今年是中華人民共和國(guó)成立70周年，縱覽70年間，我國(guó)在科學(xué)技術(shù)、重大項(xiàng)目、重大工程建設(shè)等方面取得了巨大成就，一系列中國(guó)制造、中國(guó)創(chuàng)造、重大工程舉世矚目，在世界科技史、建造史上寫下濃墨重彩的華章。跨海大橋、高鐵、國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)、人造太陽、天眼、北斗導(dǎo)航等等，是中國(guó)科技非凡的實(shí)力的體現(xiàn)，是中國(guó)制造、中國(guó)創(chuàng)造、中國(guó)建造的力量所在。
來源 | 深圳特區(qū)報(bào)
采寫︱李劍輝 王劍鋒 李麗 秦綺蔚
視頻｜李劍輝 王劍鋒 李麗 秦綺蔚 何龍 邢峻豪
圖片 | 何龍
在新中國(guó)成立70周年之際，深圳特區(qū)報(bào)組織策劃了大型報(bào)道“中國(guó)力量——走進(jìn)中國(guó)大工程大項(xiàng)目”，記者兵分多路，足跡遍布東北、華北、華東、華南、西南、西北等地，走近這些具有國(guó)際影響、富有中國(guó)特色、體現(xiàn)民族精神的大工程、大項(xiàng)目、高科技，采訪曾經(jīng)為這些重大項(xiàng)目、重大工程奮斗的科學(xué)家、工程師、設(shè)計(jì)師以及普通的建設(shè)者和守護(hù)者，述說工程建設(shè)的艱辛歷程，挖掘工程建設(shè)背后的精彩故事，再現(xiàn)工程建設(shè)中可歌可泣的英雄事跡，彰顯工程建設(shè)中的中國(guó)力量。這組報(bào)道將通過全媒體傳播，向世界展示一個(gè)充滿活力與創(chuàng)造力的中國(guó)。
從零起步，自主創(chuàng)新。東海大橋風(fēng)電場(chǎng)既是中國(guó)海上風(fēng)電的起跑線，也是中國(guó)海上追風(fēng)的第一座高峰。這個(gè)號(hào)稱亞洲首個(gè)大型海上風(fēng)電場(chǎng)的建成，填補(bǔ)了我國(guó)海上風(fēng)電的空白，我國(guó)從此躋身大功率風(fēng)電機(jī)組裝備及海上承載平臺(tái)制造、安裝的世界先進(jìn)行列。同時(shí)，這個(gè)項(xiàng)目也引領(lǐng)中國(guó)的海上風(fēng)電建設(shè)進(jìn)入加速跑時(shí)代。
在東海大橋風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目之前，中國(guó)的海上風(fēng)電基本是一張白紙，而在項(xiàng)目中標(biāo)之后，張開華帶領(lǐng)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)才真切感受到這一點(diǎn)。張開華現(xiàn)在是上海東海風(fēng)力發(fā)電有限公司的副總經(jīng)理，項(xiàng)目開始之初是東海大橋風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目競(jìng)標(biāo)小組的技術(shù)組長(zhǎng)，他見證了這個(gè)項(xiàng)目從競(jìng)標(biāo)到建設(shè)發(fā)展壯大的全過程。
隨著技術(shù)的發(fā)展，以及常規(guī)能源的危機(jī)意識(shí)，很多國(guó)家開始了對(duì)風(fēng)能的追逐。“都是從陸上開始，我們陸上風(fēng)電走的是舶來品的模式。”在上海東海風(fēng)力發(fā)電有限公司的辦公室里，張開華給中國(guó)力量采訪組記者講起了中國(guó)海上風(fēng)電從零起步的發(fā)展歷程。
起步：不掌握核心技術(shù)就會(huì)受欺負(fù)
“我們投標(biāo)時(shí)做的商務(wù)技術(shù)標(biāo)，我個(gè)人覺得寫得非常出色。四家單位一共抽了40多個(gè)人，分三個(gè)組封閉寫了4個(gè)月，寫出了一份厚重的標(biāo)書，有設(shè)計(jì)，有產(chǎn)業(yè)鏈，有施工，有運(yùn)維，所以中標(biāo)時(shí)信心滿滿。”
