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5个全球首座,2个国内第1——从无到有的CCS海洋新能源领域开拓纪实

发布时间:2024-12-13 10:12
近年来,中心持续砥砺深耕海上风电技术,发掘海工行业技术潜能,聚焦“新能源、新经济”等行业前沿风向,组建了专业的海上新能源团队。

天津,作为全国首批14个沿海开放城市之一,经历了45余年波澜壮阔的改革开放,已然从一座传统工业城市蜕变为面向未来的创新高地。202422日,习近平总书记在考察时指出,天津作为全国先进制造研发基地,要在发展新质生产力上勇争先、善作为,要坚持科技创新和产业创新一起抓。这种创新精神,自2014年中国船级社(CCS)海洋工程技术中心(简称中心)诞生之初,便已深深融入其每一项技术攻关,每一位工程师的精髓脉络中。

近年来,中心持续砥砺深耕海上风电技术,发掘海工行业技术潜能,聚焦新能源、新经济等行业前沿风向,组建了专业的海上新能源团队。历经9年精心打磨,中心基本建立健全了海上风电场关键设施领域的规范标准体系,累计发布相关规范指南近10部;掌握多项固定式和漂浮式海上风电装备核心技术,近年来承担国家、地方及社内新能源方向科技项目20余项;海上新能源技术服务能力显著提升,为三峡如东柔性直流海上换流站、海油观澜号、国能共享号、明阳天成号等多项亚洲首座、世界首个突破项目提供审图、独立复核等技术服务,有力保障了我国海上风电装备的安全健康发展,奠定了CCS在业内的地位和口碑,在建设国际一流船级社的征程中勇立潮头,在海上风电领域书写中国式现代化的开路先锋新篇章。

 

以汗水开拓市场,以质量赢得口碑

2010年,东海大桥一期(102兆瓦)海上风场建成并网,标志着我国海上风电进入快速上升期。仅2015年当年新增装机容量即同比增长57%,中国迅速跻身全球第四大海上风电市场,竞争异常激烈。正是在这一背景下,CCS海工人开荒拓土,率先涉足海上风电领域。然而,海上风电与传统海工业务存在显著技术差异,且海上风电领域入级法定要求尚不明确,参与主体复杂多样。面对风急浪险、暗礁丛生的新海域、新市场,CCS以第三方的角色逐步介入,一步一个脚印,从固定式海上风电起步,逐步扩展到海上漂浮式风电及其他类型的海洋新能源领域,凭着质量为先,服务至上的精神逐渐树立起业界标杆,建构出具有CCS特色的海洋新能源业务体系。

越是新的领域,越需要明确的进入路径和清晰的发展规划,现任海工技术中心主任李林斌回忆说,他是CCS新能源领域的拓荒者之一,在初期就谋篇布局,牵头制定CCS海上新能源的发展框架,带领团队完成了在海上风电领域的业务开拓规划,并针对海上风电领域面临的诸多技术问题,带着“CCS解决方案拜访电力业主、总承包设计院等,打响了CCS进军海上风电领域的第一炮。

技术实力缩短开荒之路,中心副主任李红涛回忆道,2017年,某海上升压站电缆爆燃失火,大面积功能区严重损毁,中心临危受命,参与灾后修复工作,数次派员前往现场沟通探讨修复项目的第三方评估复核及检验工作。李红涛描述当时情形:那是我们上下参与的第一个海上风电项目。也正是那时,电力业主才真正认识到我们CCS对海上风险的认识深度和对安全质量的把控能力。为打开局面,验船师们夜以继日,十几次会议、近百次修改,力求以该项目为窗口,向业界展示技术为本,质量至上海工风貌。信任在这种来来往往的沟通中织就,前后不到1个月时间,即达成合作决定,实现了从零到一的突破。这种坚韧,就是当时新能源团队开荒的真实写照。

