中船重工李强：高塔筒整体解决方案-北极星风力发电网

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目前市场上比较主流的几种高塔筒路线有全钢的柔性塔筒、混凝土介入的组成支撑结构，一级混凝土塔筒，各自有他们的优缺点。中国船舶重工集团海装风电股份有限公司研究院高塔筒项目主管李强先生出席2018年北京国际风能大会暨展览会，并在风电数字化技术论坛作“高塔筒整体解决方案“的主旨演讲。

中国船舶重工集团海装风电股份有限公司研究院高塔筒项目主管李强

以下为发言实录：

李强：尊敬的各位来宾各位专家各级各位同仁大家下午好，我是中国海装李强，高塔筒的解决方案以及关键技术的研究。实际上我们为什么要做高塔筒这件事情，实际上基于气象学的现象，气象学里面风切边水平，风速度变化速度，风电业内比较关注的，在数值方向上风速的增速，根据数据显示，当我们把轮毂高度，100米到140米风速增加0.53米每秒，131，2兆瓦发电量提升20%，非常的客观的。现在目前市场上比较主流的几种高塔筒路线有全钢的柔性塔筒，以及有混凝土介入的组成支撑结构，混凝土塔筒。

看一下柔性塔筒，实际上柔性塔筒和传统塔筒到底有什么区别，实际上从材料工艺运输吊装各个方面，是没有本质区别的，那么最根本的区别在于，塔筒的柔性塔筒一阶固频率，作为一个高耸的支撑结构，本身拥有一个固有频率或者自然频率，当它受到外在激励的时候，与固有频率相同的时候，会导致整个频率发生共振，没有得到抑制，导致支撑结构失效，回到我们机组上来，作为我们机组的支撑结构，我们的塔筒所受到的外载激励，叶轮不一平衡我们称为三批，图中蓝色的部分，虚线的部分我们设计的时候一批一三批取了安全余度。我们看最右侧的白色区域，这个区域我认为做小型的风力发电机没有问题，大型的兆瓦级的发电机经济性比较差，中间白色曲艺是传统的塔筒，是一个比较安全的比较成熟的设计区间，最左侧的区间柔性塔筒的区间，主轴旋转频率，主轴增速旋转的时候频率与它有一个焦点，这个也是我们从机理上谈的一个问题，导致整个存在这样的风险，目前某些做柔塔的，解决这样的问题，依靠阻尼的介入，这种方法我们希望，动态穿越的忙是，其实在转速上设置隔离区是两种频率，接近的时候主轴增速旋转快速通过这个区域，降低共振现象发生的风险。在这样一个过程当中对于这个大概6米每秒到7米每秒风速下，损失软子不平衡补偿等等算法解决这样的问题。我们来看另外一个问题，李经理也提到了涡机流动，塔筒后面形成周期性的漩涡，脉动压力所带来的频率，产生共振，塔顶横风现象不停的摆动。我们看一个现场实拍的一个视频。

目前吊装阶段遇到的问题比较主流的用人为的去拽，用扰流条，气候条件客观调教比较恶劣，主吊是不可以摘勾的。

技术点吊装、停机、运行阶段当中避振的问题，对控制策略要求复杂，以及随着土壤松动，塔筒刚度变化也是需要解决的问题，我们来看一下柔塔的视频。在停机状态下我拍摄到的视频。我们来谈另外一个技术路线，混凝土介入的支撑结构，又分为全混塔筒，和钢混塔筒，全混全部由混凝土组成，混凝土刚性非常的强疲劳能力特别强。钢混塔筒，一段钢塔混凝土塔筒，连接构成的支撑结构，我们认为它是一种见于柔塔，折中的路线，经济性技术性成熟性，又吸收了混凝土这种材料刚性强疲劳能力强，以及可塑性强的优点，这样一款塔筒对于控制策略的要求，几乎与传统塔筒80米这样塔筒相当，并不复杂，我们知道钢材的价格跟混凝土的价格，改变比例，找到最经济成本最好的平衡点，达到我们降低成本的一个目的。

我下面就以我们今年年初的时候，我们海装钢混塔筒，钢混塔筒为例，需要注意的和需要关注的关键问题。

我们在设计的过程当中要考虑的一些因素不展开深入的介绍了，首先我们的设计要满足相应的规范，我们的模态分析，确保我们塔筒的频率在安全的范围之内，安全系数上的选取，系统评估门框、转接段、拼装过程的分析、吊装吊点强度的分析。比较量筒不同形式的预制构件生产当中关键技术和难点，实际上大家一目了然，左边是跟烟囱很像，两片三片C型段，方圆形大家看到了，八片拼装组成，去年的时候我们中国海装在新疆装了上百台，为什么我们应用了这个形式的预制构件还要推出这样的预制构件，我们在整个的设计施工吊装的过程当中，积累了一定的经验，也发现了一些问题，我们从几个方面谈一下，我们看预制构建，每一段形成的塔筒有一个锥度的，对现场工艺的把控提供很大的挑战。作为我们今年新推出的产品，我们看到所有的竖向横向都是一致的，我们完全预制好所有的钢筋，减少由于认为的失误对构件质量造成影响。

从模具角度，锥筒型的模具，都是不一样的，由于国内运输的限制，每一段锥筒做到四米以内，做到四米，做成做成钢混20个模具，全混徐有30个模具，模具有很大的影响，4米这样的高度，浇铸的过程当中，我们可以看到，内外膜的压力非常的大，外面加了，经济性的影响，作为这一种，放平浇铸，只需要两种模具可以完成所有的生产，对后期批量化，生产之后对经济性和初期投入，在模具的摊销上，在堆场的使用上，我们用锥筒型的只能并排摆放，我们更新的产品可以层叠摆放，对经济性有正向的影响，说实在的就是便宜。我们看一下吊装的过程，每一段只能做到四米以内，意味着我们每一个落上去做80米吊二十次，这是个饱受的估计，新推出这种每一段的长度足够长，我们做到五段80米的话只需要吊四次，做成65米4段需要吊三次。

钢混塔筒关键技术主要在于设计的形式、模具的形式、工艺把控、吊装的周期谢谢大家。

（发言为能见APP整理，未经本人审核）

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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