海上风电柔性直流换流平台安全与环境要求.docx
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1、ICS19.020CCSK85CSEE中国电机工程学会标准TCSEEXXXXYYYY代替TTXXXX海上风电柔性直流换流平台安全与环境要求SafetyandEnvironmentalRequirementsforOffshoreWindPowerFlexibleDCConverterPlatforms(征求意见稿)20XX - XX - XX 发布20XX-XX-XX实施中国电机工程学会发布1范围12规范性引用文件13术语和定义24总体要求25环境要求26结构安全37施工作业88电气系统109辅助设施1310防火与消防1411逃生与救生17本文件按照中国电机工程学会团体标准管理办法(暂行)的要
2、求,依据GB1.12020标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规则起草。本文件的某些内容可能涉及专利,本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由中国电机工程学会提出。本文件由中国电机工程学会海上风电专委会技术归口并解释。本文件起草单位:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司、中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司、国网智能电网研窕院有限公司、华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司、大连船舶重工集团有限公司、福建永福电力设计股份有限公司和南方电网科学研究院有限责任公司。本文件主要起草人:本文件为首次发布。本文件执行过程中的意见或建议反馈至中国电机工程学会标准执行办
3、公室(地址:北京市西城区白广路二条1号,100761网址:http:/,邮箱:cseebz)海上风电柔性直流换流平台安全与环境要求1范围本文件规定了海上风电柔性直流换流平台安全与环境要求的术语和定义、总体要求、环境要求、结构安全、施工作业、电气系统、辅助设施、防火与消防、逃生与救生要求。本文件适用于50OkV及以下电压等级的海上风电送出用柔性直流输电系统海上换流平台,适用于基础支撑采用导管架结构的固定式换流平台的设计,其他结构的海上换流平台可参照使用。2规范性引用文件本文件主要依据海上固定平台安全规则进行编写,同时下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引
4、用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB3096-2008声环境质量标准GB12348-2008工业企业厂界环境噪声排放标准GB50016-2014建筑设计防火规范GB50116-2013火灾自动报警系统设计规范GB50140-2005建筑灭火器配置设计规范GB50229-2019火力发电厂与变电站设计防火标准GB50974-2014消防给水及消火栓系统技术规范GB50898-2013细水雾灭火系统技术规范GBZT30553-2014基于电压源换流器的高压直流输电GB/T34118-2017高压直流系统用电压源换流器术语GB/
5、T51381-2019柔性直流输电换流站设计标准NBZT31115-2017风电场工程IlokV220kV海上升压变电站设计规范SYZT6560-2018海上石油设施电气安全规范SY/T10030-2018海上固定平台规划、设计和建造的推荐做法工作应力设计法DL/T1193-2012柔性输电术语DNVGL-RP-C205-2019EnvironmentalConditionsandEnvironmentalLoads中华人民共和国海洋环境保护法中华人民共和国国家经济贸易委员会海上固定平台安全规则中国船级社海上生产设施救生设备、无线电通信设备、航行信号设备法定检验指南中国船级社浅海固定平台建造与
