混塔技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用與前景

發(fā)布日期：2024-06-28 11:05 作者：瑪納

近年來(lái)風(fēng)資源優(yōu)勢(shì)區(qū)域的內(nèi)蒙古、新疆等三北地區(qū)電力消納能力不足，而靠近用電負(fù)荷的東部和中部地區(qū)的平均風(fēng)速較小，平原地區(qū)風(fēng)切變指數(shù)較大。為增加發(fā)電收益，提升發(fā)電量，增高塔架，利用高度獲得輪轂處高風(fēng)速是重要方法之一。

混塔充分利用混凝土塔架剛度大、阻尼高、運(yùn)輸約束小的優(yōu)點(diǎn)和鋼塔架安裝快、結(jié)構(gòu)輕的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)二者組合獲得經(jīng)濟(jì)性良好的塔架設(shè)計(jì)。

一、風(fēng)力發(fā)電混塔什么意思

風(fēng)電混塔指的是風(fēng)力發(fā)電中的鋼混塔架，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的塔架有兩部分組成，上部分采用的是常規(guī)鋼制塔筒，下部分采用的是混凝土塔筒，中間使用過(guò)渡段相連接。而預(yù)制混塔中混凝土塔架部分是由預(yù)制混凝土構(gòu)件拼接而成的，吊裝后通過(guò)貫穿預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)，提高整體的抗彎能力。

二、混塔風(fēng)機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)

預(yù)制混塔基于風(fēng)電場(chǎng)設(shè)立的構(gòu)件預(yù)制場(chǎng)，可以提高施工質(zhì)量，縮短施工周期，而且預(yù)制構(gòu)件可以根據(jù)運(yùn)輸路線及機(jī)位現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行分片預(yù)制。而且采用預(yù)制混塔后，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂高度得到了大幅度提升，光混塔部分就突破了百米大關(guān)，對(duì)中東部地區(qū)低風(fēng)速地帶的風(fēng)能利用率大大增加。

混塔具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、材料便宜、剛度大、耐久性好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),能夠較好解決上述技術(shù)問(wèn)題,適用于高塔項(xiàng)目。

然而,混塔也有基礎(chǔ)和混塔結(jié)構(gòu)連接較鋼塔更為復(fù)雜,以及混塔段數(shù)多導(dǎo)致施工工期較長(zhǎng)、施工難度比鋼塔更高等缺點(diǎn)。

因此,通常認(rèn)為在風(fēng)電機(jī)組輪轂中心高度高于140m的情況下,混塔相比于鋼塔的經(jīng)濟(jì)性將會(huì)體現(xiàn)出來(lái)。

三、混塔和鋼塔的區(qū)別

風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域中，混塔和鋼塔是兩種常見(jiàn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)支撐結(jié)構(gòu)，它們各有特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

混塔：混塔通常由混凝土和鋼材料組合而成，底部是混凝土結(jié)構(gòu)，上部是鋼結(jié)構(gòu)�；焖梢越ㄔ斓酶�，通常在100米到150米之間，甚至更高，這有助于風(fēng)力發(fā)電機(jī)捕捉到更多的風(fēng)能。

鋼塔：鋼塔完全由鋼材構(gòu)成，是傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)支撐結(jié)構(gòu)。由于鋼塔的模塊化特性，安裝速度通常較快，有利于縮短施工周期。

四、風(fēng)電混塔會(huì)代替鋼塔嗎

風(fēng)電混塔和鋼塔各有其優(yōu)勢(shì)和適用場(chǎng)景，它們?cè)谖磥?lái)風(fēng)電領(lǐng)域的發(fā)展中可能會(huì)并存。隨著技術(shù)的發(fā)展，混塔可能會(huì)在某些應(yīng)用場(chǎng)景中占據(jù)更大的市場(chǎng)份額，但不太可能完全取代鋼塔。相反，兩者可能會(huì)根據(jù)項(xiàng)目需求和技術(shù)進(jìn)步相互補(bǔ)充，共同推動(dòng)風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展。

