海上風電安裝船“福船三峽”跨港區(qū)拖航的風險評估與防范措施

屈浩東 李征

摘要：海上風電安裝船具有附加值高、造價高、設(shè)計建造難度大的特點。福建省第一艘自主建造尚未試航的海上風電船“福船三峽”計劃從廈船重工3號碼頭拖至海翔碼頭繼續(xù)安裝剩下的25米樁腿。作為引航員，有幸指揮拖輪拖航其至海翔碼頭，在此介紹一些拖航經(jīng)驗與同行交流、探討，希望能夠提供一些有益的借鑒。

關(guān)鍵詞：“福船三峽”海上風電安裝船 跨港區(qū)拖航 風險評估 防范措施

海上風電安裝船作為一種全新的海洋工程船，集大型風機構(gòu)件運輸、起重機安裝、生活供給等功能于一體?！案４龒{”海上風電安裝船是廈船重工建造的第一個海上風電平臺，也是國內(nèi)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的最先進的風電安裝船，2017年6月在福建省沿海交付使用，為我省發(fā)展清潔能源發(fā)揮先行作用。

1 “福船三峽”海上風電安裝船

“福船三峽”是中國船舶工業(yè)集團第七0八研究所自主研發(fā)設(shè)計的最新一代海上風電一體化作業(yè)移動平臺，由中鐵福海洋工程有限責任公司委托廈門船舶重工股份有限公司建造。它的起吊能力、甲板工作面積及載荷當屬國內(nèi)最大，總長108.5米，型寬40.8米，型深7.80米，設(shè)計吃水4.6米。自帶動力定位系統(tǒng)可使該船盡可能地保持在海平面上要求的位置上，其定位成本不會隨著水深而增加，并且操作也比較方便，最大作業(yè)水深50米，配備一臺1 000噸全回轉(zhuǎn)繞樁吊和200噸全回轉(zhuǎn)起重機，可攜帶3臺5兆瓦風機或2臺7兆瓦風機，甲板面積大于2 500平方米。該風電安裝船4個插入海底支撐并固定駁船的樁腿設(shè)計高度為85米，但由于海滄大橋空高限制（凈空高度為55米，基準是歷史最高水位），它在廈門船廠樁腿只安裝了60米，計劃把它從廈船重工3#泊位拖帶至廈門港另一港區(qū)——劉五店的海翔碼頭安裝剩下的25米，并在那進行相關(guān)測試。

接到引航任務(wù)后，我們把事先經(jīng)論證的拖航航線設(shè)計、風險評估及安全措施作為重要的參考材料，并結(jié)合自己對廈門港十幾年來的引航經(jīng)驗和與拖輪的配合經(jīng)驗做了進一步的評估檢查，制定下列方案，以確保拖航安全。由于“福船三峽”上視野比較開闊，利于瞭望，對船位和船舶偏轉(zhuǎn)趨勢也一目了然，故選擇在“福船三峽”上指揮拖航船組。

2 跨航區(qū)拖航計劃

從廈船重工3#泊位拖帶至海翔碼頭，整個拖帶航線須經(jīng)過海滄大橋、東渡航道、廈門主航道、劉五店航道等水域，拖帶航線各轉(zhuǎn)向點位置詳見表1和圖1所示，整個拖帶計劃航線內(nèi)容如下：

（1）自廈船重工3#泊位離泊，至1#泊位前沿自然水深-15.0米處采用自身艏艉槳舵動力定位、調(diào)整樁腿，根據(jù)潮位適時動車，在拖輪的協(xié)助下，安全通過海滄大橋，出港。

（2）經(jīng)過東渡航道猴嶼西航道后進入廈門港主航道。

（3）自廈門港主航道E點航行至主航道C點。

（4）拖帶至15#浮后，在拖輪協(xié)助下，向左轉(zhuǎn)向下線，進入金門水域，在2#錨地北側(cè)開闊水域，風電平臺將4根樁腿起升收回，以減少拖航阻力。

（5）正橫大擔島燈樁后，轉(zhuǎn)向進入劉五店航道，保持與大擔島、二擔島足夠安全的距離通過。

（6）沿劉五店航道航行至L3點、L5點。

（7）通過與金通航道交叉水域后，拖航船組抵達海翔碼頭前沿，調(diào)整拖帶速度及拖帶角度，控制好速度至1節(jié)左右，改變拖輪帶纜方式，合理利用自身操縱設(shè)備，在拖輪協(xié)助下靠泊海翔碼頭。

3 拖航風險評估

“福船三峽”海上風電安裝船自身樁腿高，廈門港流急，安裝船自身動力未經(jīng)充分試航，再加上港內(nèi)交通流和航道寬度的影響，拖航作業(yè)通航安全受到威脅，具體如下：