6、检验规范3术语和定义GB/T34118-2017,DLT1193-2012界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 海上换流平台OffShOreconverterplatform用于将海上风电场各风电机组发出的电能进行汇集和经过柔性宜流输电送出的海上设施,包括基础支撑和上部组块。3.2 基础支撑foundationsupport海上换流平台的下部支撑结构。3.3 上部组块IIPPermodule海上换流平台基础支撑以上的结构、设备和设施。3.4 阀厅ValVehall安装换流阀塔及其连接设备的舱室。3.5 交流室alternatingcurrentroom安装联接变压器及其连接设备的舱室。
7、3.6 亶流室direct-currentroom安装桥臂电抗器及其连接设备的舱室。3.7 GIS室GISroom安装GIS及其连接设备的舱室。4总体要求4.1 一般要求4.1.1 为了减少或避免海上换流平台在建造、运输、安装、调试、投产、运行、检修、改造直至废弃的全寿命周期中,可能出现的人员伤亡、环境污染、设施破坏和财产损失,制定本标准。4.1.2 换流平台在规划、设计、建造和生产运行等各阶段,应坚持危险(隐患)识别和预防的原则。4.1.3 换流平台应确立在建造阶段和使用阶段可能发生事故时的对策,包括管理对策和硬件设施。4.1.4 换流平台全生命周期应进行安全分析,包括危险(隐患)识别和预防
8、和确定事故对策。4.1.5 换流平台宜为无人值守,特殊条件下允许登平台的人数应尽量少,且人员不得在平台上过夜。5环境要求5.1 海洋力学所涉环境要求5.1.1 环境设计条件应基于具体海域特点研究和确定。5.1.2 用于结构设计的环境条件,至少应包括操作环境条件和极端环境条件。5.1.3 影响结构设计的环境条件系指决定平台强度、稳定性以及建造、安装和运行的关键因素,应包括但不限于:风、波浪、潮汐、流、冰、水深、地震、海底冲刷、海生物、腐蚀、海床地貌、工程地质等水文气象条件。5.1.4 设计环境条件的重现期,应根据设计寿命和预计用途、人员生命损失的危险性、设备损坏概率、财产损失情况等进行选取;操作
9、环境条件的重现期应不小于1年,极端环境条件的重现期应不小于100年,对于无人驻守的海上换流平台,极端环境条件的重现期可采用50年。5.1.5 在换流平台设计、建造和运行过程中应考虑风、浪、流等环境因素联合作用下的设计载荷及响应,详见第六章结构安全中结构设计部分。5.2 苛刻气象要求5.2.1 换流平台苛刻气象条件主要包括高低温、高湿、高盐雾等因素。5.2.2 换流平台苛刻气象条件主要涉及防腐设计及措施,详见第六章结构安全中防腐部分。5.3 噪声及电磁环境要求5.3.1 换流平台对外噪音水平一般不应超过120dB(八),换流平台内部噪音不做特殊规定,应满足工业企业厂界环境噪声排放标准GB1234
10、8-2008的要求。5.3.2 换流平台电磁环境要求应满足电磁环境控制限值GB8702-20I4.6结构安全6.1 载荷和载荷组合6.1.1 结构设计载荷应包括结构在建造、安装(以下统称施工阶段)和使用阶段可能遇到的所有载荷,可以分为固定载荷、活载荷、环境载荷、施工载荷和特殊载荷等。6.1.2 结构设计中各种载荷,可按照现行标准海上固定平台规划、设计和建造的推荐做法工作应力设计法SY/T10030-2018进行计算。6.1.3 为了考虑某些情况下载荷的不确定性,设计中宜使用合适的载荷系数,载荷组合的基本原则应是以结构在相应阶段中可能出现的最不利的载荷条件进行组合,在组合中应合理地考虑各种载荷条
11、件同时出现的概率,对同时出现的各种环境作用应尽可能使用其联合概率值。6.1.4 在考虑环境载荷时,应尽可能使用实际的环境资料。6.2 结构分析与校核6.2.1 一般要求:(1)结构分析应包括施工阶段和使用阶段所需要的所有总体和局部分析;(2)结构分析应建立与实际结构等效的计算模型,模型应能够准确地模拟实际结构的构造、刚度以及所受到的载荷,并应考虑与周围介质之间的相互作用;(3)应根据结构特点和所承受载荷的类型,使用不同的结构分析方法以求得结构的响应,结构分析方法可采用静力分析或动力分析;(4)结构分析与校核应满足标准海上固定平台规划、设计和建造的推荐做法工作应力设计法SY/T10030-201