但直到要開干了才發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合體面對(duì)的是國(guó)內(nèi)“四無”的局面。沒標(biāo)準(zhǔn)，沒有設(shè)備，沒有施工經(jīng)驗(yàn)的隊(duì)伍，沒有產(chǎn)業(yè)鏈。一句話，國(guó)內(nèi)要做海上風(fēng)電的基礎(chǔ)就是白紙一張。
怎么辦？當(dāng)時(shí)中標(biāo)方也找了不少國(guó)外的主機(jī)廠家。海上風(fēng)電是高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目，國(guó)外的廠家即使有意，但開出來的條件卻讓人無法接受。有一個(gè)著名廠家，當(dāng)時(shí)開出了幾個(gè)條件：價(jià)格要提高，要求有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)單位來設(shè)計(jì)，有經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍來施工，對(duì)中方人員的技術(shù)培訓(xùn)要等五年之后，甚至還有一些股權(quán)的要求。“自己不掌握核心技術(shù)，就會(huì)受欺負(fù)。所以，我們決定自己干！在國(guó)內(nèi)做了一番調(diào)研后，我們大膽提出了一個(gè)設(shè)想，讓這個(gè)示范項(xiàng)目從頭到尾打國(guó)產(chǎn)牌。”
張開華技術(shù)團(tuán)隊(duì)用了一年的時(shí)間走訪了國(guó)內(nèi)的主機(jī)廠家、設(shè)計(jì)院、施工單位。“我們?cè)谥圃烊a(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中碰到了很多合作伙伴，他們?cè)敢飧覀児餐袚?dān)這個(gè)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)，大家都有國(guó)家意識(shí)，答應(yīng)跟我們一起創(chuàng)造第一個(gè)國(guó)產(chǎn)化的海上風(fēng)電示范項(xiàng)目。”心里有了點(diǎn)底，聯(lián)合體專門打了報(bào)告給國(guó)家能源局，國(guó)家能源局同意通過示范項(xiàng)目帶動(dòng)整個(gè)這個(gè)產(chǎn)業(yè)形成標(biāo)準(zhǔn)。
“當(dāng)時(shí)主機(jī)的合作伙伴是華銳風(fēng)電，僅憑一個(gè)設(shè)計(jì)方案就簽了合同，目標(biāo)是兩年之內(nèi)把主機(jī)造出來，什么要求和標(biāo)準(zhǔn)我們共同商量。”張開華告訴記者，作為甲方，他們當(dāng)時(shí)提了15條要求，至今這15條仍然深深地烙在國(guó)內(nèi)主機(jī)廠家的標(biāo)準(zhǔn)中。
東海變電站主控室內(nèi)，工作人員正在作數(shù)據(jù)收集與記錄。
創(chuàng)新：能造橋墩就能造風(fēng)電基座
在東海大橋中部的觀測(cè)臺(tái)上，放眼望去，東西兩側(cè)列距1公里，行距500米，62臺(tái)逾百米高的海上風(fēng)機(jī)如同兩排白色的追風(fēng)戰(zhàn)士在海風(fēng)中列陣，蔚為壯觀。據(jù)介紹，風(fēng)機(jī)中最大的是SL5000，單個(gè)葉片長(zhǎng)達(dá)64米，塔筒高90米，整體有40多層樓高。“主機(jī)遠(yuǎn)看著很小，其實(shí)它有八個(gè)集裝箱那么大，頂上可以懸停直升機(jī)。”隨同采訪的東海大橋風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)長(zhǎng)徐哲說。
