海上風電進入了新一輪“搶裝潮”。與此同時，作為海上風電安裝關鍵裝備海上風電安裝平臺在作業過程中受海流、潮汐、波浪、強風等惡劣環境影響，海上作業風險高導致風險事故頻發引起了主管機關、業界高度重視。2020年以來我國相繼出現了平臺浸水、起重機折臂、齒輪折斷、船體折斷、運輸碰撞、火災、平臺穿刺等多起事故。隨著海上風電走向更遠、更深的海域，面臨的氣候條件將更加惡劣，如何做好海上風電作業風險把控，進一步規范海上風電安裝作業，需要業界探討和研究。

自升式海上風電安裝平臺的基本原理和特點

當前國內海上風電安裝平臺主要為自升式海上風電安裝平臺，其具有作業穩定，適應于各類海底土壤條件和較大的水深范圍，移位靈活方便，便于建造等優點。平臺主要由樁腿、平臺主體、升降系統、生活樓和起重機等組成。平臺常規采用四條樁腿站立固定，近年來，由于海上風電安裝裝備需求缺口較大，風電安裝平臺建造周期長，部分企業將三條腿自升式鉆井平臺改造為海上風電安裝平臺，三條腿平臺與四條腿平臺相比，穩定性相對比較弱。升降系統一般采用插銷式。平臺工作時樁腿下放插入海底，平臺主體被抬起到離開海面的安全工作高度，對樁腿進行預壓，確保平臺遇到風暴時樁腿不致下陷。作業完成后，平臺主體下降至海面，拔出樁腿并全部提起，整個平臺浮于海面，通過拖輪拖到新的風電作業位置進行作業。

平臺上安裝了大型起重機，主要用于海上風機基礎、塔筒、機艙的吊裝，平臺起重能力從600噸至3000噸不等，起重高度最高達100多米；平臺結構一般應考慮風機的裝載、存放，要求工作甲板面積大、載荷大；另外海上安裝環境惡劣，安裝時間窗口受限，要求安裝效率高，尤其風機葉片、塔筒超長，安裝重心高，這就要求風電安裝平臺具有足夠的起吊高度和起吊能力以及安全性。因此在進行海上風電平臺作業時，首先要保證作業安全、可靠。

自升式海上風電安裝平臺作業風險分析

自升式海上風電安裝平臺主要通過樁腿和升降系統配合將平臺抬升到一定高度，以便適應不同水深和作業高度，不需要考慮船舶橫搖縱傾，作業狀態非常穩定。但由于海上未知因素比較多，平臺在航行調遣、就位、預壓、舉升、下降、拔樁、作業和風暴自存等操作過程中碰到許多突發情況，出現風險概率較大，結合海上作業過程情況，有必要對不同作業階段風險進行分析，提出控制措施，以保證平臺作業安全。

1、海上拖航作業風險

自升式海上風電安裝平臺海上拖航主要為遠距離拖航和風場區內短距離遷移，一般采用濕拖。拖航時樁腿全部升起，平臺處于漂浮狀態，平臺受風面積大，重心高，搖擺慣性巨大，對平臺的穩性和樁腿強度要求較高，一些平臺還安裝了大型風機安裝輔助設備，在拖航過程中遭遇強風浪，有可能出現拖纜斷裂失去航向控制，導致結構受損、艙室進水致使穩性不足最終傾覆的風險。根據相關歷史數據統計，在全球已發生的海工裝備事故中，自升式平臺傾覆事故占據了很大的比例。

海上風電安裝平臺與傳統油氣鉆井平臺相比，平臺遷移頻率高，周期短。在全壽命周期過程中需要重點關注拖航存在的風險。首先在平臺設計階段，應進行拖航穩性分析和拖航狀態下平臺、樁腿的強度分析，注意平臺上安裝的大型風機安裝輔助設備和裝載風機對平臺的影響。日常拖航作業時，首先從源頭上杜絕不安全因素，做好拖航前期安全檢驗和準備工作，尤其關注平臺上大型設備的綁扎、固定，充分分析海上拖航期間的海洋氣候和海況，選擇無臺風時間段作為拖航時間，做好風險評估，編制《拖航計劃》和《拖航應急預案》。拖航前三天，還需要申請船級社進行拖航檢驗，取得驗船師簽發的《適拖證書》，發布航行警告。在拖航過程中，應密切注意航線上的氣象、海況變化，做好應急措施，確保拖航作業的安全。

