nâng các tải trọng không đối xứng—chẳng hạn như vỏ bọc có trọng tâm lệch—cả hai tời đều cuộn một cách hoàn hảo, ngăn ngừa rung lắc tải có thể làm hỏng tháp hoặc ảnh hưởng đến sự an toàn của nhân viên.

• Máy rải dành riêng cho tuabin gióthích ứng với các thông số kỹ thuật của vỏ và tháp khác nhau, trong khi các thiết bị kích thủy lực cung cấp độ chính xác điều chỉnh ±0,05m cho việc căn chỉnh đế cuối cùng.

• Giao diện cân bằng laserlàm việc với hệ thống san lấp mặt bằng của giàn để đảm bảo sai số ngang đỉnh móng cọc ≤0,1°, loại bỏ nhu cầu làm lại tốn kém trong quá trình lắp tuabin.

Cần cẩu không phải là một thứ được lắp vào sà lan; nó được tích hợp hoàn toàn vào thiết kế kết cấu của sàn, với diện tích bệ cần cẩu được thiết kế cho các điểm giám sát ứng suất và tải trọng boong ≥150kN/㎡ (ứng suất tấm thép CCSB 200MPa) cung cấp dữ liệu thời gian thực về tính toàn vẹn của kết cấu khi nâng vật nặng.

Điều gì xảy ra khi nền tảng không thể giữ được cấp độ?

Đây là câu hỏi khiến các nhà quản lý dự án phải thức trắng đêm. Sàn nâng bị lệch khỏi mức trong quá trình nâng bằng xà cừ 600 tấn sẽ tạo ra nguy cơ hỏng hóc theo tầng: bán kính tải trọng của cần cẩu thay đổi, tháp có thể bị va đập và toàn bộ thang máy có thể bị hủy bỏ, lãng phí hàng giờ đồng hồ tốn kém của tàu.

Nền tảng lắp đặt trang trại gió Jack Up giải quyết vấn đề này bằng cảm biến độ nghiêng ba trục (độ chính xác ±0,02°) kết hợp với hệ thống định vị kép GPS+Beidou (độ chính xác định vị ≤0,5m). Trước mỗi tời, sàn sẽ tự động cân bằng trong phạm vi ±0,05°. Trong quá trình nâng, hệ thống liên tục bù bất kỳ độ nghiêng nào của sàn do tác động của gió và sóng (tốc độ bù 0,1m/phút), đảm bảo độ lệch định vị nâng của động cơ chính luôn ở mức 0,5m.

Giám sát tải động cung cấp thêm một lớp an toàn. Cảm biến tải có độ chính xác cao (độ chính xác ±1%) và bộ hạn chế mô-men xoắn giám sát trọng lượng nâng và mô-men xoắn trong thời gian thực. Hệ thống tự động cảnh báo khi tải đạt tới 90% công suất định mức và buộc dừng hoạt động nếu vượt quá giá trị định mức. Đây không phải là một tính năng an toàn về mặt lý thuyết—nó là một tính năng an toàn có dây cứng giúp ngăn ngừa vô số sự cố quá tải trong các hoạt động ngoài khơi.

Từ nhà máy đến trang trại gió: Lợi thế vận chuyển theo mô-đun

Một trong những thách thức bị bỏ qua nhất trong lĩnh vực năng lượng gió ngoài khơi không phải là việc lắp đặt—mà là đưa nền tảng lắp đặt đến địa điểm ngay từ đầu. Tàu lắp đặt tuabin gió truyền thống (WTIV) là những thân tàu lớn, nguyên khối, cần có cảng nước sâu và ụ tàu khô chuyên dụng để xây dựng và bảo trì.

Nền tảng lắp đặt trang trại gió Jack Up này có một cách tiếp cận khác. Kết cấu được chia thành 7 đến 9 phần (sàn chính, phần chân trụ, mô đun cầu trục), mỗi phần được hàn từ tấm thép CCSB và có trọng lượng không quá 150 tấn. Thiết kế mô-đun này cho phép:

• Vận tải đường bộ và đường sắt: Các bộ phận có thể được vận chuyển bằng xe tải hoặc đường sắt đến các điểm lắp ráp trong đất liền, loại bỏ nhu cầu tiếp cận cảng nước sâu trong quá trình sản xuất.

