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记者:选择塔架作为科研项目的初衷是什么?
丛欧:随着我国中东部和南方地区风电项目开发进程加速,市场对能够适用于低风速地区及丘陵、林区的抗湍流、大切变的机组需求日益增加,塔架轮毂高度呈现出向100米以上的发展趋势。
基于国内风电市场发展现状,目前高风速区风场基本处于饱和状态。如何提升塔架的迎风高度、提高装机容量是有效占据风电低风速市场主导地位的关键。
新型钢混式风电塔架技术是金风科技借鉴国外经验,结合中国国情和风机塔架承载特点,自主研发的混凝土与钢结构组合的混合式塔架技术。现在,此项技术突破了中国在此领域空白并已获得CGC鉴衡设计认证证书和22项专利授权。
记者:该技术在科研过程中遇到的最大难题是什么?
丛欧:这个项目是自2011年水利水电规划总院牵线金风与中国电建西北勘测院合作,成立科技攻关项目组。2012年金风德国研发中心与德国国际知名塔架设计咨询机构确定样机方案,加入国家高技术研究发展计划 (863计划)。2013年现浇式钢混塔架样机投运。2015年预制装配式钢混塔架样机投运。至2016年批量投产,经历了6年时间。
这6年里,我深深体会到钢混式风电塔架技术绝不仅仅是塔架设计,而是涉及到整机、结构、模具、预制深化、工装、材料、现场生产、吊装施工设计等多个环节,所体现的是公司高水准的综合研发实力。其中最难的是实现设计落地,即打通国内的钢混塔架产业链条。
举个例子:要实现混凝土塔架浇注成型必须依靠模具,2011年我国生产的 最大排水管直径为4米,该项排水管工程被列为 “2011年中国混凝土与水泥制品行业大事记”,而我们需要的是6.4米直径可重复利用、便于运输,可快拆快装的大直径高精度模具,这就需要金风对模具厂家进行供应商开发,我们先后找了3~4家行业顶尖单位,共同摸索设计,历时近两年时间。如今,随着项目越来越多,模具使用经验越来越丰富,我们对模具设计又进行了多轮优化,才基本成型。
另外一个是针对我们使用的预制塔架拼装技术,国外设计机构均视此为核心技术。金风自力更生,开发过程中引入许多国内重点科研院所投入了很多大型试验,如15米高的塔架缩比试验和7米高的塔架缩比试验,1000万次的预应力索锚固体系疲劳试验,试验规模和试验数量大大超过了国外同行,现在算起来光是试验就占了项目两年时间,测试和健康监测又占用了1年时间。但这些投入都是值得的,因为我们实现了从设计到材料到生产施工的一系列国产化,国产化的意义除了依法依规满足国内设计标准,更降低了生产成本。
记者:您认为新型钢混塔架的特点与优势体现在哪里?
丛欧:作为机电动力设备和建筑结构的一体化设计成果,钢混塔架具备高频率低振幅、无运输限制、使用寿命长、技术成熟稳定、市场装机量大,经济性突出、无发电量损失,当地设厂增加税收、吊装周期可控,抑制噪音,满足塔架外装个性化设计等优点,成为当前国际高轮毂塔架的主流趋势。
此外,钢混塔架特别适用于防水区域,防腐性能和经济性明显优于钢塔,避免了泥砂残留在传统塔架的法兰处造成螺栓锈蚀和法兰面摩擦系数降低,避免了基础环或锚栓防水密封不足引起的基础内部钢筋锈蚀,确保了塔架和基础连接的安全性;第二是减少征地成本,钢混塔架由于塔架自重较大,可以大幅减小基础尺寸从而降低风机的征地费用,另可将箱变内置不仅能减少箱变的征地成本,还可降低网侧电缆成本及线路损耗。
通过大家的共同努力,现在我可以欣慰地说,金风钢混塔架技术不仅领先国内市场,并且已达到国际先进水平。
先后取得了首都职工自主创新成果二等奖,第十届北京发明创新大赛铜奖,中国电力建设科学技术进步二等奖等殊荣。
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