人物|林毅峰——海上風電技術難題的解答人

發布時間: 2021年09月08日   發布人: 黃倩

  1項國家科技進步獎、1項軟件著作權、8項省部級科學技術和勘測設計成果獎勵、12項省部級科研項目、12項技術專利授權,還有工程項目中大大小小無數項攻關成果……三峽集團上??睖y設計研究院有限公司(以下簡稱“上海院”)副總工程師林毅峰的履歷,是由一項項技術成就組成的。

  從業近二十年,林毅峰一頭扎進工程技術研發,“沉迷”于發現問題、解決問題的過程中,不斷開拓創新、攻堅克難。這一項項技術成就,正是他對一道道海上風電技術難題交上的答卷。

  勇于擔當,做技術“無人區”探路者

  2006年,中國海上風電迎來了快速發展的黃金期。同年,上海院成立新能源設計研究院,為進軍海上風電勘測設計領域做準備。2007年,上海東海大橋100兆瓦海上風電示范項目啟動,這是亞洲第一個海上風電項目。當時國內海上風電還處于空白狀態,由于工程地質和施工條件的差異,國外海上風電經驗借鑒價值也十分有限。歐洲等國際海上風電同行對中國是否能自主完成首個海上風電場勘測設計與建造充滿質疑。

  就在這時,林毅峰從干了六年的水利水電崗位調往新能源院,擔任上海東海大橋項目設計總工程師。海上巖土工程勘察、海洋環境條件分析、風電機組載荷計算、風電機組支撐結構及基礎選型……無數個問題等著林毅峰去解決。

  風電機組基礎是海上風電場的主角之一。當時全球海上風電領域,基本上是歐洲傳統單樁基礎型式“一統天下”的局面,然而在12年前,這種單樁基礎型式應用到東海大橋項目存在諸多的障礙。歐洲海洋地質條件以砂土為主,而東海大橋區域以軟土地基為主。如果使用單樁,就像“一根筷子插到豆腐里”,側向承載力較低,穩定性差。此外,當時國內的施工能力和施工設備還不足以滿足單樁的施工需求。

  單樁、導管架等方案經過反復論證,因軟弱的海床地基條件和當時施工能力的制約而被一一排除,林毅峰和團隊提出了高樁混凝土承臺群樁基礎型式——用八根斜樁支撐一個混凝土承臺來共同承擔風電機組的載荷。這不僅解決了軟土地基承載力不足的問題,也是一種“本土化適應性設計”——國內有現成的設備和大量施工經驗適用于高樁混凝土基礎的打樁施工。東海風電場靠近航道,有被撞擊的風險,高樁混凝土承臺基礎還具備強大的防撞性能。

  如今,十年過去了,隨著海上風電技術不斷發展進步,出現了很多新的風電機組基礎型式,但是在國內新建和已建的風場里仍有很大一部分風機使用的是高樁混凝土承臺基礎型式。

  風電機組基礎載荷計算是海上風電的核心技術,也是林毅峰面臨的又一個難題。高樁混凝土承臺基礎解決了地質條件、國內施工水平和撞擊風險等多方面問題,但同時也加大了風電機組載荷計算的難度。這種基礎型式屬于首創,其他風電場并沒有使用過,因此國外通用的軟件不能直接計算東海大橋項目風電機組的載荷。國外現成的軟件無法直接使用,林毅峰和團隊只能自主研發。先從理論上分析上部風機與底部基礎的受力情況,摸索出一套算法,把高樁混凝土承臺基礎型式計算模型開發出來之后,使用第三方軟件,將模型與國外通用軟件進行嵌套,最終實現荷載計算。在解決東海大橋項目一大核心技術難題的同時,更讓林毅峰高興的是,“這個技術雖然針對的是東海項目,但是它是一種共性關鍵技術,更大的意義在于解決了以后我們在基礎型式創新時怎么使用國外軟件做計算的問題?!?/p>

  其實,整個東海大橋項目是探路者的角色,林毅峰和他的團隊就是探路的先鋒。對中國海上風電行業而言,東海大橋項目實現了從無到有的飛躍,具有里程碑意義。在一片空白的狀態下,通過這個項目的歷練,摸索出了海上風電勘察設計的路子,填補了我國海上風電勘測設計技術空白,初步奠定了我國海上風電勘測設計技術基礎。對從事海上風電勘測設計的工程師們而言,東海大橋項目的成功使他們大大提升了自信心,“以后再做海上風電項目心里就有底了”。

