海上风电安装起重机绕桩吊参数与选型方案

绕桩吊结构与工作原理

绕桩吊（绕桩式起重机）是自升式海上风电安装平台的核心起重设备。其名称来源于起重机的基座环绕平台桩腿布置——也就是说起重机回转中心位于平台的一根或两根桩腿上方。这种布局最大的好处是当起重机吊装大件设备时，载荷直接通过桩腿传递到海床，不需要额外加强平台结构，起重能力利用率更高。

绕桩吊通常由回转基座、塔身、吊臂、起升机构、变幅机构和回转机构六大核心部件组成。吊臂采用桁架结构，工作时由变幅钢丝绳调整幅度。起升机构配置两台主卷扬机和一台副卷扬机，主卷扬用于吊装主件，副卷扬用于吊钩和吊具的快速升降。回转机构采用大直径回转支承，可在360°全回转范围内工作——这一点和陆上履带吊不同，绕桩吊不受支腿位置限制。

海上风电安装对起重机的抗风能力要求极高。绕桩吊的设计风速参考IEC 61400–3（海上风力发电机组设计要求）和API 2C（海上平台起重机规范），工作状态可承受20~25m/s风速，非工作状态可承受50~55m/s风速（对应16级台风）。起重机上配备风速仪，当风速超过设定值时自动发出声光报警，操作人员需立即停止吊装作业。

主要技术参数对照

下表中列出了海上风电安装常用的绕桩吊规格参数，包含起重量、工作幅度、起升高度和适用风机功率等关键指标。实际项目选型时，需根据风机型号、安装海域水深和海况条件综合确定，不能简单按最大起重量选型，还要考虑吊装高度和幅度是否满足风机塔筒和叶片的安装要求。

表：海上风电绕桩吊常见规格技术参数对照表，涵盖从三百吨级到一千六百吨级共五个主流规格，包含工作幅度、起升高度、适用风机功率和各机构运行速度等信息，数据来源于行业主流厂家的产品技术样本以及多个已交付海上风场项目的实际使用统计汇总。

自升式与浮式方案对比

海上风电安装起重机主要有两种平台形式：自升式平台船和浮式起重船。两种方案各有适用场景，不存在绝对的优劣之分，选择哪种方案主要取决于风场的水深条件、风机规格和安装数量。水深较浅的近海风场适合自升式方案，而深远海风场则不得不采用浮式方案配合主动波浪补偿系统来保证吊装精度。

自升式平台船（Jack-up Vessel）是目前海上风电安装的主力方案。平台自带桩腿，到达安装位置后将桩腿插入海床并顶升平台脱离水面，形成一个稳定的工作平台。绕桩吊安装在这种平台上，不受风浪影响，吊装精度高，可在波高1.5~2m的海况下作业。缺点是桩腿长度限制了适用水深，常规自升式平台适用于水深≤50m的近海风场，且平台移位和插拔桩需要较长时间（每次约8~12小时）。

浮式起重船（Floating Crane Vessel）没有桩腿，起重机安装在大型船体上，通过动力定位系统保持在安装位置。浮式方案的优点是不受水深限制，适用于深海（>50m）风场，且平台移位快。但吊装时受波浪影响大，需要配合主动波浪补偿系统（AHC）才能保证吊物稳定。AHC系统通过传感器检测船体运动，用液压或电动执行机构实时补偿，定位精度可控制在±10cm以内。浮式起重船的造价通常是同吨位自升式的1.5~2倍，日租金也高40~60%。

安装作业流程

一套完整的海上风机安装流程通常包含以下步骤，每个环节对起重机的操作精度和吊装能力都有不同要求。首先，自升式平台到达机位后插桩并升船，平台脱离水面约8~10m。接着在基础施工完成后用绕桩吊吊装基础过渡段（Transition Piece），然后依次吊装塔筒（分2~3段）、机舱和轮毂。每个塔筒段重约60~120t，需要精确对位才能完成法兰连接。

塔筒安装是整个流程中对绕桩吊操作精度要求最高的环节。每个塔筒段通过法兰螺栓连接，螺栓孔位精度要求±2mm，实际安装时操作老手靠微动速度和吊臂变幅的配合来完成对位。说实话，有经验的起重机操作手和普通操作手在塔筒对位这个环节差半小时到一小时——每多花一小时都是几十万的船租。

叶片和轮毂的安装有两种方式：单叶片安装和叶轮整体安装。单叶片安装是将叶片逐个吊到轮毂上安装，需要穿双绳吊具配合，对风速要求<≤10m/s，但可以用较小的起重机。叶轮整体安装是在甲板上将三个叶片组装到轮毂上形成”Y”形叶轮，再用绕桩吊整体吊装到机舱上，一次吊装到位，节省海上安装时间。整体安装要求起重机有足够的高度和幅度，起重量通常比单叶片安装大1.5倍左右。

主要品牌与选型建议

目前国内海上风电安装绕桩吊的主要制造企业有振华重工（ZPMC）、中集来福士（CIMC Raffles）和太重（太原重工）等。振华重工是全球最大的港机和海工装备制造商，其绕桩吊产品覆盖300~2000t全系列，出口到欧洲、东南亚多个海上风场。中集来福士在自升式平台设计建造方面经验丰富，多台自主设计的绕桩吊安装平台已在渤海、东海风场投入使用。

国外品牌方面，利勃海尔（Liebherr）和Huisman的海工起重机在业界口碑较好。利勃海尔RL系列绕桩吊以模块化设计和备件通用性强著称，运行可靠性高。Huisman的绕桩吊采用独特的双回转轴承设计，抗倾覆能力更强，适合更大吨位的风机安装。国外品牌价格通常是国内的2~3倍，但交货质量和售后服务体系更完善。

选型建议方面，当前海上风电正从8~10MW向12~16MW大型化发展，新建安装平台的绕桩吊建议选1000t级以上，确保服役周期内能兼容未来更大容量的风机。水深≤40m的近海风场选自升式+绕桩吊方案经济性最好，水深超过50m须考虑浮式方案。如果安装量超过50台/年，建议选择平台自带的绕桩吊而非租赁临时方案，长期成本更低。关于履带式风电安装起重机的参数可参考履带式风电安装起重机主要技术参数与选型应用指南，关于全地面风电吊装的方案可参考全地面风电安装起重机参数与选型应用。河南克鲁德重工有限公司可提供各吨位海上风电安装起重机的选型咨询。