2021年10月17日-20日，2021北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京。

　　

　　本屆大會以“碳中和——風電發(fā)展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“國際成熟風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“國際新興風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風電設(shè)備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。

　　

　　其中，10月20日中東南部風電發(fā)展論壇隆重召開。山東中車風電有限公司資深工程師焦守雷出席會議并演講。

　　

　　焦守雷：

　　

　　尊敬的董總，各位專家同仁大家上午好，今天分析的是新型分片式塔架結(jié)構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用，課題分為五部分，中國中車風電板塊間接，技術(shù)開發(fā)背景，分片式塔架結(jié)構(gòu)設(shè)計，系統(tǒng)解決方案，技術(shù)展望。

　　

　　首先我簡單介紹一下我們中國中車的風電板塊，中國中車是全球一流的軌道供應(yīng)商，銷售規(guī)模連續(xù)多年位居全球首位，也是全國最早的風電制造，風電產(chǎn)業(yè)鏈最全的企業(yè)之一，形成了從發(fā)電機、葉片，塔筒，齒輪箱，變?nèi)萜鞯韧暾a(chǎn)業(yè)鏈，截止到2020年底，中國中車提供一萬四千余條葉片國內(nèi)超過60%的風電整機廠家裝有中車的產(chǎn)品。

　　

　　第二部分是技術(shù)開發(fā)背景。

　　

　　我們在經(jīng)濟增速換檔，資源環(huán)境約束的新常態(tài)下，能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，綠色低碳轉(zhuǎn)型日益迫切，作為我國第三大電力能源的風力發(fā)現(xiàn)，是我國實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的重要支撐，從十二五到十三五增間保持兩千瓦千瓦左右，市場規(guī)模平穩(wěn)發(fā)展，成為全球到2020年底，我國風電累計并瓦達到2.8億億千瓦，占全國的37.8%，大容量機組的開發(fā)，長葉片，高塔架技術(shù)處于國際領(lǐng)先地位，我國的自然資源分布均勻，陸上風資源主要集中在西北東北和華北，用電集中負荷集中在中東南，存在用電缺口的差異，中東南部分相對于三北集中式的開發(fā)，分散式會更加適用，在2021年以后，隨著特高壓電網(wǎng)完善，風電消納進一步解決，預(yù)計新增并網(wǎng)容量在8%左右，隨著風電技術(shù)的發(fā)展低風速利用效率提升，將開發(fā)范圍進一步拓展?？蛻舾P(guān)注我們分散式周期的度電周期最優(yōu)，圍繞客戶需求建立更完善的成本體系，平臺建設(shè)和生態(tài)圈的構(gòu)建。基礎(chǔ)開發(fā)的背景，現(xiàn)在中東南地形復(fù)雜，不同于三北地區(qū)的地勢平坦，中東南對丘陵山地地形條件復(fù)雜，提供項目收益關(guān)鍵就是提升發(fā)電量，為了捕獲更多更平穩(wěn)的風能主要提高風能直徑和高度，建立更高，葉片更大的機組，提高輪轂高度采用超高塔架，形式多樣，這里不做各種類型塔架的比較。目前，主流葉片已經(jīng)突破到160米甚至170米到180米，進行機組塔架規(guī)劃匹配，風電塔架一般均考慮塔架的一階二階與風能轉(zhuǎn)速的同時要做非運行狀態(tài)下塔架的分析。隨著塔架頻率的降低，大部件與塔筒更容易產(chǎn)生共振，激發(fā)風速下降，尤其是塔架在二階的振動更容易發(fā)生，進口比大將會導致塔筒底部風險增加。板材的利用率偏低，造成浪費。隨著這個高的不斷增加，即便是高樓塔，下面也在不斷的增加。從以前的4.5米增加到現(xiàn)在有同行做到155米的高樓塔，底部直徑到達4.9米，高樓塔底端的直徑也要受限，塔架成為趨勢，分別式塔架能夠在滿足強度和頻率的同時，解決運輸受限的問題，為更加功率機組，風能機組提供塔架的系統(tǒng)方案。分配式塔架的結(jié)構(gòu)設(shè)計，我們的這個設(shè)計的思路就是超過4.5米的塔段進行分片，這樣既能避免運輸性高，根據(jù)項目的載荷條件，運輸進行定制化設(shè)計，分片不是一個定數(shù)，可能是三片、四片、五片等等。塔段水平進行分片，進行設(shè)計整段加工之后進行切割，加工制造成熟。第三就是我們風電平臺模塊化設(shè)計，這是作為通用化設(shè)計能夠匹配不同直徑，分為支撐模塊和調(diào)整模塊，能夠提高生產(chǎn)效率和安裝效率。

　　

　　同時我們開展設(shè)計理論與實驗認證。包括我們采用可靠性設(shè)計理論，使用分析方法，針對關(guān)鍵質(zhì)量特性和前端試驗?zāi)Ｐ瓦M行識別，特別是片體模式之間的識別，控制預(yù)防，控制探測以及一些處理措施。第二部分我們要開展高強緊固件的試驗，針對拉伸、彎距，剪切、扭轉(zhuǎn)沖擊進行相關(guān)的測試。

　　

　　系統(tǒng)解決方案。塔架具有成熟的制造體系，我們在制造過程當中，針對片體的法蘭連接、焊接，為了擁有更好的疲勞性能我們擁有超聲波應(yīng)對消除法，這種方法廣泛運用于軌道交通等領(lǐng)域，可以使我們焊縫疲勞壽命提高到50%到80%，運輸采用特殊運輸工裝，有效解決限高問題，現(xiàn)場安裝是業(yè)主比較關(guān)注的點，因為他是采用片體式，我們采用這個滾式的安裝平臺以及專用的組裝根據(jù)提高安裝效率，由于直徑增加，中東南內(nèi)部空間比較大，納入到其中，比如說陸上的，可以減少征地面積。

　　

　　最后一部分是技術(shù)展望，隨著風電的發(fā)展，在塔筒從圓錐到目前研究人們與航架塔到國外的一些斜拉索的塔架，有同行做出自省式的塔，這都是可喜可賀的成績，隨著研究新材料，新技術(shù)的加入，比方說木質(zhì)圓錐塔，三D打印技術(shù)用在其中，未來有什么新材料新技術(shù)應(yīng)用在塔筒制造，我們拭目以待的同時還要不斷創(chuàng)新。雙碳目標下為風電項目運行奠定堅實的基礎(chǔ)，為我們可再生行業(yè)提供高質(zhì)量發(fā)展，謝謝大家。

　　

　　（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）