如今，海上风电风机的单机容量也从起步阶段的2台开始MW发展到现在的10MW，11MW，模型越来越大，对风机安装的要求也越来越高。为了适应海上风电的蓬勃发展，海上风电机组安装技术和施工设备的选择和优化已成为海上风电施工企业研究的重点，风机安装过程中的质量控制尤为重要。

海上风电安装技术及设备发展现状

海上风电风机安装分为海上整体安装和海上分体安装两种方式。海上整体安装是指在海上拼接陆地基地的风机直接安装在海上，海上分体安装是指在海上组装风机各部件，不同的安装方式对海上风电施工设备有不同的要求。

1.1整体安装技术

风机整体安装技术已应用于上海东海大桥海上风电示范项目、国电普陀、珠海桂山、国华东台、华能山东半岛等9个风场。适用的基础形式包括高桩承台、导管架和单桩基础。

整体安装采用“后场基地整机组装、专用船舶运输、整体风机吊装、软着陆定位安装”技术路线需要一需要一个完整的缓冲着陆定位安装系统来控制风扇的下降速度和安装精度。该系统由平衡梁和索具系统、上吊架系统、缓冲系统、下就位系统和中央控制系统组成。其中，平衡梁和索具系统用于完成风机后场基地组装、海上运输和吊装；上吊架系统、缓冲系统和下就位系统共同完成塔筒对接的方向、缓冲、同步升降和精确定位自动对中，使风机在单桩基础上顺利安装；中央控制系统通过监控实现风机整体安装的自动化。

1.2分体安装技术

分体安装技术是指通过运输船将风电机组的分部件（塔、轮毂、主机、叶片）运至风机位置，由安装船拼接安装。该技术是目前风电机组安装中最常见的安装技术之一。根据安装船的特点，可分为以下四种类型。

1.2.1坐底风电安装船

中国一些海域的海床上有很深的淤泥层，甚至玉环和苍南风电场的一些淤泥层也达到了40米深。很少有支腿船能在这个海域安装。因此，底部安装解决了海上风电安装的诸多问题，尤其是长三角洲，包括海上潮间带。

其工作原理是通过压载系统潜入海底，然后通过锚定系统固定，使船底保持相对稳定，最后安装风扇。该安装船具有稳定性高、适用于深污泥底部条件的优点，大大降低了施工成本。然而，缺点也很明显。例如，它受到水深限制的影响很大，当底部不牢固时容易打滑，底部容易清空，导致船体断裂。

1.2.2浮式起重船

在2021“安装热潮”在此推动下，为了提高风电机组的安装效率，中国率先在世界上开发了固定支架的浮动分体式安装。目前，嘉兴1号、岱山4号、兴化湾、长乐、奉贤已实现浮动分体式安装。

这种类型的安装船具有突出的优势，起重船资源丰富，运行性能高，施工成本可与桩工程一起摊销。然而，也有一些缺点。起重船对海况要求高，风机安装稳定性差，吊装高度也可能成为工艺发展的限制。

1.2.自升式风力发电安装船

自升式风电安装船是目前海上风电最常见的风电安装船。这种类型的安装船配备了四个桩腿（圆柱形钢桩腿或三角形桁架腿）和钻井平台改装的海上施工安装平台。利用钻井平台本身的深海作业特点，满足深水的定位作业。其工作原理是在达到施工机械位置后，将桩插入支撑层，通过提升系统将船体提升到水面，安装风机。

这种安装船最大的优点是操作稳定性强，但缺点明显。由于这种类型的安装船没有能力自行推进，只能通过拖船进入安装，增加了施工现场位置转换时间，操作灵活性差。

1.2.自航自升风力发电安装船

自升式风电安装船是国内外最先进的风电安装船，已成为全球海上风电建设设备的最佳选择。与前三艘安装船相比，自升式风电安装船具有优异的自推能力和灵活的动态定位系统。风力涡轮机安装位移相对较快，可携带多组风力涡轮机部件，安装操作高效。缺点是如果采用运输安装相结合的施工路线，将承受更大的成本压力，需要风电母港的配合。

2.风电机组安装过程中质量控制要点

2.1.风电机组件保护

安装机舱时，必须保护底盘支架、底部法兰及其机构部件。除厂家专门设置的零件外，其他零件不得用作安装的吊点和辅助连接点。

在塔架安装过程中，应小心起吊和放置塔架，并准确定位，避免法兰和塔架因冲击而局部变形。

吊索、吊索必须经制造商批准。

安装电气箱、柜等设备时，必须采取遮阳、防雨、通风、防潮等措施。风电机组并网前，日除湿时间必须符合要求。施工过程中，注意避免因操作不当而损坏电气设备的绝缘性能。

2.2螺栓扭矩验收

螺栓扭矩（张力）必须交叉对角拧紧。拧紧过程分为初始拧紧（快速拧紧）、重新拧紧（75%）和最终拧紧（100%）。在重新拧紧和最终拧紧之前，必须标记不同颜色的扭矩线。验收前，检查螺栓垫片是否反转。倒角侧应朝外。螺栓的外露长度和螺纹数量应符合要求。验收时，抽样比例不应小于10%，抽样可根据情况增加。同时，要严格防止螺栓过度拧紧，以免损坏螺栓。

未来海上风电安装技术及设备发展趋势

3.未来海上风电安装技术

目前，我国海上风电的主流建设特点是安装和运输分离的工艺路线。中国近40艘风电安装船大多没有自航能力，只能在现场运输。风机的所有分离部件都由运输船提供。优点是船舶设备要求低，缺点明显，辅助船太多，容易出现桶短板理论，也可能不适应深水和大浪的环境条件。

参考欧洲海上风场、安装、运输一体化吊装实践相对成功，在风机设备供应充足的情况下，A2SEA自升自航风电安装船曾于2019年创造单艘船“26套海上风机设备45天安装”世界记录产生了良好的效益，核心建筑船机与海上风电产业形成了良好的互动。Scylla英国单船作业，船舶规模大，耐波性好，作业窗口期长；配置齐全，作业效率高；无需配套船组配合，海上作业安全性显著提高，更有利于工程整体成本控制。

3.2海上风电设备发展趋势

（1）海上风电建设向深水区发展是一遍趋势。施工设备还应考虑满足从沿海滩涂和浅水区到50米深水区甚至更深地区的施工要求。

（2）综合起重作业可节约成本，缩短施工时间，要求主起重能力越来越大。一方面，随着海上风电机组的大型化，风电机组越来越重；另一方面，2000吨主起重能力已成为新型风电安装船的主流趋势。

（3）主甲板的承载能力和可用面积直接影响运输风机设备的安全和数量，提高主甲板的承载能力和可用面积可大大提高运输安装效率。

（4）随着海上风电建设的成熟和复杂，海上风电安装船的功能仍有待完善，如打桩安装一体化作业、配备DP2或以上动态定位系统等相关功能。

结束语

随着海上风机价格的不断下降和施工成本的逐步降低，相关人员应突破传统思维，大胆走向“深远海”开发合理的风机型号，建设先进的风电施工船舶，倡导智能吊装工具和控制系统，选择合理有效的安装技术方案，实现高端技术、高水平、高智能安装技术，使国内海上风电安装技术走向世界，创造辉煌。