2、海上插樁作業風險

由于風場區域地質條件復雜，自升式風海上電安裝平臺在進行海上插樁作業時存在刺穿、滑移、沖刷掏空等風險，嚴重影響平臺的作業安全。刺穿主要由于樁靴基礎位于上硬下軟的層狀地層時，基礎發生未預料的沉降，樁腿刺穿地層；滑移一般由于平臺要求在以前插過的位置及周圍重新插樁，由于初次就位對土層的擾動和舊樁穴的存在，對重復就位樁基礎的影響，導致樁靴偏心受阻，受力不平衡，樁靴受水平力作業產生了滑移；沖刷掏空一般由于樁靴入泥較淺或者不完全入泥時，樁靴處水流發生局部變化帶動泥沙運動，導致了樁腿插樁處泥沙發生沖刷。

如何防止平臺插樁時出現穿刺、滑移、沖刷掏空問題，尤其穿刺問題一直是業界關注的熱點，目前通用做法是海上風電安裝平臺一般在插樁前對風場進行地質勘察，查明海底以下一定深度范圍內土層分部、土質類型、強度以及工程物理力學特性，并對平臺的插樁深度進行分析，評價樁腿穿刺可能性，插樁深度分析主要便于平臺操作者確定平臺樁腿是否有足夠長度來支撐平臺安全作業，硬土層進入軟土層引起的單樁突然貫入的可能性；對于存在穿刺風險較大的區域，作業人員應提前做好預案，及時調整壓載程序，逐步進行壓載，保證插樁過程中平穩安全。若發生穿刺情況，注意及時評估現場情況，啟動應急預案。對于防滑移風險，首先在設計時應盡可能規避重復就位，樁靴入泥考慮一定余量，插樁作業過程中注意對角插樁，樁腿每入泥0.5米時，靜載觀察一段時間，直至平臺插樁完畢。對于沖刷掏空，還需注意進行海底探摸，若有可能，增加水下監控系統。

3、平臺拔樁作業風險

平臺在完成吊裝作業后離開前，需要拔樁、回收樁腿。平臺在設計時對平臺的入泥深度進行了分析并在操作手冊中明確最大入泥深度，但由于作業地點的海基特性不同，甚至差距很大，尤其國內海上風場一般在近海，如江蘇區域，海底淤泥層很厚，地質疏松，可能造成入泥過深而導致拔樁困難，歷史上曾經因為拔樁困難導致平臺浸水，或者不得不用挖泥船過來協助。當然，導致拔樁困難可能原因也包括樁靴阻力大，平臺安全浮力不足以把樁靴拔起；沖樁泵壓力和排量能力不夠，沖樁時間長；樁靴噴嘴數量及分布不合理，在淤泥中容易阻塞，不易把樁靴吸附層吹松。保證平臺拔樁作業安全應先分析、評價平臺在特定地質條件及入泥深度的拔樁能力，拔樁操作前，應根據作業海區的具體情況制定拔樁方案，拔樁前先用沖樁管路對角兩樁噴沖，拔樁操作時采用對角拔樁成對交替進行。

4、吊裝作業風險

海上吊裝作業覆蓋海上風電安裝的全部環節，主要包括風筒、風機、基座等的吊裝，吊物尺寸大，重量大，作業過程危險性較大。自升式海上風電安裝平臺首先在設計階段應考慮吊裝工況下的穩定性、可靠性和安全性。實際海上吊裝作業前，首先起重設備應經過檢驗，取得產品證書，平臺上應配備起重機械操作人員、指揮人員和平臺操作人員；其次應編制專項吊裝方案和建立應急響應機制。氣候環境對海上風電吊裝影響最大，尤其風是風機吊裝最敏感的因素。平臺上起重機應有防風的措施，應設置測風儀，時刻關注氣象變化，注意起重機對風速要求限制，目前一般要求10分鐘平均風速必須小于等于10米/秒。若碰到大風大浪時，應立即停止作業，起重機上載荷卸載，起重臂下放到安全固定位置。

