鋼混塔，可靠好選擇

　　通過(guò)為機(jī)組配置更高的塔架，提升高風(fēng)切變地區(qū)的發(fā)電量，逐漸成為行業(yè)共識(shí)。由鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)組成的混合型塔架（以下簡(jiǎn)稱鋼混塔），不僅滿足了“高”發(fā)電和“低”成本要求，還極具可靠性，顯然是個(gè)好選擇。
　　
　　2016年年末，金風(fēng)科技收到了一封來(lái)自江蘇臨海風(fēng)力發(fā)電有限公司的表?yè)P(yáng)信。信里這樣寫(xiě)到：“國(guó)信臨海風(fēng)電二期從2016年3月底線路上電，4月底全場(chǎng)機(jī)組進(jìn)入240試運(yùn)行。機(jī)組自投入運(yùn)行以來(lái)，運(yùn)行總體情況良好。特別是發(fā)電量方面，截止11月底，已比計(jì)劃多出672.34萬(wàn)kWh，月發(fā)電利用小時(shí)在全省對(duì)標(biāo)中數(shù)次名列前茅。”
　　
　　據(jù)悉，國(guó)信臨海風(fēng)電二期項(xiàng)目采用了50臺(tái)金風(fēng)科技115/2000kW機(jī)組，并為部分機(jī)組配置了高度為100米的鋼混塔。因此，從這封表?yè)P(yáng)信中，不僅能夠看出該項(xiàng)目運(yùn)行情況遠(yuǎn)超業(yè)主預(yù)期，且足以證明鋼混塔在項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行中的良好表現(xiàn)。
　　
　　那么，鋼混塔架作為國(guó)內(nèi)風(fēng)電市場(chǎng)上的“高”技術(shù)和“熱”技術(shù)，是怎樣助機(jī)組“一臂之力”的？ 　　 　　
　　高可靠性是優(yōu)勢(shì)
　　
　　隨著棄風(fēng)限電問(wèn)題的日益嚴(yán)重，國(guó)家風(fēng)電開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略及政策由此前的“三北”地區(qū)為主，逐漸轉(zhuǎn)向中東部、東南部及西南部地區(qū)，形成所謂“百萬(wàn)雄師過(guò)大江”之勢(shì)。然而，這些地區(qū)的風(fēng)資源條件相對(duì)較差，那么通過(guò)增加風(fēng)電塔架高度，將輪轂托舉在風(fēng)速更高的空中，成為提高低風(fēng)速地區(qū)發(fā)電量及收益的一個(gè)好選擇。
　　
　　鋼混塔架，就是一種高塔架，以金風(fēng)科技的鋼混塔技術(shù)為例，其120米鋼混塔架高度相當(dāng)于40層樓，140米鋼混塔架的高度則達(dá)到了46層樓之高。它的出現(xiàn)，使東北、山東、江蘇、河南、安徽、湖南、湖北、廣東、福建等不少風(fēng)切變系數(shù)較高的地區(qū)，原本不具備風(fēng)電開(kāi)發(fā)條件的項(xiàng)目，也能“算得過(guò)來(lái)賬”。 　　 　　
　　但你知道嗎，鋼混塔技術(shù)其實(shí)并不“新”。在歐美國(guó)家，其已經(jīng)應(yīng)用很久，安裝這類塔架的機(jī)組，多達(dá)上萬(wàn)臺(tái)。按一位塔架專家的話說(shuō)，“雖然高塔解決方案很多，包括鋼混塔、柔塔、桁架塔、木質(zhì)塔等，但其實(shí)鋼混塔在高塔架市場(chǎng)中所占份額高達(dá)80%。”
　　
　　你一定會(huì)問(wèn)，柔塔貌似更接近于傳統(tǒng)的全鋼塔架，但應(yīng)用更多的卻是鋼混塔，這是為什么？難道老外傻？
　　
　　其實(shí)，柔塔并非傳統(tǒng)鋼塔，鋼混塔反而與傳統(tǒng)鋼塔的結(jié)構(gòu)特征一致。柔塔與鋼混塔的最大區(qū)別，就是剛度不一樣。相對(duì)于柔塔而言，鋼混塔自有振動(dòng)頻率更高，剛度和強(qiáng)度與傳統(tǒng)塔架相比基本無(wú)異。而柔塔因相比傳統(tǒng)全鋼塔架減少了用鋼量，其自有振動(dòng)頻率也大幅降低，因此更為“柔”一些。在相同條件下，如果給予鋼混塔和柔塔頂端相同的力，那么鋼混塔的擺幅與傳統(tǒng)塔架沒(méi)有實(shí)質(zhì)上的區(qū)別，而柔塔的擺幅就大不少。
　　