• Vận chuyển toàn cầu: Các hạng mục được vận chuyển bằng tàu nửa chìm và sà lan viễn dương đến các địa điểm dự án trên toàn thế giới.

• Lắp ráp tại chỗ: Mặt bích và bu lông dự ứng lực hoàn thành việc lắp ráp trong 12 đến 18 ngày bằng cách sử dụng cần cẩu nổi trên biển—nhanh hơn 30% so với chu kỳ triển khai của WTIV truyền thống.

Đối với các dự án ở những địa điểm hoặc khu vực xa xôi không có cơ sở hạ tầng ngoài khơi được thiết lập, cách tiếp cận mô-đun này sẽ biến những gì từng là cơn ác mộng về hậu cần thành một quy trình có thể quản lý được và có thể dự đoán được.

Được thiết kế để chịu được: Độ bền của thép CCSB và biển sâu

Cấu trúc chính của Nền tảng lắp đặt trang trại gió Jack Up được chế tạo từ tấm thép hàng hải CCSB, một vật liệu được Hiệp hội phân loại Trung Quốc (CCS) chứng nhận cho các ứng dụng ngoài khơi. Với cường độ chảy ≥235MPa và độ bền kéo 400–520MPa, thép CCSB cung cấp độ cứng kết cấu cần thiết cho các hoạt động nâng hạng nặng trong khi vẫn duy trì độ dẻo để chống va đập.

Thông số kỹ thuật chi tiết

Nền tảng này mang lại kết quả ở đâu?

San nền và bơm vữa

Sau khi đóng cọc, hệ thống san lấp mặt bằng của sàn sẽ điều chỉnh nền móng với sai số ±0,1°. Khả năng chịu tải ổn định của tấm thép sàn CCSB hỗ trợ thiết bị phun vữa 200 tấn cho các hoạt động kéo dài, đảm bảo cường độ nền đáp ứng các thông số kỹ thuật thiết kế.

Lắp đặt vỏ bọc 16MW

Ở các trang trại gió ở Biển Đông có độ sâu nước từ 80–100m, giàn này có thể nâng các vỏ tuabin 16MW nặng 550–600 tấn. Chiều cao nâng ≥120m của móc chính, kết hợp với thiết bị kích thủy lực (độ chính xác điều chỉnh ± 0,05m), cho phép lắp vỏ xà vào tháp một cách chính xác. Chu kỳ lắp đặt vỏ bọc đơn: 36 giờ—hiệu quả hơn 40% so với tàu cẩu nổi.

Hỗ trợ vận hành và bảo trì gió ngoài khơi

Nền tảng lắp đặt trang trại gió Jack Up đóng vai trò là cơ sở O&M gió tạm thời ngoài khơi, lưu trữ các vật tư bảo trì (dầu bôi trơn, dụng cụ) và vật tư hàng ngày. Cần cẩu chuyển vật liệu tới các giàn tua-bin riêng lẻ, giảm số chuyến tàu bảo trì và cải thiện hiệu suất O&M—đặc biệt có giá trị đối với các trang trại gió biển sâu ở vùng sâu vùng xa.

Dịch vụ tùy chỉnh và giá trị gia tăng

Tùy chỉnh tham số và chức năng

Điều chỉnh chiều dài chân tháp (lên tới 150m) và cấu hình cần cẩu dựa trên độ sâu nước của trang trại gió (ví dụ: nâng cấp lên cần cẩu loại 1.000 tấn cho tua-bin 20MW)

Đối với vùng cực: tấm thép CCSB dày 70mm, thêm lớp cách nhiệt, nâng cấp hệ thống thủy lực để có khả năng khởi động -30oC