进入领域后,如何在激烈的角逐当中脱颖而出?新能源团队主管高畅给出了答案:干一个项目树一处标杆,接一个订单拓一片市场。2021年末,全球首座水深超百米、离岸距离超百公里的双百漂浮式海上风电项目海油观澜号的第三方技术咨询与服务进行公开招标,凭借着优秀的投标方案、扎实的技术储备,中心一举中标。在总体运动校核中,团队成员曲晓奇克服了缺少风机叶片翼型的详细设计资料和控制系统参数的困难,创新性地采用了FAST软件建立等效推力模型的方法进行了一体化耦合运动分析;在浮式基础疲劳校核中,面临频域分析方法不适用、而传统时域分析需进行载荷传递和瞬态响应分析,需占用大量计算资源、工程上难以实现的困难,团队成员杨林林创新性地提出了基于热点应力传递函数的简化时域疲劳分析方法,既保证了计算精度,又大大节约了计算量和时间成本,独立校核工作一举突破了多项关键技术,按时保质保量完成任务。

 

 

团队成员杨林林前往明阳天成号现场开展监控检查和技术支持工作

 


团队成员曲晓奇前往海油观澜号组装现场开展技术交流


回望一路上的沉淀,时任团队副组长唐广银总结道:“前沿攻关面临太多太多的不确定因素,一个小点拿不下来,这个方向都可能意味着做了无用功。越是这种高风险、高投入的领域,越需要的就是业主的信心和信任。在没有法定要求的背景下,我们纯靠着技术实力,一步一步在行业站稳了脚跟……”一步步积累,从国能共享号到明阳天成号,技术难度不断增加,中心迎难而上,攻大磨坚,自主攻克了风渔融合、钢混基础、单点系泊和双机头等关键技术。目前,中心正在攻关张力腿式风机平台等前沿技术,并参与科技部十兆瓦级科研项目,其技术难度极高,基于在行业内的有口皆碑,业主主动邀请中心全程参与这些高难度项目。与此同时,中心还不断向锚固系统、动态海缆、主动压载系统等浮式风电的扩展领域延伸,力争为业主提供全领域的一站式一揽子技术服务。

 


团队成员参加2021年中国国际风能展并为客户颁发国内首张模块化升压站认可证书


此外,在海上新能源重点领域,中心提前谋划布局,开展国内首个一站式海上氢醇氨制备系统、海上风能-波浪能耦合作用下的浮式能源岛等项目。持续探索海上制氢、海上光伏、海上综合能源岛等关键技术研究。目前,中心正在研发《海上制氢平台指南》《海上光伏发电系统指南》等系列新能源装备规范标准,力求解决从无到有的行业标准空白,带动引领CCS技术服务与现场检验能力向制氢、光伏等领域横向拓展。

 


团队成员参加2024中国国际氢能及燃料电池产业展览会宣讲CCS海上制氢技术服务能力


合抱之木,生于毫末;九层之台,起于累土,历经9年精心建设,中心已然成为海上新能源领域的弄潮儿,基本建成覆盖海上风电场设施全领域、全生命周期安全保障技术体系。固定式海上风电技术实现核心技术自主可控,应用于60余座海上升压站及固定式风机基础,国内市场占有率超60%,为国家绿色能源建设作出了积极贡献;5座国内已经完成的漂浮式风电平台覆盖率达100%,全球首座深水大兆瓦级张力腿式浮式风电平台研究正在开展,多座浮式风电平台正在合同前服务;海上制氢项目2个正在开展;前沿技术研究在2024年全面开花,在研及申报国家项目10余项,在海洋新能源领域开拓出一片对标国际最高水准的海阔天空。

 

以高瞻远瞩铺就,以举目千里奠基

习近平总书记指出,“标准决定质量,有什么样的标准就有什么样的质量,只有高标准才有高质量。任何一个蓬勃发展的行业,如果缺乏统一的规范标准,就如同在没有规则的赛车比赛中狂飙,每个选手只知道踩下油门,却不知方向、结果只能是资源的巨大浪费,质量无从保证,甚至埋下重重安全隐患,并且对于资金投入而言,缺乏标准也意味着方向模糊,市场庞大却无从下手,难以形成长期可持续的发展路径。

