浙江
近日,上海风领新能源联合苏州混凝土水泥制品研究院有限公司、深圳国金电力新能设计院有限公司,共同完成的“120米至180米级超高性能混凝土陆上风电体内预应力混合塔筒体系”科技成果通过了中国混凝土与水泥制品协会的权威鉴定。
随着风电产业的高质量快速发展,大兆瓦级、长叶片、高轮毂风电机组成为风电产业发展的大趋势,钢混组合塔架成为了风电塔架更具经济性和安全性的选择。本项目将UHPC应用于塔架制造,结合预应力体系,设计完成了UHPC预应力混合塔筒体系。本项目的主要研究内容如下:
(一)基于UHPC的预应力混塔产品设计塔架结构的设计需避开叶片的旋转频率和叶片的通过频率,以常用的三叶片机组为例,即机组整体的固有频率应避开1P和3P,并保有一定的冗余度。通过调节UHPC直段标准模块管片数量,开发了满足每分钟5~10转、频率控制在0.17-0.24Hz区间三叶片风电机组需求的120米至180米级全高度内置UHPC风电塔筒,形成了设计、生产、施工的成套关键技术。
(二)基于粒形控制的UHPC质量控制技术
基于数字图像技术,建立了机制砂三维颗粒形貌计算模型,提出了机制砂粒形的评价方法,探究了粒形对骨料体系密实性和UHPC工作、力学性能的影响规律,提出了适用于UHPC的骨料颗粒粒形指标。基于MAA模型开发了骨料颗粒级配优化技术,实现了不同粒度范圃颗粒合理的密实堆积;开发了骨料粒形测试软件和级配优化软件。基于颗粒紧密堆积理论,结合机制砂关键参数,实现了机制砂UHPC最大密实体系设计。开发了超细粉体输送装备,实现了超高性能混凝土在风电混塔上的规模化应用。
(三)基于通用型整环立模的管片生产技术与卧模相比,立模设计占地面积较小,对生产场地的空间需求和地面硬化程度要求显著降低,可更好适应不同地形地貌的生产。整环立模体系具有较高的可靠性,往复误差小,确保了生产管片的质量稳定性和一致性。立模设计具有更高的刚度和稳定性,使用寿命长,可长周期反复使用。整环预制可以有效控制管片的拼装精度,减少拼装误差,为后续的安装和交付提供了坚实保障。通过在管节竖缝处增加端模,既可以实现通过湿拼接的C型管节的生产,又兼容O型管节的生产。
(四)分段式预应力张拉工艺主机功率及叶片长度增加,使得塔架轮毂高度攀升,高塔架安装工艺成为其向高处发展的制约因素。附着式塔式起重机在工民建超高层与桥梁桥墩领域应用成熟,应用于高塔架将是趋势,研发适配的高塔架结构至关重要。经测算,附着式塔式起重机施工阶段对塔架附着力远小于风机运行荷载,预应力施工后的塔架具备塔吊附着承载能力。传统一次张拉预应力混塔结构,需完成预应力张拉才具承载能力,在预应力施工前不满足塔吊附着条件,且随混塔高度增加,无法为安装阶段提供附着功能,因此分段张拉预应力是高塔架附着安装的关键。
基于分段张拉塔架结构,项目研发了分段式预应力张拉工艺,既能满足风机运行承载需求,又兼顾塔吊附着功能,借助塔吊附着可突破吊装能力与安装高度的限制,确保安装工艺可行。此外,与传统履带吊或自立式塔吊相比,能大幅降低塔吊造价与塔架安装费用。
项目已获授权发明专利8项、实用新型专利15项,参编标准3项,发表论文3篇,形成了具有自主知识产权的成套关键技术体系。成果在讷河市东庆100MW风电项目、巨石涟水风电项目等工程中得到应用,取得了显著的社会和经济效益。
项目已获授权发明专利8项、实用新型专利15项,参编标准3项,发表论文3篇,形成了具有自主知识产权的成套关键技术体系。成果在讷河市东庆100MW风电项目、巨石涟水风电项目等工程中得到应用,取得了显著的社会和经济效益。
在项目现场考察过程中,专家团队对上海风领新能源的生产基地、生产流程和成果进行了详细审查,充分肯定了项目的技术创新与实际应用价值。项目不仅解决了陆上风电塔筒建设中频率控制、结构稳定等技术难题,还通过模块化设计和智能生产管理系统(MES)的运用,实现了高效生产和质量控制,推动了行业技术升级。
作为本项目的主要承担单位,上海风领新能源长期致力于风电领域的技术创新。联席总裁申超表示,此次科技成果鉴定的通过,是公司在探索绿色能源发展道路上的又一重要里程碑。未来,上海风领新能源有限公司将继续坚持技术引领,为风电行业提供更多优质解决方案,助力实现“双碳”目标,为全球能源转型贡献力量。
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