  上海東海大橋海上風電項目建成以來,榮獲了2018年國家科技進步二等獎等多項榮譽。到今年,剛好經受了十年考驗,目前依然在安全穩定運行中。

  刻苦鉆研,做攻堅克難的破冰者

  新的項目,新的難題。

  2013年,林毅峰接到河北樂亭海上風電場勘測設計的任務。這是中國北方第一個海上風電場。在北方寒冷海域,海面有長達百余天的冰期,海冰撞擊風機塔樁會產生安全隱患。如何解決海冰問題,成了新的考驗。

  盡管海上風電的發源地歐洲諸國也面臨高緯度氣候嚴寒等建設問題,但由于歐洲海上風電開發多處于深海非結冰海域,并無太多抗冰設計的成熟經驗可循。海冰工程是一門獨立的學科,對項目團隊來說是全新的領域,只能從頭開始學習。

  林毅峰帶領團隊收集國內外海冰技術資料進行系統研讀,梳理出關鍵技術,掌握了冰荷載的計算方法,創新性地將海上鉆井平臺抗冰結構引入海上風電場建設中,結合海上風電施工特點研發出后裝配式單樁抗冰錐結構,并率先對高樁混凝土承臺群樁基礎開展了抗冰設計研究,委托國家重點實驗室——天津大學冰力學與冰工程實驗室進行物理模型試驗及抗冰結構優化工作。

  海冰問題同樣出現在后來的三峽集團大連莊河海上風電項目中。項目團隊在河北樂亭海上風電場抗冰設計的基礎上,在海上風電單樁基礎一體化載荷優化上取得了新突破,形成了我國寒冷海冰條件下風電機組基礎抗冰設計的成套技術,并形成了三峽集團企業標準,正在主持編制國家行業技術標準。

  除了海冰,莊河項目的地質條件也帶來了新挑戰。莊河海域地表是淺覆蓋層,打樁很容易打到巖石上,風險和成本都很高。莊河地下還存在溶洞,如果樁打進溶洞,就會懸空,造成安全隱患。為了適應莊河地質條件,林毅峰和團隊從設計上創新,設計出嵌巖組合大直徑單樁,上面是鋼管樁,下面用一段混凝土灌注樁,解決了特殊地質條件下風電機組基礎安全問題。

  等待著林毅峰的挑戰遠不止于此。

  2015年,林毅峰擔任三峽福建興化灣海上風電樣機試驗項目項目經理和設計總工。這個全球最大的“海上風電奧林匹克競賽場”集結了目前國內外8個主流風電機組設備供應商的14個單機容量5兆瓦以上的機組同臺競技。興化灣項目地質條件堪比莊河,不同類型大容量機組集中使用是又一次的技術挑戰。

  然而這一次,更大的壓力在工程進度上。為了找出最合適的風電機組,助力三峽集團實現海上風電規?;_發和海上風電引領者戰略,需要以最快的進度完成興化灣樣機試驗風場的同臺競技。

  針對緊張的設計周期和復雜的設計邊界條件,林毅峰提出,采用四個大直徑直樁取代斜樁,充分發揮直樁在淺覆蓋層灌注和嵌巖施工的優點,最大限度降低施工難度和風險,確保工期受控。雖然直樁施工較快,風險相對可控,但是要犧牲一定的經濟效益,因而在斜樁還是直樁選擇論證上出現了較大的分歧。

  到底是直樁還是斜樁?最后拍板的壓力落在了作為項目經理和設計總工的林毅峰肩上,這個選擇將直接影響項目進度。決策會議前夜,林毅峰幾乎徹夜未眠?!霸O計院不是純粹考慮技術,安全在第一位,經濟性、進度等也是要綜合考慮的因素?!币灰馆氜D反側,林毅峰最終決定使用直樁。項目建設結果證明這個選擇是合適的,直樁方案有效化解了淺覆蓋層沉樁的風險,興化灣項目最終如期完工。

  堅持學習,做本領高強的進取者

  上世紀90年代,林毅峰在高考志愿專業一欄上勾選“水利水電工程”時,對這個專業的認知幾乎為零。幸運的是,在學習一段時間后,林毅峰發現自己對這個專業是感興趣的。

  2000年春天,林毅峰研究生畢業進入上海院,從事水利水電工程設計工作。從理論到實踐,他再次感到“幸運”——在水利樞紐項目設計過程中,發現這就是自己想要追求的事業。

