海上风电运维船安全管理探讨

【摘要】 海上风电运维船主要服务于海上风电运维人员、物料的运送,随着海上风电场快速开发,市场需求量也大大增加,有普通交通艇,也有钢质或铝合金双体专业运维船。针对海上风电运维船面临的船舶、通航等安全管理,分析和比较现有的运维船舶种类和特性,对海上运维船安全管理的进行研讨,提出体系化、专业化的船舶安全管理理念。

1.海上风电运维的概述海上风电运维是海上风电产业中的后期维护关键环节。海上风电的运维不同于陆上风电运维,因海上风电风机安装在浅海或远海,需船舶或直升机才能到达机组位置,比陆上风电更复杂、风险更高。海上风电运维大体可分为三大板块,一是运维船管理;二是风电场、风机、升压站内外部运行维护;三是风机海底桩及电缆的维护。风机内部运行维护与陆上风机运行维护技术大同小异,只要有交通工具运送我们专业技术人员到场。我们这里主要对海上风电运维船的分类、船舶安全管理及通航安全管理进行简要探讨。2.海上风电运维船的发展风电运维船是海上风电运维最重要的可达性装备,能够安全便利地将人员和设备运送到风力发电机组。国外海上风电开发较早,专业运维船也被普遍应用到各海上风电场,而国内海上风电处于启动阶段,目前仍以使用普通运维船为主,专业运维船较少,然而随着海上风电场离岸距离加大,以及天气更加恶劣的南方区域海上风电的开发,普通运维船已逐渐难以满足抗风浪、防撞击、海上施救等安全要求,所以近几年专业海上风电运维船在国内也得到了快速发展,多家发电业主及运维公司已开始根据各种需求建造专业化的运维船了。根据国内外海上风电运维市场的发展,海上风电运维船主要分为四类:

(1)普通运维船

这种船大都是交通艇及渔船改装而来,服务于海洋工程或风电场运维,用于运送人员和物料等,其典型特征为航速较低,一般全速8-10节,普通舵桨推进,耐波性差,在海上摇摆、颠簸幅度较大,靠泊能力差,舒适性差,可达距离较短,适合用于天气较好时,离岸距离较近的风场。

(2)专业双体运维船

专业双体运维船指用于海上风电运维的专业船舶,目前国内这种船可分为两种类型,一种船体为钢质或钢铝混合结构,其典型特征为:平头,稳性好,甲板面积大,可搭载各种专业运维设备及物资;航速大约14-15节;靠泊能力强,有效波高1.5米至2米;可乘载11个运维人员,适合离岸距离10-20海里内的近海风电场。另外一种船体为铝合金或玻璃钢结构,由钢质运维船优化而来,除了继承钢质运维船的优点外,还具有船体较轻,高效节能、配置先进,船速可达20节以上,喷水或全回转螺旋桨推进,耐波性好,能在7-8级风2-3米海浪中正常航行等优点,用于离岸20海里以上的海上风电场运维。目前也是国内市场上广泛推广的专业海上风电运维船船型。

(3)运维母船

指用于远海海上风电运维,运维或检修工作需多日才能完成,为减少运维船舶每日往返的营运成本、节约时间,可提供人员住宿,存放备件的较大型船舶,典型特征为:可提供50人以上住宿,具备较长时间自持力,靠泊能力优异(有效波高2.5米以上),具备DP定位及补偿悬梯传送人员功能。目前一些海底支持维护船(OSV)已可提供200人住宿,各种功能齐全,包括直升机平台、中型吊机、海底探测等功能。运维母船可根据需要参照改造,缺点是建造与运营成本很高,国外海上风电也应用不多,目前国内海上风电场普遍离岸距离较近,暂时还不适用。但随着以后海上风电场离岸距离的增大,此种船型必然派上大用场。

(4)自升式运维船

指主要用于海上风电运维的能进行大部件更换(齿轮箱、发电机等)的船舶,此种船舶是由海上风电安装船根据需求改造而来。其典型特征为:具备一定的起重能力,拥有自升式平台,能进行风机大部件的更换或检修,适合离岸距离远,适应水深50米以内大多数海域作业,具备DP定位及较长的自持能力。缺点是:建造与运营成本高。

