海上風(fēng)電是一個(gè)技術(shù)復(fù)雜程度較高的領(lǐng)域,加之海上風(fēng)電環(huán)境的復(fù)雜性使得其技術(shù)難度進(jìn)一步提高。從其環(huán)境來講,海上風(fēng)電的環(huán)境影響因素主要是指風(fēng)、浪、流等氣象水文條件因素。在風(fēng)電場建成后,浪、流等水動(dòng)力作用會(huì)對風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)單樁產(chǎn)生嚴(yán)重的局部沖刷,從而影響風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)單樁的穩(wěn)定性。為了提高海上風(fēng)電場的防沖刷能力進(jìn)而提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,就需要對海上風(fēng)電場進(jìn)行防沖刷防護(hù)處理,現(xiàn)實(shí)中海上風(fēng)電場防護(hù)面臨如下問題:
以淤泥、粉質(zhì)砂土等為主的海床地質(zhì)條件的海床土壤易液化,海底的浪、流會(huì)在基礎(chǔ)單樁的周圍沖刷形成底坑,影響了基礎(chǔ)單樁的穩(wěn)定性;海水在流動(dòng)的過程中會(huì)對基礎(chǔ)單樁進(jìn)行沖刷,長此以往基礎(chǔ)單樁外部會(huì)受到嚴(yán)重腐蝕。
本技術(shù)采用改變樁周流場的主動(dòng)防護(hù)理念改善海上構(gòu)筑物基礎(chǔ)的沖刷問題,具有理念清晰、治理成本低、安裝簡單、防護(hù)效果好等優(yōu)勢。
創(chuàng)新點(diǎn)
該成果的創(chuàng)新之處在于提出從改變流場的主動(dòng)防護(hù)模式實(shí)現(xiàn)海上樁基沖刷防治。
市場前景
隨著我國海上風(fēng)電的大規(guī)模建設(shè),海上風(fēng)電樁基尤其是大容量的風(fēng)電樁基不斷出現(xiàn)。目前,我國沿海分布有約3000臺海上風(fēng)電樁基,這些樁基普遍面臨著沖刷的威脅。保障樁基沖刷安全、避免樁基沖刷引發(fā)風(fēng)機(jī)傾覆損失的需求更加迫切。現(xiàn)階段我國海上風(fēng)電樁基沖刷災(zāi)變防控技術(shù)尚不成熟,具體體現(xiàn)在地基沖刷機(jī)理和防治手段不清晰、防護(hù)方法不徹底等方面,有效防護(hù)方法的缺失增加了風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn),推高了海上風(fēng)電樁基的建設(shè)與運(yùn)維成本。
該成果主要應(yīng)用于海上風(fēng)電、海上采油平臺、海上鉆井平臺等海洋工程。
海上風(fēng)電資源的開發(fā)同樣是我國新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換目標(biāo)的重要舉措,沿海各省均將海上風(fēng)電作為“十四五”重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容,僅江蘇、廣東兩省計(jì)劃在此期間新增并網(wǎng)裝機(jī)達(dá)2200萬千瓦,而海上風(fēng)電項(xiàng)目單臺風(fēng)機(jī)造價(jià)在6000萬至1.2億元之間,其基礎(chǔ)沖刷可能會(huì)直接導(dǎo)致整個(gè)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的倒塌。本技術(shù)主要針對海上風(fēng)電資源開發(fā)面臨的卡脖子問題,助力我國雙碳目標(biāo)和海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略。
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