（1）廈門港內(nèi)流速較大，從廈船重工3#泊位離泊，到1#泊位前沿自然水深-15.0米處，采用自身艏艉槳舵動力定位調(diào)整樁腿下潛作業(yè)時，容易受風流影響漂移。在拖帶航速較低的情況下，流壓差會變得很大，容易造成拖帶船組偏離計劃航線，同時可能出現(xiàn)因潮流角度導(dǎo)致拖帶組偏蕩的情況。

（2）東渡航道即廈門港主航道船舶通航密度較大，海上風電安裝船拖帶作業(yè)對沿航道航行的船舶通航影響較大。

（3）海滄大橋凈空高度限制對風電安裝船拖帶作業(yè)通航安全有一定的影響。

（4）拖航組操縱性能不佳，在航道內(nèi)與他船交會時避讓較為困難。

（5）劉五店航道過土嶼報告線后，沿岸是廈門港游艇帆船活動區(qū)域，對海上風電平臺拖帶作業(yè)有一定的影響。

（6）海上風電安裝船拖帶至海翔碼頭，在金通航線交叉處對來往金門“五通”的客船有一定的影響。

（7）廈門港水域海底電纜較多，對拖航組在航行過程中出現(xiàn)緊急情況拋錨有一定的影響。

（8）廈門港東渡航道和主航道寬度對拖航船組的操縱有一定的影響。

（9）海翔碼頭東側(cè)水域的漁排養(yǎng)殖區(qū)對拖航組靠泊有一定的影響。

（10）“福船三峽”海上風電安裝船重心偏高，靠離泊安全操作要求高。

4 拖航安全防范措施

4.1拖帶期間，天氣和海況需滿足以下條件

（1）風力小于或等于5級風，避免風導(dǎo)致偏轉(zhuǎn)、漂移及偏蕩過大，不利于拖航船組按既定航線航行。

（2）有義波高小于或等于1.5米，避免發(fā)生較大的橫搖。

（3）能見度大于2海里；整個拖帶作業(yè)均應(yīng)選擇在白天進行。

4.2拖航時機的掌握

（1）海滄大橋及航道的通過時機

從廈船重工碼頭到海翔碼頭需經(jīng)過通航凈空高度分別為55米的海滄大橋（以歷史最高潮為基準）、68.322米的嵩禾#9-#10架空電纜及65.992米的東鐘#6-#7架空電纜，而福船三峽實際吃水4.5米，樁腿原高度60米，所以整個航段只受海滄大橋的凈空高度限制。 故需在廈船重工碼頭離開到旋回水域后把樁腿下沉4.5米，這樣實際水面以下高度為9米，下沉后水面以上高度為51米，通過海滄大橋沒有問題。

而全程航道最淺點在猴嶼西航道，為10.3米且不算潮高，“福船三峽”輪水下深度9米加上1米富裕水深為10米，所以水深方面全程得到保證。

（2）拖航時機的選擇

2017年1月24日，廈門港潮水在10：03為最高潮，高潮潮高4.78m，潮高不超過歷史最高潮，當天的風為東北風3～4級。就整個拖航航線而言，拖船船組自15#浮從主航道下線，向左轉(zhuǎn)向，并從大擔島南側(cè)、2#錨地北側(cè)水域轉(zhuǎn)向至劉五店航道，均需要大角度轉(zhuǎn)向，且該航段拖帶作業(yè)易受橫流影響，一旦操縱不當，壓向大擔、二擔島等礙航物，為保障風電安裝船拖帶安全，故選擇在高平潮前后，在緩流時段，從15#浮下線，以保證隨后的回收樁腿、橫流航段航行、轉(zhuǎn)向至劉五店航道的作業(yè)安全。自廈船3#碼頭至15#浮下線，航程約12.5n mile，按拖航速度5kn，加上離泊和樁腿下放的時間各半小時左右，約3.5～4小時。那么，需要提前3.5～4小時動車，高潮前3小時通過海滄大橋，整個拖航航程包括劉五店航道均頂流航行，便于控制拖帶船舶。整個拖航作業(yè)的時間節(jié)點控制詳見表 4-2 所示。

4.3拖帶方式的選擇

從舾裝碼頭拖往碼頭對開、東渡主航道外緣、水深-15米以上處下潛樁腿作業(yè)，由安排“廈港拖13”號為主拖，“廈港拖14”號協(xié)助。

風電船下潛樁腿后開始拖帶航行，采用旁拖夾帶方式從東渡航道、廈門港主航道拖航出港，拖帶方式見圖4-2所示。在被拖船的左右舷、船艉各配備一艘全回轉(zhuǎn)式拖輪，拖輪盡可能帶在離船艉近一些，以便轉(zhuǎn)向時效果更佳，帶纜方式采用頭纜、尾纜加倒纜，以便控制航向、制動，同時為拖帶提供拖力。轉(zhuǎn)向時，通過一舷的拖輪進車，另一舷的拖輪保持待命狀態(tài)來達到其效果。拖帶出港時安排“廈港拖13”號為主拖，“廈港拖14”號為輔拖?？坎磩⑽宓旰Ｏ璐a頭，“廈港拖13”號為主拖，“廈港拖14”號協(xié)助靠泊。