五、管片構(gòu)件養(yǎng)護(hù)

以采用高強(qiáng)混凝土C60為例，因高強(qiáng)混凝土水膠比低、滲透性差，外部養(yǎng)護(hù)水難以進(jìn)入混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致影響?zhàn)B護(hù)效果。混凝土塔筒模內(nèi)養(yǎng)護(hù)2~3d，待強(qiáng)度達(dá)到30MPa以上，在頂模上覆蓋毛氈或土工織物，澆水保濕。脫模后覆蓋塑料薄膜灑水保濕。

六、混凝土塔筒模具

混凝土塔架管片制作主要有現(xiàn)澆式和預(yù)制式兩種工藝模式,由于預(yù)制式管片能夠節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)吊裝時(shí)間,因此,目前通常采用預(yù)制管片的方式。

混凝土預(yù)制塔筒的尺寸由模板控制，因此模板拼裝精度對(duì)構(gòu)件成型的質(zhì)量至關(guān)重要。本工程采用專用定制的鋼模板，共9節(jié)，其中前3節(jié)為分片預(yù)制模板，模板拼裝順序?yàn)榈啄！行匿撝鷥?nèi)模、外模→頂模。

七、模具質(zhì)量控制

風(fēng)電混塔模具為甲方指定產(chǎn)品，模具是生產(chǎn)風(fēng)電預(yù)制混塔構(gòu)件的基礎(chǔ)設(shè)備，模具的正偏差和負(fù)偏差將直接影響到模具組拼過(guò)程中各種尺寸能否滿足設(shè)計(jì)要求。

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)對(duì)模具整體尺寸進(jìn)行復(fù)核,確保符合圖紙要求。同時(shí)應(yīng)進(jìn)行模板拼裝檢查,要求接縫嚴(yán)密無(wú)錯(cuò)臺(tái),各條棱線直順,無(wú)波浪起伏,無(wú)銹跡;預(yù)埋件、預(yù)留孔洞的位置、標(biāo)高、尺寸應(yīng)復(fù)核;預(yù)埋件固定應(yīng)可靠,檢查防止脹模、跑模、錯(cuò)位造成結(jié)構(gòu)斷面尺寸偏差。模板每周轉(zhuǎn)一定次數(shù)后應(yīng)進(jìn)行一次檢查、校正。

在風(fēng)電預(yù)制混塔鋼模具現(xiàn)場(chǎng)試組拼首先安裝底模抄平，測(cè)量底模內(nèi)徑、外徑。按編號(hào)及底模上的內(nèi)模定位依次安裝內(nèi)模，內(nèi)模安裝完成后測(cè)量?jī)?nèi)模上口與中心點(diǎn)半徑。其次按圖紙編號(hào)及底模上的外模定位依次安裝外模，同時(shí)測(cè)量頂部及底部所有尺寸，調(diào)試到位后按照1/2圓拆除內(nèi)外模，等待流水施工使用。

在模具組拼過(guò)程中，依靠模板工和吊車等機(jī)械設(shè)備配合，尺寸測(cè)量依靠鋼卷尺、靠尺、全站儀等設(shè)備，而且鋼模具存在加工偏差，所以在組拼過(guò)程中模具的上口尺寸、下口尺寸等無(wú)法完全調(diào)整到理論數(shù)值，只能在允許的組拼偏差范圍內(nèi)進(jìn)行。若相鄰構(gòu)件的直徑尺寸校準(zhǔn)不一致，將在吊裝過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)等外觀質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

混塔驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《風(fēng)電機(jī)組混凝土-鋼混合塔筒施工規(guī)范》(NB/T10908—2021)及廠家技術(shù)規(guī)范書要求,現(xiàn)場(chǎng)主要對(duì)混塔外觀,即尺寸偏差和混凝土外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查。