一臺(tái)臺(tái)海上巨型風(fēng)機(jī)矗立在海面上
大橋東側(cè)的34臺(tái)風(fēng)機(jī)是最早的一期項(xiàng)目，單臺(tái)功率達(dá)到3000千瓦，是當(dāng)時(shí)陸上最大風(fēng)機(jī)的兩倍。張開華在接受采訪時(shí)說，起步的示范項(xiàng)目就是10萬千瓦，這不僅是亞洲最大，也是亞洲首個(gè)大型海上風(fēng)電場(chǎng)。
海洋工程高風(fēng)險(xiǎn)跨專業(yè)，一定要有第三方的船級(jí)社認(rèn)證，國(guó)外的船級(jí)社一聽是示范工程做第一單，而且是全部國(guó)產(chǎn)，都拒絕為項(xiàng)目認(rèn)證。“不過，有一句話給了我們很大啟發(fā)。在陪同外國(guó)專家去東海大橋調(diào)研時(shí)，專家說，你們中國(guó)人能力真強(qiáng)，東海大橋都能建起來了，這個(gè)放在我們國(guó)家就不行。”張開華一聽，腦洞大開——東海大橋能做海上的橋墩，海上風(fēng)機(jī)的基座不也是橋墩嗎？大橋的橋墩無論設(shè)計(jì)還是建造，我們都有把握、有能力，把它和海上風(fēng)電的特點(diǎn)相結(jié)合，問題就迎刃而解了。
造基座也是一項(xiàng)創(chuàng)新，國(guó)際上通行的海上風(fēng)機(jī)的基座有幾種模式，比如單樁式、重力式、導(dǎo)管式等，但由于海況和裝備條件，這些都不適合東海的實(shí)際。技術(shù)團(tuán)隊(duì)就自己設(shè)計(jì)了一個(gè)八爪魚式，單個(gè)樁國(guó)內(nèi)沒有那樣的錘，就按自己的能力，打下8個(gè)直徑1.7米的樁，牢牢地鍥在了海底。“鋼筋密度和東方明珠塔所用的鋼筋差不多，不僅滿足了海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)基座設(shè)計(jì)要求，而且穩(wěn)定性好，還具有防撞功能。”
挑戰(zhàn)：把40層樓高的“巨無霸”安裝到海上
主機(jī)造好了，怎么安裝就成了擺在面前的難題。主機(jī)安裝在90米高的塔筒上，每臺(tái)風(fēng)機(jī)有三個(gè)葉片，單片長(zhǎng)度都在60米左右，要在百米的高空中，完成96個(gè)螺栓與主機(jī)輪轂的無縫對(duì)接，需要出動(dòng)巨型吊車才能完成。而海上作業(yè)難度更大，主機(jī)葉片安裝好后，還要在海上直接整體吊裝到基座上。難度之大可想而知。
“東海是半日潮，每6小時(shí)有三米的水位落差，施工的窗口期非常短。”張開華說，風(fēng)機(jī)整體的重量達(dá)到600多噸，相當(dāng)于三架波音747的重量。為了完成這項(xiàng)任務(wù)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)和中交三航局研制了一套特別的浮船吊，標(biāo)稱吊力達(dá)到2400噸。
海上風(fēng)機(jī)的安裝要求垂直度偏差為1/1000，塔筒與塔基通過96個(gè)手臂粗的螺栓連接固定，每一顆螺栓工差不能超過1.5毫米。有風(fēng)、有浪還有潮位變化，從百米高空吊下600多噸的風(fēng)機(jī)，晃動(dòng)非常厲害，在這種情況下要一次性對(duì)準(zhǔn)96顆螺栓安裝到位，不能有絲毫失誤。張開華說，“高空只要有一度的晃動(dòng)，到下面就可能有幾米的移動(dòng)，幾百噸的風(fēng)機(jī)，就像一個(gè)巨大的重力錘，一旦發(fā)生硬碰撞，肯定是毀滅性的。”
東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)位于上海浦東新區(qū)臨港新城至洋山深水港的東海大橋兩側(cè)