中心在接触海上风电领域相关业务后,发现业界当时大量依赖国外标准,而这些标准并不完全符合我国海洋工程和风电行业的实际情况和发展规律。2017年,新能源团队编写了中国首部海上风电领域的指南——《海上风电场设施检验指南》,及时在即将到来的海上风电发展井喷期之前推动标准规范落地,保障行业健康发展。紧接着,为积极响应市场需求,更好地为客户服务,中心在2019年、2021年、2023年又分别发布了《海上升压变电站平台指南》《海上浮式风机平台指南》和《海上固定式风机支撑结构指南》,全面覆盖了海上升压站、固定式和漂浮式风机基础,为海上风电场关键设施的设计提供了关键的指导和规范,确保其安全性、可靠性以及环境适应性,同时也为降低成本、保护环境、促进行业有序健康发展奠定了坚实基础。

在酝酿《海上固定式风机支撑结构指南》(以下简称《指南》)的每一个日日夜夜里,团队成员郭炳川以近乎苛刻的态度对待每一个细节,从公式的推导到每一个脚标、符号的准确性,他都要亲手推演,一页页确认没有纰漏后才放过。《指南》的发布标志着中国船级社在海上风电行业中的又一重大贡献。它不仅引入了最新的大直径桩基承载力计算方法,还涵盖了从环境地质、载荷工况到结构设计、基础建设、运输与安装的全方位内容,全面提升了海上固定式风电技术的精准性,为整个行业提供了宝贵的参考依据。

 


团队成员郭炳川前往现场开展情况调研

 

历经9年的整体构建和细致打磨,中心秉持全领域、全生命周期风险控制的理念,已完成海上风电场设施规范标准7部、另有1部在编,打造出了一套具有CCS特色,符合我国技术特点的海上风电规范标准体系,为我国海上风电领域的健康、高效、可持续发展提供了CCS方案,带动CCS海上新能源领域市场开拓取得突破性进展。

 


CCS海上风电场设施规范体系

 

风劲扬帆正当时,奋楫争先立潮头

党的二十届三中全会指出,要完善促进海洋经济发展体制机制;健全海洋资源开发保护制度;健全维护海洋权益机制。中国船级社海洋工程技术中心紧跟党中央的决策部署,积极承担交通运输部、工业和信息化部、科技部、国家发展改革委等国家部委科技项目60余项,承担CCS科研项目80余项,荣获省部级科学技术奖20余项,申请发明专利7项,获得软件著作权8项,发表科技论文70余篇。其中海上新能源工作团队成员多次荣获交通运输青年科技英才”“天津市优秀科技工作者等荣誉称号。他们当中,有点亮明灯的引路人,有深耕基础领域的筑基人、有一点一滴凝心聚力的实干人,先后服务于5个全球首座,2个国内第一的首台套项目,在海上浮式风电一体化耦合分析、海上风电超大直径桩承载力分析等多个领域实现了零的突破,真正做到每做一处、领先一步、服务一路,铸就新时代的海工魂

 


CCS参与的首台套项目

 


 


 


团队成员宣讲CCS海上新能源技术能力

 

CCS海洋工程技术中心将进一步深度挖掘海工领域高技术、宽应用的行业特点,钻研自身潜能,发挥海工特色,加快构建覆盖海上新能源全领域的海洋能综合利用安全保障技术体系,贯彻党的二十大报告发展海洋经济,保护海洋生态环境,加快建设海洋强国的战略部署,为推进海洋工程行业的绿色健康可持续发展做出贡献,助力书写交通强国建设和向海而行的新篇章。

 


海洋工程技术中心新能源核心团队合影,从左至右依次为:高畅、郭炳川、李红涛、唐广银、杨林林、曲晓奇。

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