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风力发电机的塔筒


发布时间:

2024-03-05

目前根据结构形式与采用材料的不同,大体分类为全钢塔(分片式)、混凝土-钢混合塔筒(混塔)以及桁架式。其中全钢结构塔筒又称为柔塔,属于目前高塔的主要方案,整体分为4-6节进行运输和安装,可以适应绝大部分场址的运输要求,因为整体采用钢结构自重较轻,遇到大风季节摆动较为剧烈,有可能和风轮产生共振,从而降低风塔寿命、增加事故风险,柔塔的供货也容易受到钢材价格影响,总体价格较高(8000元/t左右);第二类部分混凝土和部分钢结构称为混塔,钢筋混凝土塔筒的主要优势在于可现场施工建造,降低运输成本和整体的塔筒造价,混凝土部分采用预制模板一次成型,建设周期相对较长,安装费用较高,混凝土与钢结构的搭接部分也容易形成吸收应力的薄弱点,混凝土部分不刷漆的话,整体造型也不如柔塔美观,在役期满后拆除回收也会有点问题;桁架式塔筒风机结构底部以桁架为基础,结构刚度大、承载力高,可有效避免共振,比传统的钢塔约轻20%,有效降低运输的体积与重量,海上和陆上都有一些试点项目,目前市场占有份额还比较少。

通常风电机组的塔筒高度有若干个备选项供选择,不同机型的备选轮毂高度各不相同,故在确定项目所选风电机组机型后,轮毂高度选择一般在该机型各备选轮毂高度中进行比较选择,但也可以根据特定风电场的风能资源、交通运输、施工条件及工程造价等方面进行综合比较,通过LCOE比选经济合理的轮毂高度,最后由主机及塔筒招标的结果最终确定。

塔筒定制化高度的较少,一般预制塔筒的可选高度有100m、120m、140m、160m等,这就让我们在设立测风塔的时候就尽量高一些,在主流塔筒高度都设有多个传感器,以提高测风数据的代表性。涉及的几个风况参数包括空气密度、风速、风功率密度、风切变和湍流等,一般要求在轮毂高度处风切变低于0.2,以满足安全性要求,在切变比较大的区域,有些塔筒设计了后仰的倾角,优化整体应力分布。

有些特殊区域要求限制塔筒高度,还要预留塔筒倾倒的安全避让范围,考虑到风机塔架倾倒的主要原因有基础地质不良、风机基础施工质量不达标、载荷计算不足、塔架制造质量差、暴风引起塔架强烈共振破坏等。因此在场地选择、基础载荷设计计算、施工质量、设备制造质量控制等均严格按有关规范要求执行,尽量在风机高度范围内风垂直切变值及地面粗糙度都较小,各种风况下都不容易形成湍流的地方安装,并配置机组控制运行安全保护系统。