4.4拖帶期間申請交通管制

對東渡航道廈門港主航道實施單向封航，并全程申請海事巡邏船在前方護航，及早發(fā)布航行警告。在保證拖航作業(yè)安全的條件下，拖航船組應(yīng)盡可能減少占用主航道的時間，開動風電安裝船配備的4臺主機，提高拖航速度，一旦拖航船組自主航道下線后，便可解除單向通航。

本次拖航作業(yè)等拖航船組出了東渡航道，海事巡邏船就返回了，拖航船組在23#浮和28#浮附近，出現(xiàn)兩次大角度轉(zhuǎn)向，避讓占用航道的漁船的。

實際拖航作業(yè)中，“福船三峽”輪離開碼頭在1#泊位調(diào)整完樁腿后開始用車，但未通過海滄大橋，駕駛臺主機高溫警報響起，機艙報告冷卻系統(tǒng)故障需停車檢查。停車后，筆者指揮拖輪對“福船三峽”輪進行無動力拖航，大概半小時后拖到42#浮附近，經(jīng)機艙搶修后，4臺主機可以同時使用兩臺，但操縱性能受到了限制——動力減弱、舵效變差、航向穩(wěn)定性下降。此后，拖輪13號和拖輪14號都在兩邊旁拖。

4.5風流壓判斷

潮汐水流的變化有一定的規(guī)律，而風的大小方向往往難以預(yù)測，應(yīng)適時根據(jù)風流和船舶受風流面積，準確估計拖帶風流壓差的大小，使拖輪小角度改變航向，抑制風流影響。

4.6改向操縱

應(yīng)避免一次轉(zhuǎn)向達20度以上，大角度轉(zhuǎn)向應(yīng)分幾次完成，最好每次轉(zhuǎn)5度至10度，確保拖航組走準計劃航線。與拖輪默契合作，準確掌握施舵的提前量。

4.7確保風電安裝船與交管中心、拖輪及外部船只的通信暢通無阻

本次拖帶船組除守聽16公共頻道、08廈門交管頻道外，內(nèi)部工作頻道為14；在拖航作業(yè)前，拖航組應(yīng)向廈門港口管理局及金門港務(wù)報備并獲得許可方可進行拖航作業(yè)；拖航船組經(jīng)土嶼需向廈門交管中心報告；過主航道15#浮后需向廈門交管中心報告下線，同時在11頻道向金門港務(wù)電臺報告進入金門水域。

4.8調(diào)整風電安裝船的艏艉吃水，使其成艉傾狀態(tài)，增加其航向穩(wěn)定性。

4.9 主拖輪在AIS上詳細設(shè)定主要航行信息，以便使航經(jīng)的商船盡早判斷本拖航組動態(tài)。

4.10拖航船組屬于操縱能力受限的船，應(yīng)按規(guī)定顯示號燈號型；在整個拖航期間，主拖船船長應(yīng)采取措施確保被拖物符合拖航安全的各項要求，拖航船組應(yīng)及時收聽、閱看GMDSS播發(fā)的海上安全信息并采取有效措施。

4.11當?shù)诌_海翔碼頭前沿時，注意與養(yǎng)殖區(qū)保持足夠安全距離，避免船速較低被風流壓向漁排養(yǎng)殖區(qū)。

4.12“福船三峽”海上風電安裝船在拖航過程中，需嚴格執(zhí)行廈門船舶重工股份有限公司事先制定的應(yīng)急預(yù)案，主、輔拖船拖航過程中應(yīng)嚴格執(zhí)行《拖航計劃書》中的相關(guān)要求。

4.13由于“福船三峽”重心偏高，靠離泊時一定要很緩慢并且靠泊角度盡量與碼頭平行。

本次拖航作業(yè)中，筆者事先制定周詳?shù)膽?yīng)急預(yù)案，充分發(fā)揮個人對廈門港豐富的引航經(jīng)驗、應(yīng)急反應(yīng)能力及與拖輪合作的默契，順利完成了引航拖帶任務(wù)。

5 結(jié)束語

福建省受季風和臺灣海峽“狹管效應(yīng)”的影響，風能利用小時數(shù)位居全國第一，在國家政策支持下，海上風電迎來了綠色新發(fā)展的全新機遇?！案４龒{”海上風電安裝船現(xiàn)已在興化灣投入使用，使我省風能的利用率得到了極大的提高，為國家的節(jié)能減排計劃做出了巨大貢獻?！案４龒{”是中鐵福海洋工程有限責任公司委托廈門船舶重工股份有限公司批量建造的第一個海上風電平臺，本次拖航的成功經(jīng)驗可作為后續(xù)建造的海上風電安裝船跨航區(qū)拖航的重要參考資料。

參考文獻：

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