　　柔塔自有頻率低于葉輪額定轉(zhuǎn)速頻率，對(duì)于柔性塔架來(lái)說(shuō)，從葉輪起轉(zhuǎn)到葉輪達(dá)到額定轉(zhuǎn)速期間，會(huì)在某個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn)上與葉輪出現(xiàn)共振。為了穿越那個(gè)共振點(diǎn)，減小擺動(dòng)，需要對(duì)機(jī)組的控制策略進(jìn)行改動(dòng)，這就存在一個(gè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)先進(jìn)性的問(wèn)題，從而關(guān)乎到整個(gè)機(jī)組的可靠性。
　　
　　而鋼混塔不需要對(duì)控制策略進(jìn)行任何改變，因?yàn)樗奈锢硖匦裕鸵呀?jīng)決定了安裝鋼混塔的機(jī)組，與安裝傳統(tǒng)全鋼塔架的機(jī)組，在可靠性上沒(méi)有差別。
　　
　　所以，鋼混塔更為可靠，具有更高的耐受力，也更能適應(yīng)風(fēng)況復(fù)雜的地區(qū)，應(yīng)用范圍廣泛。
　　
　　其實(shí)，鋼混塔不僅在可靠性上表現(xiàn)出色，而且由于其下部為混凝土，因此具有很強(qiáng)的防水性能。在實(shí)際應(yīng)用的案例中，如大唐龍感湖項(xiàng)目，在2016年曾受到洪水侵害，正是由于使用了鋼混塔，機(jī)組在洪水期間都沒(méi)停止發(fā)電。 　　 　　
　　工期長(zhǎng)只是傳說(shuō)
　　
　　據(jù)了解，由于我國(guó)應(yīng)用較早的鋼混塔項(xiàng)目，采用了現(xiàn)澆式施工方案，所以有不少參觀過(guò)項(xiàng)目建設(shè)的同行認(rèn)為，鋼混塔項(xiàng)目建設(shè)工期較長(zhǎng)，體驗(yàn)確實(shí)不爽。但事實(shí)上，目前國(guó)內(nèi)唯一有批量鋼混塔安裝的整機(jī)商——金風(fēng)科技，早已通過(guò)采用預(yù)制混凝土段的技術(shù)方案，避免了工期影響。
　　
　　為此，上述塔架專家將傳統(tǒng)鋼塔與預(yù)制式鋼混塔的安裝施工工期進(jìn)行了對(duì)比。
　　
　　傳統(tǒng)鋼塔的基礎(chǔ)施工約為12天（以下施工周期根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況略有差異）。在基礎(chǔ)混凝土澆筑完成后，需要等待28天，機(jī)組吊裝時(shí)間2-3天。因此，傳統(tǒng)鋼塔機(jī)組的安裝施工工期約為43天。
　　
　　而預(yù)制式鋼混塔的基礎(chǔ)施工也為12天。在基礎(chǔ)混凝土澆筑完成，等待基礎(chǔ)固化的28天時(shí)間里，由于預(yù)制混凝土段的生產(chǎn)不用在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，那么除了前7天外，可在余下的21天中根據(jù)鋼混塔的混凝土段高度不同，任選1至5天吊裝預(yù)制混凝土段。在28天過(guò)后，再用2-3天，吊裝上面的鋼結(jié)構(gòu)段和機(jī)組。因此，預(yù)制式鋼混塔架的安裝施工工期也為43天。
　　
　　并且更可關(guān)注的是，上述混凝土預(yù)制塔段的生產(chǎn)可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化固定工廠或移動(dòng)工廠提前完成，不僅不會(huì)增加機(jī)位點(diǎn)的征地面積，而且不會(huì)影響項(xiàng)目整體施工進(jìn)度。
　　
　　因此，你已經(jīng)可以相信，鋼混塔需要更久的安裝周期，只是個(gè)傳說(shuō)。 　　 　　
　　這項(xiàng)技術(shù)哪家強(qiáng)
　　
　　在歐洲，雖然鋼混塔最高的規(guī)格已經(jīng)做到了160米至170米。有一些整機(jī)商，大部分機(jī)組都安裝的是鋼混塔。但在國(guó)內(nèi)，目前只有金風(fēng)科技的鋼混塔有批量裝機(jī)，同時(shí)，金風(fēng)科技也是最早在國(guó)內(nèi)研發(fā)鋼混塔的企業(yè)。
　　
　　據(jù)悉，金風(fēng)科技的第一臺(tái)現(xiàn)澆式鋼混塔樣機(jī)，于2013年在達(dá)坂城并網(wǎng)，第一臺(tái)預(yù)制式鋼混塔樣機(jī)，于2015年并網(wǎng)。2015年至2016年期間，金風(fēng)科技開(kāi)始批量應(yīng)用鋼混塔產(chǎn)品，在手訂單不斷增長(zhǎng)。
　　