12、8的要求。6.2.2 使用阶段总体分析应满足下列要求:(1)应根据不同的载荷组合情况,进行操作条件和极端条件下的分析;(2) 一般应以静力分析的计算结果作为设计依据;(3)当平台的固有频率接近波浪中主要能量的波分量频率时,应作动力分析;(4)当地面运动加速度大于或等于0.05g(g为重力加速度)时,应作地震分析;(5)当平台受冰载时,宜进行冰激振动分析。6.2.3 施工阶段的总体分析应包括海上施工作业过程中的结构分析,包括装船分析、拖航分析、吊装分析和打桩分析。6.2.4 局部分析应满足下列要求:(1)局部分析应包括局部静力分析和局部动力分析;(2)使用的边界条件应能够正确的模拟局部结构的刚度
13、和约束情况;(3)局部分析使用的载荷条件应与总体分析使用的载荷条件相一致。6.2.5 结构校核应至少包括构件和构件间连接节点的校核,构件的校核应包括强度校核,构件间连接节点的校核应包括强度校核和疲劳校核。6.3 钢结构设计6.3.1 钢结构设计应采用规范、标准中推荐的方法,如采用特殊方法,应得到平台作业者的批准。6.3.2 钢结构设计包括构件(含过渡锥体)、管节点和其他连接的设计。6.3.3 对于管节点和其他连接,应进行疲劳分析,疲劳设计寿命应至少是结构工作寿命的2倍。6.4 桩基础设计6.4.1 桩基础设计包括桩基础的轴向承载能力和侧向承载能力的确定。6.4.2 桩基础轴向承载能力应遵守相应
14、的规范和标准,还应考虑沉桩方法、桩体构造和土壤等情况。6.4.3 桩基础侧向承载能力可直接由计及非线性基础的结构总体分析得到,也可在进行等效线性基础结构分析后,由计及非线性的单桩分析得到。6.4.4 在结构总体分析中,可根据设计要求使用线性基础或非线性基础。6.5 材料6.5.1 用于建造平台的各种材料应满足设计要求,材料的选择除应满足强度要求外,还应考虑结构工作场所的环境条件、在结构中的部位、可能使用的加工方法、构件厚度、钢材抗脆性断裂可靠性、抗层状撕裂能力等。6.5.2 固定设施主体结构应采用船舶及海洋工程用结构钢,附属结构可采用低合金高强度结构用钢或碳素结构钢。6.5.3 用于建造平台的
15、钢材应附带满足要求的出厂证书(包括钢材的炉号、批号、化学成分、机械性能等),或附带由平台建造单位复验并经发证检验机构认可的试验报告。6.5.4 材料到达施工现场后,应按事先编制好的材料检验程序进行尺寸、外观、标记等材料检验。6.5.5 所有材料均应具有持久的、明显的标记,没有标记的材料应进行化学成份分析和机械性能试验,符合要求后报经作业者认可,打上标记,方可使用;建造单位应编制材料跟踪程序,并进行材料跟踪。6.5.6 经平台作业者的同意和发证检验机构的认可,可使用化学成分和机械性能相当、满足设计要求的其他牌号的钢材以替代原设计指定牌号的钢材。6.6 建造6.6.1 建造单位应根据规范、标准以及
16、设计要求进行加工图设计、编制建造程序,建造工作应按照加工图和建造程序进行。6.6.2 对于影响结构强度的建造阶段和方法,应进行强度复核分析和计算,所有不满足要求的构件,均应采取临时加固措施,并应得到设计方的认可。6.6.3 切割下料前,钢材应进行预处理,所有准备好的钢材,均应妥善保管和运输。6.6.4 应使用合理的工艺和方法进行钢材切割和机械加工,所有切割产生的缺口应补焊、磨平、毛刺应去除。6.6.5 所有机械加工后的钢材均应保持原有的机械性能,钢材切割不应改变钢材原有断面的几何形状和尺寸,不允许采用任何可能损伤钢构件局部表面的加工方法(例如锤击)。6.6.6 组对构件前,应检查每个单件是否符
17、合设计图纸和组对工艺的要求,不得使用未达到要求的单件,组对过程中被损伤的构件应予以修匏,损伤严重者应予以替换。6.6.7 结构总装前,应检查已组对的构件片(组)是否符合设计及总装工艺的要求,在总装过程中应满足设计对结构强度及总装精度的要求,总装场地必须具有足够的支撑能力,其变形不得影响结构强度和建造精度。6.7 焊接及其他连接6.7.1 焊接质量保证应满足下列要求:1.1.1 的焊接施工应按设计要求和所用规范、标准进行,焊接施工前应编制焊接程序、焊接试验程序和检验程序,并提交作业者和发证检验机构批准;1.1.2 使用的焊接设备必须设备完好,性能稳定:1.1.3 焊接施工的焊工应取得发证检验机构
