
海上吊装的气象窗口与作业限值
气象窗口是指一段连续时间,在整个基准时段内,吊装作业的所有限值均得到满足。
有效波高 (Hs) 和波浪周期通常是主要限值,需根据船舶、起重机、负载、索具及吊装阶段确定。对于受气象条件限制的作业, DNV-ST-N001 将基准时段定义为计划作业时间加上应急余量,并将预报限值设为作业限值乘以小于1的alpha系数,以考虑预报不确定性。开始时风平浪静的一小时并不构成气象窗口:限值必须在整个时段内得到满足。
作业包络线、气象窗口和施工期结果。
三者回答的问题不同。从一类结果推导下一类,需要更多项目资料。
作业包络线
哪些条件满足该吊装作业规定的响应准则?
所需数据与输出
- 所需项目输入
- 船舶、起重机、负载、索具、补偿系统和吊装阶段
- 输出
- 针对具体工况的 Hs/Tp 作业包络线
可执行作业窗口
在整个所需时段内,条件是否持续满足要求?
所需数据与输出
- 所需项目输入
- 作业地点和季节数据、所需连续时长、预报准则及alpha系数准则
- 输出
- 可执行作业窗口,包括持续时间要求
待天气时间与成本
计划作业及相应窗口会带来多少延误和成本?
所需数据与输出
- 所需项目输入
- 动员、作业顺序、停工逻辑和合同约定日费率
- 输出
- 待天气天数及成本分布
连续性决定哪些时段可用于作业。
两行均有12个间隔中的8个满足准则。本例要求连续四个间隔。
示例要求: 在准则范围内至少连续四个间隔。
A / 可用时段零散
12个间隔中有8个符合准则
- ✓
- ✓
- ×
- ✓
- ✓
- ×
- ✓
- ✓
- ×
- ✓
- ✓
- ×
B / 连续时段较长
12个间隔中有8个符合准则
- ✓
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- ×
- ×
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- ✓
- ×
- ×
这是用于说明的序列,不是气象记录或项目筛选结果。实际作业须采用规定的基准时段和所有适用准则。
在这份记录中,改变阈值会产生什么影响。
NDBC 41002 · 2023年2月12日–3月24日 · 至少连续24小时的窗口。
什么是气象窗口?
气象窗口是指一段连续时间,在整个所需基准时段内,特定作业要求的所有条件均保持在允许范围内。吊装开始时条件有利还不够。
有效波高(Hs)通常描述为最高三分之一波浪的平均波高,是一项规划输入。允许条件取决于船舶、起重机、负载、索具、设备和作业方式;波浪周期及其他相关准则也属于规定的依据。
气象窗口为何影响项目成本
待天气成本取决于模拟得出的延误和合同约定的船舶费率。将作业限值的变化换算为成本前,应先确定施工期模拟的假设。
施工期影响,即待天气天数和船舶成本,来自基于项目海洋气象时间序列的施工期模拟;模拟中须包含作业时长、预报准则及合同约定日费率。商业测算应以该模拟为依据,而非年度百分比。
应采用项目规定的预报不确定性处理和监测规则。经分析扩大的作业包络线不能替代作业的预报准则、决策规则或应急余量。
- 筛选两种工况。 将分析得到的无补偿和有补偿作业包络线应用于同一项目海洋气象时间序列。
- 统计可用连续时段。 仅统计低于阈值的样本占比还不够;每个窗口都必须在整个作业基准时段内满足准则。
- 计算模拟延误的成本。 如果施工期模拟得出 减少10–15天,按每天USD 50k–500k计算,得到 USD 0.5–7.5 M。这只是算术计算,不是项目预测。
有补偿时的 Hs 限值来自分析: CONSTELLATION 吊装与升沉研究 会对此加以记录。预报和基准时段的确定方法见 DNV-ST-N001 页面。
升沉补偿如何扩大气象窗口
A 被动升沉补偿器 可减弱吊臂端点运动向负载的传递,降低动力放大系数(DAF)。具体降低多少,以及可作业的Hs限值因此提高多少,取决于指定的载荷通道和吊装阶段,需由吊装分析给出。
载荷减小量与允许的Hs之间没有固定换算关系:船舶响应、水动力载荷、行程及控制性准则均随海况变化,因此需要重新计算作业包络线,不能简单按比例放大。
对于季节性海上安装施工期(尤其在北海、巴伦支海或西非海域),这种作业范围的扩展可能决定项目能否在一次动员中完成,还是需要下一季再返回。 ANTARES 自适应升沉补偿器 专为需要尽可能宽作业范围的施工期设计。
围绕气象条件规划吊装
在吊装程序中记录作业准则和基准时段。项目指定的依据以及审查人员的委任范围,决定所需的审查和批准范围。
- 作业准则:该作业的波高、波浪周期限值及其他适用条件。
- 基准时段:准则必须覆盖的时段,包括计划作业时间及按指定依据评估的应急余量。
- 预报处理:为该作业选定的不确定性处理方法、决策规则及监测要求。
- 审查职责:按适用情况确定受委任的MWS、客户、船级社或其他审查范围。
利用有记录依据的作业包络线和任务时长比较施工期工况。执行时间的任何变化都必须在作业计划中说明理由,不能仅因使用补偿器就作出假设。
依据与假设
图中使用了 浮标观测数据,来自 NOAA NDBC 41002,位于西大西洋,覆盖2023年2月12日至3月24日。窗口是指至少连续24 h、低于图示两种 Hs 阈值的时段,采用与CONSTELLATION研究相同的正常运行时间计算引擎统计。1.5 m和2.5 m阈值是情景输入,不是通用作业限值,也不是补偿器设计的输出。这项六周筛选并非年度可用率研究或施工期预测;后者需要项目地点、季节、时长、作业包络线、预报规则及合同假设。针对具体地点的 可作业性筛选 可提供这些依据。
气象窗口:常见问题
海上吊装中的气象窗口是什么?
海上吊装适用什么 Hs 限值?
待天气成本是多少?
升沉补偿如何扩大气象窗口?
吊装程序规定哪些气象准则?
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希望扩大气象窗口?
请提供作业顺序,以及现有的船舶、负载和海洋气象数据。我们可以为项目确定分析及气象窗口评估的工作范围。