技術(shù)團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)新出了一套緩沖系統(tǒng)，也是目前重點(diǎn)保護(hù)的專利技術(shù)。“就像有一個(gè)東西把它吸住，在牽引過程中還有防撞擊的保護(hù)，半小時(shí)內(nèi)就能完成安裝。”據(jù)介紹，在東海大橋風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)中，有數(shù)十項(xiàng)專利技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用。“我可以驕傲地說，從建設(shè)到現(xiàn)在，沒有發(fā)生人員傷亡事故，也沒有發(fā)生機(jī)械設(shè)備的損傷。”
東海大橋風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目采用整體吊裝工藝，曾經(jīng)創(chuàng)造了一個(gè)月在工裝船上組裝10臺(tái)、海上吊裝8臺(tái)的記錄。
進(jìn)化：從整體吊裝到分段連接
當(dāng)海風(fēng)達(dá)到4米每秒時(shí)，東海一期的風(fēng)機(jī)就啟動(dòng)了，海風(fēng)達(dá)到13米每秒，也就是6級(jí)風(fēng)時(shí)，進(jìn)入滿發(fā)狀態(tài)。滿發(fā)時(shí)葉片每分鐘大概16轉(zhuǎn)，葉片尾端可以達(dá)到約400公里的時(shí)速。
當(dāng)風(fēng)向發(fā)生變化時(shí)，主機(jī)會(huì)根據(jù)已經(jīng)設(shè)定好的參數(shù)，自行適應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到風(fēng)力的最大利用。葉片轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)為機(jī)械能，機(jī)械能再轉(zhuǎn)為電能，通過海底鋪設(shè)連接的電纜傳輸?shù)郊s12公里外岸邊的變電站，增壓后并網(wǎng)入城市電網(wǎng)。
2010年6月8日，東海大橋風(fēng)電場(chǎng)一期全部34臺(tái)3兆瓦風(fēng)機(jī)并網(wǎng)發(fā)電。
2015年2月12日，東海大橋海上風(fēng)電項(xiàng)目二期工程28臺(tái)風(fēng)機(jī)（包括27臺(tái)3.6兆瓦和1臺(tái)5兆瓦風(fēng)機(jī)）并網(wǎng)發(fā)電。
自投產(chǎn)至2019年6月底，東海大橋風(fēng)電場(chǎng)一期發(fā)電201351.48萬千瓦時(shí)，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤64.63萬噸，減少二氧化碳排放178.61萬噸；二期發(fā)電量105098.36萬千瓦時(shí)節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤33.94萬噸，減少二氧化碳排放93.44萬噸。
采訪當(dāng)日，在變電站的主控室里，大屏幕上實(shí)時(shí)顯示著每一臺(tái)風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)。每一臺(tái)風(fēng)機(jī)關(guān)鍵位置都裝了攝像頭，值班員金輝在辦公桌上的電腦屏幕上，調(diào)出了幾臺(tái)風(fēng)機(jī)的內(nèi)部監(jiān)控情況，原來，風(fēng)機(jī)的塔筒內(nèi)都裝有電梯，工作人員可以通過電梯直達(dá)主機(jī)。如果葉片出現(xiàn)問題，施工人員可以從主機(jī)上懸吊下去作業(yè)。
一旦風(fēng)機(jī)出現(xiàn)問題，控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同的警情發(fā)出警報(bào)，大屏幕有顏色顯示和警報(bào)聲，所有這些信息，東海風(fēng)電的各級(jí)工作人員都可以從手機(jī)上看到，管理起來非常智能方便。