18、授予或认同的相应级别的资格证书,焊工所承担的焊接工作应与其取得的资格相适应,不具备资格的焊工不得参加平台结构的焊接工作;1.1.4 探伤设备应具有年检证书,无损检验人员应取得发证检验机构授予或认同的资格证书,不具备资格的人员不得担任检验工作;1.1.5 造过程中进行化学分析、机械性能试验、计量标定等所用的设备应具有政府有关部门颁发的有效证书,试验人员应持有资格证书,否则不得进行试验工作。1.1.6 焊接材料应满足下列要求:(1)焊接材料应符合设计指定标准的规定,焊接材料应由发证检验机构认可的厂家生产,并应有产品合格证书和产品说明书;(2)焊接材料应按产品说明书的规定条件贮存、保管和使用。不符合
19、要求的焊接材料不得使用。1.1.7 焊接准备应满足下列要求:(1)焊接前,应按照设计要求检查焊件的加工质量和尺寸公差;(2)临时固定焊和定位焊应按照正式焊接要求由合格焊工进行。1.1.8 焊接作业应满足下列要求:(1)焊接作业应在规定的环境条件下按焊接工艺程序进行;(2)有预热要求的焊件,应按预热程序进行预热;(3)对要求进行焊后热处理的焊缝应按热处理程序进行焊后热处理,任何热处理均不得改变母材的性质和焊件形状。1.1.9 检验应满足下列要求:(1)建造单位应在开工前,按设计要求对将要采用的无损检验方法编制无损检验程序和检验图;(2)检验应先外观检验,后无损检验,外观检验合格后方可进行无损检验
20、。1.1.10 补(1)修补包括对焊缝和母材的修补,修补可以采用研磨、车削或焊接等方法,任何修补工作均不得改变焊缝和母材的性质;(2)焊接修补应按修补程序进行;(3)大面积修补或在同一部位超过两次以上的修补需经平台作业者和发证检验机构批准方可进行。6.7.7其他连接(1)安装作业前应编制相应的连接安装程序,应按照设计要求和安装程序进行连接的正确安装;(2)应制定相应的连接检验程序,对于螺栓等形式的连接应采用适当方法进行现场验证。6.8 抗振动及抗形变要求6.8.1 换流平台设备应能抵抗运输中驳船运动产生的载荷:(1)横摇:20度,10秒(周期);(2)纵摇:10度,10秒(周期);(3)水平加
21、速度:0.4g;(4)升沉加速度:0.2go6.8.2 换流平台设备应能满足装船、安装过程中的冲击加速要求:(1)水平加速度:0.2g;(2)竖向加速度:0.2go6.8.3 设备应能满足海上平台在正常运行、极端运行、靠船工况下的振动要求:(1)正常运行期,水平振动加速度不超过O.lg,根据海况经常出现;(2)极端运行期,水平振动加速度不超过0.2g,根据海况很少出现;(3)靠船工况下,水平振动加速度不超过0.3g。6.8.4 设备抗地震要求:(1)场地地震动峰值加速度:0.125g,根据所在区域的地震烈度设计。(2)设备基础处地震动峰值加速度:0.2g,根据所在区域的地震烈度设计。6.8.5
22、 设备应能满足海上平台运行过程中的整体变形、局部变形要求:(1)海上换流站上部组块整体倾斜率不超过0.5%;(2)海上换流站局部竖向变形不超过设备任意两个支撑点之间间距的0.2%(相对于整体变形)。6.8.6 设备保护和临时固定措施要求:(1)设备应能满足,在装船、运输、安装过程中,由于摇摆、振动、变形等带来的不利影响;(2)设备制造商应提出在装船、运输、安装过程中的保护和临时固定技术方案。6.9 防腐蚀6.9.1 海上换流平台防腐蚀应包括设计所规定的构件、设施和部位,如导管架、桩、隔水套管以及平台上部组块等。6.9.2 当采取防护涂料和阴极保护联合措施防止腐蚀时,应进行厂址的滨海水文地质和海
23、生物资源调查,根据水文地质条件和海生物资源及其分布情况,采取相应的防腐蚀措施。6.9.3 应对设备的外壳、连接部件、裸露金属部分、与大气长时间直接接触部分进行防腐蚀特殊处理,并应保证设备能安全可靠的运行30年以上。6.9.4 设备防腐处理应在材质选择、表面处理、油漆喷涂等方面采取措施。6.9.5 金属材料表面处理应满足涂装前钢材表面锈蚀等级和防锈等级GB8923的要求;6.9.6 油漆喷涂应满足防腐蚀涂层涂装技术规范HGT4077的要求。6.9.7 设备防腐及防护处理应能适应海上换流平台安装、运输等期间的环境。6.9.8 换流平台设备防腐及防护等级要求如下:表6.9.8设备防腐及防护等级要求设
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