  2007年被選為上海院海上風電的探路者,林毅峰又“幸運”地打開了新世界的大門,從此“沉迷”于海上風電技術的研究與創新。

  似乎“幸運”總是額外眷顧林毅峰,無論是自身懵懵懂懂的選擇還是因單位發展需求的“被選擇”,最后總能抵達他興趣所在的領域。

  干一行愛一行,專一行精一行??此剖恰靶疫\”,實則是選擇了去熱愛。

  從水利水電到海上風電,讓很多人望而卻步的“跨專業”,卻并未給林毅峰造成太大困擾?!八娕c海上風電涉及到的具體學科雖然不同,但基礎理論是相同的。而且我有興趣通過學習解決遇到的問題?!绷忠惴逵X得,在高度信息化的當下,多學科交叉是非常普遍的,“跨專業”不過是需要經歷一個不斷學習、適應、提高的過程,而這個過程,無論在哪個行業都是必經之路。

  扎實的專業基礎、強大的學習能力和對行業的熱愛,支撐林毅峰快速且平順地完成了過渡。上海院新能源院設計人員范可不禁感嘆:“一些我們可能要花一個月才能消化的知識,林總只用一周甚至兩三天就掌握了?!?/p>

  為了不斷給自己的“知識庫”擴容,林毅峰從未停止過學習。除了在項目中通過解決問題的過程學習新知識,2005年至2010年,林毅峰在職攻讀并取得了同濟大學隧道與地下工程博士學位,在廣義有限元理論和工程應用上開展了系統研究,提升作為工程師的理論功底和學術素養。同時取得了國家注冊土木工程師(巖土)和一級注冊結構工程師執業資格。

  興趣是最好的老師,但是并非所有人都能在這位“老師”的引領下持久學習,林毅峰卻做到了。他對編程感興趣,就在滿滿當當的工作安排中擠時間,平日晚上或是周末,一旦稍微有點空閑,就在電腦前寫代碼。幾年的日積月累,敲下了數萬行代碼,最終編寫出一個海上風電基礎設計優化程序,還申請了軟件著作權,獲得了三峽集團科技進步一等獎。

  “方向和努力一樣重要,要對自身及相關行業的未來發展有精確的判斷,什么時候放松了這種關注,什么時候就會被競爭所淘汰?!弊鳛楣こ處熀蜕虾T汉I巷L電的技術領頭人,林毅峰腦袋里的那根弦始終緊繃著。

  “要瞄準戰略制高點,做事不能局限于現在,而是要往前看十年甚至二十年?!绷忠惴暹@一次瞄準的,是漂浮式海上風電。

  由于我國大陸架比較平緩,當前我國海上風電場規劃幾乎都在40米水深范圍內。受水深條件制約,有預測稱至少未來五年國內都不會大規模地建設漂浮式海上風電。

  但是在林毅峰看來,漂浮式海上風電作為風電的高端產業,濃縮了海上風電高端共性關鍵技術,是海上風電技術的明珠?!捌∈胶I巷L電是海上風電未來重要發展方向,作為三峽集團海上風電技術引領戰略的重要實施者,上海院一定要搶占戰略制高點,以打造大國重器的使命感推進漂浮風電研發。做完漂浮式海上風電回過頭來再看其他類型的海上風電項目,一定感到‘會當凌絕頂,一覽縱山小’?!?/p>

  在林毅峰的帶領下,上海院漂浮式海上風電設計研究團隊走在了國內最前列,目前已經完成上海市科委兩個漂浮海上風電科研項目,同時正在開展上海市深遠海漂浮風電重大項目和三峽集團廣東陽江漂浮風電樣機項目的勘測設計工作,對漂浮式海上風電基本的關鍵技術有了比較清晰的認識,初步提出了解決方案。

  前端技術的研究也并非一帆風順。光是漂浮平臺的選型,就花了林毅峰和團隊將近兩年的時間,到現在為止已經做了第六版方案?!暗谝粋€方案做出來覺得有問題,但是當后續方案把第一個方案的問題解決后,還是覺得不滿意,想再優化一點,慢慢往前推進?!痹诩夹g問題上,林毅峰總是如此“愛較勁兒”,眼里容不得一粒沙子,“雖然很難,一路磕磕碰碰不停,但是只要走起來,在磕碰中也是能成長、前進的?!?/p>