當前一些平臺配置了陸用履帶式起重機進行海上吊裝或者輔助吊裝作業。海上風電吊裝對起重機要求非常高，履帶式起重機進行吊裝作業存在許多不確定因素，如起重作業水平度難以控制，履帶式起重機吊裝時由于自升重量加上設備重量較大，對平臺承載力和穩性的要求較高，目前主要做法是對平臺進行強度、穩性核算，根據核算結果對平臺進行加固，保證平臺承載力滿足吊裝要求。履帶式起重機相對船用吊機缺乏相應的規范標準，存在較大的風險因素，對平臺安全也存在隱患，因此風電安裝平臺上使用履帶式起重機應做好風險評估，不建議使用起吊能力大的陸用履帶式起重機作為平臺主吊。

海上作業安全管理建議

自升式海上風電安裝平臺相對于其他類型平臺在安裝作業中存在著很大的優勢，尤其在起重作業吊裝穩定性方面。隨著海上風電行業不斷發展，特別是我國提出“碳達峰、碳中和”目標，海上風電前景依然非常樂觀。但是當前業界主要存在主管機關制定的法規和業內相關規范標準側重于傳統油氣平臺安全技術要求和作業技術要求，缺乏針對海上風電安裝平臺作業的規定；受“搶裝”潮的影響，海上作業不規范、有經驗人員不足；完整的海上風電管理體系尚未形成等主要問題應足夠重視。基于以上主要風險分析，提出如下建議：

1、平臺設計應考慮全壽命周期工況和安全裕度

自升式風電安裝平臺由于受海上環境的影響，特別是隨著風電安裝作業水深增加，吊重能力加大，吊高加長，對自升式風電安裝平臺總體性能提出很大挑戰。首先，要重點關注平臺拖航時完整穩性和運動性能、站立穩性等等。其次，應考慮平臺對風、浪、流環境條件的適應性，風電安裝平臺對工程地質條件的適應性，平臺主體結構、樁腿應考慮各種工況下的平臺強度、剛度和穩定性，注意平臺在組合載荷的作用下，材料能否滿足強度要求，保證不至發生屈曲和疲勞破壞的危險，特別是對總強度需考慮總的功能載荷和可變載荷、設計環境載荷、慣性力和P-Delta效應，分作業工況和風暴自存工況，結構設計安全裕度不低于法規和船級社規范的要求。

2、建立健全風電作業安全分析和風險評估

海上風電行業為新興行業，作業過程中存在的風險不容忽視，海上風電安裝作業遠離陸地，各種設備和人員生活、工作集中在有限的平臺空間，海上作業面臨海況、氣象和地理等復雜情況，極易導致一系列風險，包括：風電作業難度大；海上環境對海上風電作業設施影響極大，稍有不慎極有可能造成重大事故；海上風電作業離陸地較遠，發生事故及時救援相對比較困難等。因此，建立健全海上風電管控措施非常必要，應根據海上風電每一步作業情況進行安全分析，做好風險評估。

3、建立完善的監督和管理體系

隨著海上風電的發展，國內已經形成了一系列安全風險管理制度和管理措施，并不斷隨著發展形勢進行調整和完善，但由于我們國家海上設施安全管理制度偏重于海上油氣方面，不適應海上風電發展的要求，缺乏針對海上風電自身特點的規定，因此需要在工作標準、技術監督管理、危險評估、應急響應、技術支持等方面進行研究，制定適應海上風電作業標準，加強監管，不斷完善海上風電安全管理體系。

自升式海上風電安裝平臺在海上作業時面臨著復雜的環境條件，屬于高風險作業。在當前海上風電發展的高速期，海上風電作業頻繁，加強海上風電作業風險分析，做好風險評估，完善風險控制措施，建立完整的管理體系，可以確保海上風電作業安全，降低風險。