Đối với vùng nhiệt độ cao, độ ẩm cao: tối ưu hóa lớp phủ chống ăn mòn bằng việc bổ sung lớp graphene

Dịch vụ giá trị gia tăng

Chứng nhận vật liệu thép tấm CCSB (tuân thủ các thông số kỹ thuật của thép hàng hải CCS)

Chứng nhận phân loại nền tảng (ABS/CCS/DNV) và giấy phép vận hành lắp đặt điện gió

Hỗ trợ kỹ thuật lắp đặt năng lượng gió (thiết kế sơ đồ nâng hạ, mô phỏng lắp ghép thiết bị)

Các dịch vụ "nền tảng + lắp đặt + O&M" tích hợp hợp tác với các nhà phát triển điện gió

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Tốc độ gió tối đa và trạng thái biển mà giàn khoan có thể hoạt động an toàn là bao nhiêu?

Trả lời: Sàn được thiết kế có khả năng chống gió lên đến Cấp 12 khi ở vị trí nâng lên với cần trục ở chế độ khóa chống gió. Tuy nhiên, việc lắp đặt tuabin gió ngoài khơi hiện được tiến hành trong điều kiện thời tiết thuận lợi do nguy cơ chân giàn nâng tác động với đáy biển trong giai đoạn hạ thủy. Đối với các dự án cụ thể, chúng tôi tiến hành đánh giá từng địa điểm cụ thể theo tiêu chuẩn DNV và ISO 19905-1 để xác định giới hạn thời tiết vận hành dựa trên điều kiện đáy biển và mô hình bão.

Hỏi: Nền tảng được vận chuyển như thế nào nếu địa điểm dự án không có lối vào cảng nước sâu?

Trả lời: Nền tảng lắp đặt trang trại gió Jack Up được chia thành 7–9 phần với trọng lượng một phần tối đa 150 tấn. Các phần có thể được vận chuyển bằng đường bộ (xe tải), đường sắt (tàu hỏa), hoặc đường biển (tàu bán chìm và sà lan viễn dương). Việc lắp ráp tại chỗ bằng mặt bích và bu lông dự ứng lực mất 12–18 ngày. Cách tiếp cận mô-đun này giúp loại bỏ nhu cầu tiếp cận cảng nước sâu trong quá trình sản xuất và cho phép vận chuyển đến hầu hết mọi địa điểm dự án ven biển trên toàn thế giới.

Câu hỏi: Chân trụ trong môi trường biển sâu cần được bảo dưỡng những gì?

Trả lời: Giá đỡ chân spud được làm bằng tấm thép CCSB được tôi luyện và tôi luyện với độ cứng ≥200HB, mang lại tuổi thọ 25 năm trong môi trường biển sâu. Chi phí bảo trì hàng năm thấp hơn 25% so với các loại tàu lắp đặt truyền thống. Cấu trúc dưới nước được hưởng lợi từ lớp phủ chống ăn mòn nặng ở biển sâu cộng với bảo vệ ca-tốt, mang lại tuổi thọ ăn mòn 15 năm. Chúng tôi khuyến nghị nên kiểm tra hàng năm cùng với kiểm tra từ xa hàng quý như một phần của chương trình bảo trì toàn bộ vòng đời của chúng tôi.

Hỏi: Nền tảng này có thể được điều chỉnh cho các tuabin lớn hơn 16MW không?

Đ: Vâng. Mặc dù cấu hình tiêu chuẩn hỗ trợ các tua bin 16MW (vỏ bọc 600 tấn, phần tháp 300 tấn), chúng tôi cung cấp các nâng cấp cần cẩu lên tới 1.000 tấn để chứa các tua bin 20MW và lớn hơn. Thiết kế mô-đun của nền tảng cho phép thay thế mô-đun cần cẩu mà không cần sửa đổi cấu trúc của thân tàu chính. Chúng tôi đã cung cấp thành công các cấu hình tùy chỉnh cho khách hàng có yêu cầu cụ thể về tuabin—hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi để biết thông số kỹ thuật dự án của bạn.