  “事業發展沒有止境,學習就沒有止境?!睂W徫?、保持熱愛、堅持學習,一刻不停地增強本領,是林毅峰應對風險挑戰、搶抓發展機遇、走向行業前端的“秘密武器”。

  團結協作,做團隊的領路者

  林毅峰曾在工作感言中寫道:“個人英雄主義只能成就作坊中的優秀工匠,只有團隊融合精神才可以將杰出工程師打造成現代復雜系統工程的領航人?!彼Uf,“項目是團隊的項目,單單依靠個人力量是做不好的,所有的項目都需要團隊的力量去完成?!?/p>

  作為上海院海上風電項目經理和設計總工,林毅峰帶領、團結和培養了一支技術過硬、作風優良、專業合理、年輕有為的海上風電場勘測設計核心團隊,這支隊伍在我國海上風電場起步階段的摸爬滾打中鍛煉成長,是我國第一支完整經歷了從規劃選址、施工圖設計到項目后評估的優秀技術團隊。

  對于人才培養,林毅峰認為重點在于“抓”和“放”要拎清。所謂“抓”就是要把握大方向,把控關鍵風險點,對項目負責;“放”就是該放手的要放手,給團隊成員成長鍛煉的機會。

  當初做東海大橋海上風電項目時,項目組才十來人,這是上海院海上風電團隊的雛形。在林毅峰的“抓”與“放”中,通過東海大橋二期、上海臨港、河北樂亭等多個海上風電項目的鍛煉,一批主設人能力逐步成長起來。此時上海院融入三峽集團,也有了更加廣闊的市場和平臺,當年的主設人相繼成為各個重大海上風電項目的項目經理、設計總工。

  林毅峰開始更多地充當起“救火隊員”的角色。哪個項目設計遇到瓶頸、施工現場出現突發情況,林毅峰總能及時“支援”,找到解決的辦法。

  宋礎是從東海大橋項目成長起來的設計人員之一,現在是大連莊河項目的項目經理?!盁o論是工作日還是周末,多早或是多晚,只要有問題找林總,他總是會第一時間回復。我們解決不了的問題,他總是能幫我們找到辦法?!彼f,“有林總在,我們心里更有底氣?!?/p>

  對于這些在林毅峰帶領下成長起來的年輕人而言,榜樣的力量更是潛移默化地影響著他們?!翱吹奖饶銉炐隳敲炊嗟娜诉€那么努力,就更不敢懈怠了?!鄙虾T盒履茉丛旱脑O計人員校建東說。

  十數年如一日,林毅峰的敬業精神已刻進骨子里、融入生活中。上海院的樓里,亮到最晚的幾盞燈,總有一盞是林毅峰辦公室的。

  上海院的海上風電項目遍布全國海岸線,一年365天,林毅峰至少有100天都在出差,同事們笑稱他是“空中飛人”。為了不耽誤白天工作,林毅峰都盡量選擇晚上的航班。有一次,為了大連莊河項目,他一天踏遍了中國四個直轄市——天亮從上海出發,上午到重慶海裝風電開會,中午飛往北京參加三峽集團的會議,當晚又趕赴天津協調海冰試驗。

  即使工作如此繁忙,林毅峰也從不在培養年輕人上吝惜時間。校建東還記得,2006年他在上海院實習的時候,有一次寫程序“卡殼”,是林毅峰到他的電腦前手把手教他一行行地敲代碼?!爱敃r我只是個實習生,林總工作特別忙,但是有問題請教他,他都會特別認真地解答?!睂ι虾T豪镌S多年輕人而言,林毅峰就像是他們的“哆啦A夢”,他的“百寶袋”里裝著無盡的知識和新穎的點子,在所需之時及時分享,幫助他們解決困難、不斷成長。

  2019年6月,林毅峰榮獲“中央企業優秀共產黨員”稱號。他用實際行動詮釋共產黨人的理想和責任,追求極致、精益求精,對科技創新事業永遠心懷敬畏,不斷攀登海上風電技術高峰。

  “人來到這個世上,總歸要為社會大眾做點事?!弊鳛橐幻こ處?,林毅峰的初心是立足崗位,為提供清潔能源技術解決方案做出實實在在的貢獻。秉信“實踐是工程師的雙腳”,林毅峰格外珍惜每一個參與項目建設機會,也一貫全心全意、認真審慎地對待項目出給他的一道又一道難題。海上風電這張持續更新的考卷,林毅峰正在并將繼續解答下去。