因?yàn)槭鞘痉俄?xiàng)目，東海風(fēng)電場(chǎng)一期在建設(shè)中的安全冗余比較大，到二期，塔筒不再是整體吊裝了，而是分三段用法蘭連接，安全性和效率都增加了，浮船吊也有改進(jìn)，可以像陸上的吊車一樣，向海底伸出幾條“腿”，直接打到海底，船面高度得到提升，就不再受海浪的影響了。
隨著東海風(fēng)電的建成并網(wǎng)，國(guó)內(nèi)的海上風(fēng)電發(fā)展迅猛，沿海四處開花結(jié)果。江蘇、福建、廣東，都陸續(xù)有更大的項(xiàng)目投產(chǎn)。中國(guó)風(fēng)機(jī)、中國(guó)風(fēng)場(chǎng)，已經(jīng)迅速成長(zhǎng)為國(guó)際一流品牌，中國(guó)海上風(fēng)電進(jìn)入了規(guī)模化、商業(yè)化發(fā)展階段。根據(jù)《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，到2020年，全國(guó)海上風(fēng)電開工建設(shè)規(guī)模將達(dá)到1000萬千瓦，力爭(zhēng)累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)到500萬千瓦以上。
突破：向遠(yuǎn)海進(jìn)發(fā)，再做一次先鋒
“海上風(fēng)機(jī)的發(fā)展方向就是單機(jī)功率越來越大，同樣的海域，同樣的安裝與運(yùn)維，一般意義上是功率越大越劃算。”張開華說。
“雖然我們的海上風(fēng)機(jī)已經(jīng)沖到了世界前列，但我們還是要清醒地認(rèn)識(shí)到，我們的主機(jī)還不是世界上最好的，我們雖然能建設(shè)、運(yùn)營(yíng)大風(fēng)場(chǎng)，但部分核心關(guān)鍵技術(shù)和部件尚未實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)。”張開華說，“現(xiàn)在，近海可以說是九龍爭(zhēng)水，遍地開花。但近海海域有限，搞了風(fēng)場(chǎng)，這片海域別人就不好用了，比如通航、漁業(yè)等，現(xiàn)在，我們還想再做一次示范、一次先鋒，到遠(yuǎn)海去做深遠(yuǎn)海風(fēng)場(chǎng)。”
“上海市政府、上海市科委、上海市電力公司特別支持我們，因?yàn)槲覀兩弦淮问痉俄?xiàng)目很成功。同樣，當(dāng)時(shí)和我們一起冒險(xiǎn)的合作伙伴，后來也在市場(chǎng)上得到了回報(bào)。”張開華說，目前團(tuán)隊(duì)正在做產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，和大專院校設(shè)計(jì)院、施工單位、設(shè)計(jì)院、主機(jī)廠家、開發(fā)商等9家聯(lián)合體做共性技術(shù)研究和專業(yè)技術(shù)研究。“國(guó)家能源局給了我們一份回函，希望我們?cè)?020年能夠開展中國(guó)第一單深遠(yuǎn)海示范項(xiàng)目的研究落地。”
在東海變電站在主控室外，有一部望遠(yuǎn)鏡，可以看到遠(yuǎn)處的東海大橋風(fēng)場(chǎng)，順著張開華對(duì)未來的暢想，我們的目光仿佛透過撲面的海風(fēng)，看到大洋深處，隨著風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，跳動(dòng)的，是澎湃的中國(guó)心。
記者手記 |有一種自豪不可阻擋
張開華
坐在上海東海風(fēng)力發(fā)電有限公司的辦公室，聽張開華講述海上風(fēng)機(jī)建設(shè)的故事，令人心緒不能平靜。走在東海大橋了望遠(yuǎn)處的海上風(fēng)機(jī)群，一種自豪感油然而生。張開華在重憶那些崢嶸歲月時(shí)，眼睛閃爍著亮光，流露出來的那種自豪感，不可阻擋。
作為中國(guó)第一個(gè)海上風(fēng)機(jī)示范項(xiàng)目的全程參與者，張開華有理由自豪，這種自豪來自項(xiàng)目給中國(guó)帶來的四個(gè)改變。