　　然而，金風(fēng)科技最初對(duì)鋼混塔的開(kāi)發(fā)之路，也并不順利。金風(fēng)科技最初也希望從國(guó)外引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)，但沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，最終還是選擇了自主研發(fā)，取得了成功。沒(méi)有從國(guó)外引進(jìn)鋼混塔技術(shù)的原因，一方面是國(guó)外掌握技術(shù)的公司漫天要價(jià)，更重要的是，從國(guó)外引進(jìn)的鋼混塔技術(shù)，到國(guó)內(nèi)極易遇到水土不服的情況。
　　
　　據(jù)一位產(chǎn)品經(jīng)理所言，一方面是國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)內(nèi)相差甚遠(yuǎn)，例如在抗震等級(jí)上，鋼筋標(biāo)號(hào)的匹配上等。這使采用國(guó)外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所進(jìn)行的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致一系列技術(shù)參數(shù)出現(xiàn)變化，直接影響產(chǎn)品可靠性。另一方面，在加工工藝上國(guó)內(nèi)外的水平也有很大差距。
　　
　　因此，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，金風(fēng)科技決定進(jìn)行自主研發(fā)，根據(jù)中國(guó)國(guó)情，使用中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)中國(guó)產(chǎn)品，應(yīng)用中國(guó)市場(chǎng)。
　　
　　通過(guò)不斷努力，金風(fēng)科技在一系列鋼混塔技術(shù)上達(dá)到了頂尖水平。例如，在豎向預(yù)應(yīng)力混凝土體系與鋼結(jié)構(gòu)體系相結(jié)合的設(shè)計(jì)上，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。在建筑行業(yè)解決超大彎矩高聳結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)解決千萬(wàn)次超高疲勞周期級(jí)別上，達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先設(shè)計(jì)水平。
　　
　　上述的三項(xiàng)“領(lǐng)先”，第一個(gè)是通過(guò)豎向預(yù)應(yīng)力的高精尖設(shè)計(jì)，埋設(shè)鋼索，解決了鋼混塔的混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的難點(diǎn)；第二個(gè)是突破了我國(guó)建筑行業(yè)對(duì)高塔這樣結(jié)構(gòu)的超大彎矩設(shè)計(jì)能力，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)在空中進(jìn)行捕風(fēng)發(fā)電時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)承載超大彎矩的能力；第三個(gè)是超越混凝土行業(yè)對(duì)于高層建筑疲勞周期達(dá)到200萬(wàn)次的標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)先進(jìn)的設(shè)計(jì)，將鋼混塔的疲勞周期級(jí)別提升至千萬(wàn)次水平，適應(yīng)風(fēng)電機(jī)組在整個(gè)生命周期中的需要。
　　
　　除此之外，金風(fēng)科技還通過(guò)應(yīng)用一系列技術(shù)與工藝，為鋼混塔的批量生產(chǎn)與安裝奠定了基礎(chǔ)。如開(kāi)發(fā)出了1.5毫米的高精度混凝土預(yù)制件模具，以及一系列可移動(dòng)工裝設(shè)備和專用吊具等。
　　
　　可以說(shuō)，鋼混塔看上去簡(jiǎn)約并不簡(jiǎn)單，用上去堅(jiān)固且可靠。而據(jù)最新消息，搭載100米和120鋼混塔的金風(fēng)科技GW2.XMW機(jī)型，目前已經(jīng)取得了鑒衡設(shè)計(jì)評(píng)估認(rèn)證證書(shū)，為業(yè)主提供了更多選擇。