一文说清“混塔”419
发表时间:2024-05-17 10:13 一文说清“混塔” “随着我国风电发展逐步向低风速地区倾斜,以河南、安徽、山东、江苏等中东部低风速高切变区域为代表的地区会是未来风电行业的开发重点。我国低风速资源可开发区域约占全国风能资源的68%,未来5到10年内,140米以上的混凝土塔筒将凭借其高度优势、良好的经济性和稳定的支撑性,成为开发我国低风速风场的主流选择。” 混塔概述 (1)混凝土塔筒的发展历程 风电混塔早在上个世纪就已诞生在欧洲,1990年,德国Enercon制造出了轮毂高度65m,功率650kW的混塔。混塔进入中国后,历经十余年的研发探索,在降低LCOE(度电成本)和提升发电效率上取得重大突破。上海风领在学习、引用国外最前沿的技术之外,不断进行自主研发和创新,目前我们交付的混塔风机高度已经达到180米,最大单机容量7.25MW,使用的混凝土强度已达到法国标准的UHPC150。 (2)混凝土塔筒风机的结构 一台风机由塔筒、主机和叶片三部分组成。塔筒是风机的支撑结构,为风机的安全性提供重要保障。在大功率、长叶片和高塔筒的风机大型化的发展下,混塔成了更具经济性和安全性的选择。混塔上部以钢段、轮毅构成,下部为混凝土段。 以上海风领在江苏涟水项目中生产的180米混塔风机为例,该风机轮毅中心高度为180米、混塔段157.4米;用钢量78吨,混凝土量806方。混塔段以C型/O型预制管片拼接完成。 (3)混塔安全保障:体内预应力系统+UHPC 由于混凝土材料的特性:刚度大、抗拉能力弱。为了提升塔筒安全性,在管节拼接后会进行预应力张拉。风领采用的有粘接体内预应力系统,体内预应力会在塔筒内部预留孔洞固定钢缆,钢缆固定后进行水泥灌浆填充缝隙。通过灌浆料将钢绞线和塔筒融为一体;且有粘结预应力可以保证预应力损失可控,大大提升塔筒的耐久性。 在材料上,风领使用的UHPC材料在传统混凝土中增加了钢纤维等金属材料,大幅提升了混凝土的密度和抗拉强度,防止掉块和开裂。同时,UHPC材料还具备出色的抗腐蚀性、不透水性和抗冻融性,在极端自然条件下依旧保持其安全性。 混塔对比钢塔的优势(1)更稳定的运行状态及更低的维护成本:混凝土塔筒力学性能好,设计使用期内发生疲劳失效的风险低;混凝土材料的防腐蚀、防振性比钢材质更优,筒身无紧固件,无需检修维护塔筒筒身,延长主机寿命且大大降低运维成本。 (2)更高的发电量:混凝土塔筒刚度大,可通过优化设计使结构一阶频率落在允许范围内,减少无频率穿越造成的发电量损失。且混塔稳定性好,可大幅减小顶端摆幅,延长机组疲劳寿命,提高发电量。 (3)更大的承载能力及安全性:混凝土材质可更好满足大风机对塔筒稳定性需求;可承载更大叶片电机的安装重量。与基础连接方便可靠,整体性好,无刚度突变,降低了发生基础倾覆事故的风险。 (4)更低的运输成本和更短的项目周期:预制管片可因地制宜,既可采取机位拼装,也可就近在堆场拼装;对运输道路没有特殊要求,混凝土每节塔高不超过4米,主机可通过,塔筒即可通过。同时混凝土塔筒所需的原材料可以就近取材,降低项目运输成本和建设周期。 |