第一個(gè)改變是重塑了中國(guó)能源行業(yè)的信心。原來的情況是大家好像都不會(huì)干，現(xiàn)在是誰都覺得不服氣，你能干，我也能干，五大發(fā)電集團(tuán)、各個(gè)設(shè)計(jì)院所，主機(jī)廠家，船舶公司，都有信心成為海上風(fēng)電的主力軍。
第二個(gè)是造就了一批海上風(fēng)電人才。很多人在這個(gè)項(xiàng)目中從小白成長(zhǎng)為行業(yè)專家，現(xiàn)在幾乎每個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目里，都有東海風(fēng)電的人。張開華本人也成為業(yè)內(nèi)最知名的專家，參加了中國(guó)風(fēng)電行業(yè)的標(biāo)委會(huì)工作組，還是科技部高技術(shù)中心的專家?guī)斐蓡T。
第三是形成了產(chǎn)業(yè)鏈和標(biāo)準(zhǔn)。很多配套的產(chǎn)業(yè)原本國(guó)內(nèi)是沒有的，通過東海風(fēng)電項(xiàng)目，上下游的產(chǎn)業(yè)鏈建立起來了，在示范中摸索，在實(shí)踐中確認(rèn)，逐漸形成了一整套的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用并推廣，也成就了中國(guó)海上風(fēng)電現(xiàn)在的蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì)。
第四是打出了中國(guó)品牌。國(guó)外廠家原來意欲在商業(yè)上打壓中國(guó)海上風(fēng)電的發(fā)展。現(xiàn)在，中國(guó)海上風(fēng)電已經(jīng)成長(zhǎng)起來了，不斷刷新著自己的紀(jì)錄，中國(guó)的品牌在世界上越來越響亮。
這就是中國(guó)力量，一種自主創(chuàng)新，敢闖敢試，一往無前的力量。
特寫 |專業(yè) 膽識(shí) 擔(dān)當(dāng)
海上風(fēng)機(jī)的建設(shè)是多學(xué)科交叉工程，也是高風(fēng)險(xiǎn)工程，張開華技術(shù)團(tuán)隊(duì)遇到最兇險(xiǎn)的一次來自于兩條船的錯(cuò)位。
作為這項(xiàng)工程的主要負(fù)責(zé)人，張開華安排不同工種的不同時(shí)序和作業(yè)面。有一次，他了解到未來兩三天可能有壞天氣，這對(duì)海上作業(yè)來講是致命問題，于是馬上問明情況。這時(shí)意外情況突然出現(xiàn)，本應(yīng)進(jìn)行施工作業(yè)的鋪纜船沒有到位，而本應(yīng)讓出工位的一條8000噸的船舶卻因擔(dān)心惡劣天氣的危險(xiǎn)不肯離開。
張開華立即作出判斷，第二天如果狂風(fēng)大雨，鋪纜船必然會(huì)剪纜自保，那就意味著將會(huì)有上千萬的損失。于是，他馬上找到8000噸船的船老大，要求他的船必須馬上離開，船老大不服地說，如果有意外誰負(fù)責(zé)？這時(shí)候，張開華毫不退讓，態(tài)度斬釘截鐵。以專業(yè)精神、擔(dān)當(dāng)意識(shí)和過人膽識(shí)處理了危機(jī)。
他告訴船老大，你的船有8個(gè)錨，不需要全部起錨，可以兩個(gè)兩個(gè)起錨，像螃蟹一樣爬著走就不會(huì)有危險(xiǎn)。同時(shí)他堅(jiān)決地表示，船是你負(fù)責(zé)的，我只告訴你方法，出了事當(dāng)然你要負(fù)責(zé)。面對(duì)險(xiǎn)情，他迅速布置，強(qiáng)調(diào)下午前必須讓8000噸船離開，但鋪纜船必須馬上到位，搶窗口期，確保當(dāng)天完工。
第二天，果然狂風(fēng)大作，幸好兩條船都完成作業(yè)離開入港口避風(fēng)了，否則大概率會(huì)出現(xiàn)溜錨，船說不一定會(huì)沖到哪里去了，后果不堪設(shè)想。
幾天后，那兩條船的船老大見到張開華，連聲道謝，說如果不是你堅(jiān)定堅(jiān)決，恐怕后果不堪設(shè)想！