3.海上风电运维船安全管理

随着海上风电场的大幅度增加,离岸距离越来越远,海况也越来越复杂,风电场的维护要求也越来越高,势必对海上风电运维船的功能性、安全性、舒适性的要求也越来越高,对各类运维船需求量也会逐年增多,由于是国内海上风电起步较晚,对海上风电运维船管理还未出台针对性的行业法规,大多数海上风电业主单位和运维公司都是在摸索中逐渐改善。根据本人多年的船舶管理经验,认为海上风电运维船的安全管理可从船舶管理、通航安全管理、船舶调度管理三个方面入手。

3.1船舶管理

船舶管理的好坏直接影响到船舶的使用寿命和营运安全。通过专业化的各种管理,能大大增加船舶的使用寿命,降低海上安全风险,减少船舶营运成本。按照NSM规则的要求,根据海上风电运维船的营运要求、结构和特性等实际情况配备SMS文件,专业岸基管理人员进行系统的规范管理。船舶管理复杂而冗繁,管理团队成员大部分是涉海专业,海上工作多年,经验丰富的专业管理人员组成,具体工作大体可分为:海务管理、机务管理,体系管理、船员管理、海洋防污染、船舶检查、船舶检验、货运管理、证书管理、物料管理等,每项管理都需要专业的知识积累,例如海务管理、机务管理人员都是由船长或轮机长担任,他们都有着丰富的船舶管理经验,通过专业的技术知识,可以对船舶在海上的各种状态及机器设备情况作出判断和处理,大大减少了船舶在海上事故的发生,降低海上营运风险。

目前海上运维板块,部分业主已自购或租用了专业的海上运维船,但大部分的业主是陆上电力企业出身,对船舶、海工并不熟悉,没有专业的船舶管理队伍,长期依赖于第三方代管机构专业人员管理,这种模式在初期船舶较少时暂且适用,随着运维船数量的增多,局限性就会暴露出来。其原因有二:一是随着海上风电场快速开发,运维船数量越来越多,代管费用也会随着船舶数量的增多而增多,将会远远大于自己管理的费用,造成海上风电运维成本大大提高;二是长期代管不利于海上风电企业自有船舶管理人才培养和成长,造成海上、船舶管理人才的长久缺失,不利于海上风电企业的长期发展。本人认为海上风电投资较大、风险较大,是一个长期的管理过程,涉海涉船舶业务较多也较为专业,业主企业应在启动阶段就成立专门的海上安全、船舶管理部门,注重涉海专业及船舶管理人才的培养,储备岸基管理人才,为以后的海上风电场管理打牢基础。

3.2通航安全管理

通航安全在整个船舶管理中是不可或缺的重中之重。海上无小事,提起通航安全,不由想起波罗的海海域风电运维船“World Bora”碰撞商船造成两船不同程度损伤,15人受伤的事故,给业主单位造成巨大经济损失和极坏的影响。通航安全管理主要指船舶通航安全管理,它是个动态管理,存在较多的不可控因素,也是船舶安全管理上的一个难点,需要多方协作才能将安全风险降到最低。不光要有专业的管理人员对通航环境进行分析,作出安全的判断,还要对船舶操纵人员业务水平定期评估。

在国外海上风电较早的国家,每个海上风电场或几个风电场都有着自己专业的运维船码头,独立的港池,不与商船、渔船混在一起,进出港统一安排调度,大大减少了海上交通事故。而国内海上风电起步较晚且发展迅速,大部分的运维船管理者对通航安全管理还只是概念化,没有实质上的措施和方法,基本上都是在商船港区找一块地方进行停靠,和商船混在一起,通航环境混乱,与港口调度不协调,极易造成交通事故发生。建议有以下几点如下:

(1)长期规划,效仿国外管理模式,选取离海上风电场较近合适位置建设海上风电运维船专用码头或港池,专用航道,避免与商船、渔船、工程船交叉,统一管理与安排,可提高安全管理,提高运维效率,降低安全风险,降低运维成本,保证通航安全,但投资较大,建议海上风电场区域统筹规划,由多个海上风电企业共同建立使用。

(2)如与商港共同使用港池,应与港口调度部门建立统一调度协调机制,制定运维船舶进出港时间计划,服从港调部门统一调度,避免商船、运维船进出港交叉,发生交通事故。

(3)建立专门海监室,对每天海况进行提前分析,根据运维船抗风浪能力,判断出港风险。根据风电场海域的实时水文,测风塔等数据,精准的计算和分析,能实时的向所有运维船发出预报,同时在海监室即可实时监控船舶、人员出海情况。

(4)登乘安全管理:登乘安全主要包括登船和登乘风机时的风险。登船安全风险主要是运维人员出海登船时的危险,因各种原因,导致人员落海或滑倒而受伤。所以,船岸或船与船之间登船通道必须安全、可靠、畅通,踏板护栏必须有安全网包裹,实现二次保护。登风机安全风险:主要指运维人员登乘风机时的安全风险,此时的风险比登船时风险要大的多,常有运维检修人员落海、挤压、滑倒而受伤,因为运维船顶靠风机接触时不光上下波动还有时开时离,海上风电运维人员、专家、检修人员不一定都受过专业的海上登攀风机训练,即使经过专业的训练也有很大的风险,海上风浪1-2米常有的事,登攀风机要根据波浪的上下波动,看准时机登乘,运维人员在基地休息时要经常练习,总结经验,必须动作娴熟,才能减少事故的发生。虽有些海上运维船装有GANGWAY和补偿装置,甚至个别运维船带有抱桩装置,但运维船的顶靠和人员的登乘的安全还是难以得到充分的保障,存在人员挤压、落水风险。特别说明一下,抱桩装置虽然能使船舶与风机紧密相联,大大减小了登乘时的挤压风险,但运维船上下波动还是存在的,而且这种装置价格昂贵,易损坏,不宜修理,使用价值有待考量。

(5)海上人员管理:对于海上风电运维船交通安全,运维船的成熟和操作规程的完善只是一方面,训练有素的船员和运维人员才是关键!海上90%以上海上事故的发生都是人为因素造成的,精湛的船舶驾驶员的技术和经验是海上交通安全强有力保障。所以说,在船员使用方面要严格要求,选拔经验丰富的持证船员,严禁非持证船员上岗。加大对船员个人业务水平的考核力度,定期对其进行培训。目前国内专业的海上风电运维船舶船员较少,大都是做渔船的渔民在参与此类船舶的服务,有待行业主管机关规范。

(6)建立完善的海上应急事件救援体系:建立预警监控中心,编制海上紧急事件应急预案,通过信息监控平台对所有海上风电运维船实时监测和监控,如有海上紧急事件发生,需要救援,中心将紧急组织公司所属交通船、母船、直升机成立海上救援队伍,按照应急预案执行,并同时报告辖区内海事搜救中心及周边各地市海上搜救中心,形成海上强大搜救力量,有序组织救援。

3.3调度管理 配置专业的船舶调度员,根据每天气象海况,每条运维船的特性、航行速度及各风电场离岸距离和运维需求,合理分配运维船,尽量节省航行时间和燃料成本,或经过合理的计算,实现一船多场,使运维人员能快速及时的到达风电场,减少风机停机时间,这都需要合理的调度才能实现。海上风电场发展迅速,从近海向远海扩散,数量越来越多,运维船数量也越来越多,船舶调度管理重要性也会逐渐突显出来。4.结束语

海上风电运维船为海上风场风电机组运行维护提供便利条件,最大程度缩短及降低运维时间及成本,在以后的使用实践中还将继续对其船体结构进行改进,对其功能性、安全性、经济性等进行研究,对其安全管理不断加强。目前连云港海事局已对外宣布《连云港海事局海上风电海事监管暂行办法》,随着我国海上风电建设规模的增加,海上运维市场也将不断增长创新,运维船舶安全管理也将会不断积累和总结实际经验,推动更多的相关行业法规和规范出台,引领海上风电运维船舶行业的发展。

作者:国家电投集团江苏滨海港航有限公司 谢瑞金

来源:《风能产业》2020年第11期

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