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。

在19日上午召開的風電機組技術創(chuàng)新論壇上，浙江運達股份有限公司技術中心機械設計室主任工程師王克峰發(fā)表了《新型高塔技術及其應用》的主題發(fā)言。

以下為發(fā)言全文：

王克峰：各位專家，各位同行大家上午好，下面我跟大家匯報下新型高塔技術這個專題，近年來由于低風速地區(qū)資源的大力開發(fā)，高塔這個詞成為熱門詞匯。我的演講主要從以下三個方面，第一，153米及柔性全鋼塔架，第二，166米的混凝土塔架，第三，170米的行架式塔架。這也是三種塔架形勢，跟大家做一個匯報。

首先是153米及柔性的全鋼塔架，我們最高柔塔最高柔塔是裝了一臺樣機，在遼寧鐵嶺式，但它是放在一個批量項目里面，目前這臺樣機是國內(nèi)風能最大的150米以上的超高柔塔機組，從8月份并網(wǎng)至今，機組運行狀況良好，現(xiàn)在正在聯(lián)合第三方認證機構(gòu)進行柔塔的安全性測試。柔塔產(chǎn)品一直在發(fā)展一直在迭代，首先第一是低風速高切片地區(qū)，也就是我們通常所說的低風速地區(qū)，這些資源開發(fā)柔塔是安裝機量是非常高的。第二是平原地形項目，這種地形下風資源廠址比較簡單，在復雜廠址條件下，比如說大湍流的時候柔塔會碰到有時候會碰到一定的頻率問題，所以在這個平原項目肯定是他優(yōu)先選擇的目標市場。第三把項目建設的點放在這里，時間緊迫的項目，這是從我們市場反饋來說，假設這個項目非常緊急，上柔塔是一個非常好的選擇，為什么？這個柔塔跟我們常規(guī)的鋼塔制造，制造安裝工藝幾乎是一模一樣的，只是在設計的時候控制策略不一樣。所以它的安裝速度是這些高塔形勢當中相當于是最快的，當項目建設比較緊迫的時候選擇柔塔是一種很好的措施。

接下來講一下柔塔的安全性，首先吊裝的時候柔塔容易碰到一階渦激，經(jīng)過運達這近幾年的研究擾流條目前是最好的解決渦激的方式，安裝簡單，制作也是比較簡單，拆卸的時候比較方便，所以運達是推進擾流條方式，由其它廠家很多其它研究，相對來說復雜一些，目前擾流條已經(jīng)很大程度上解決一階渦激振的問題。主機吊裝完成之后，會碰到有個專業(yè)詞叫雙柱擾流，當葉片在順漿狀態(tài)時，葉根處跟塔筒是跟接近的，這兩個物體都會產(chǎn)生漩渦，兩個漩渦進行疊加的時候，容易產(chǎn)生一階渦激振動。運達研究就是說把其中一片漿葉開漿，首先位置會原理塔筒，第二個漿葉產(chǎn)生的渦流范圍也比較小，這樣能很好的抑制一階渦激振動，這種方式運達已經(jīng)有近二十個項目的驗證，是十分有效的。

二十年全生命周期內(nèi)的產(chǎn)品安全性，首先還是一階渦激振動，這個是自動抗渦，把抗渦模式加入到控制策略里面，可以做到無人職守自動抗渦。再一個還有一個關鍵點二階渦激振動，現(xiàn)在行業(yè)中采取增加阻泥器的方式以致二階渦激振動?，F(xiàn)在市面上液體阻泥器市場份額是很多的，也有一部分TMD阻泥器，機械阻泥器，當然其它廠家份額大的更多，153米柔塔我們是裝了機械式的阻泥器，這個阻泥器在吊裝的時候就打開了，目前來說現(xiàn)場的效果非常好，我們也正在措施，剛才所說的聯(lián)合第三方測試其中就包含這一塊。再一個就是控制策略，柔塔控制策略是非常重要的，我們運達也是跟世界上研究的領先機構(gòu)，非常優(yōu)秀的機構(gòu)，近年來一直合作做這一塊，當然形成了我們運達內(nèi)部的一套控制策略，主要是以下比如工程穿越，主動阻泥這個技術，來保證更高的柔塔產(chǎn)品安全性。

下面就是我們拿到的第三方的報告，我們從幾年前的120米， 140米，包括現(xiàn)在的153，我們都會做認證報告。其實這份報告不管120米，140米，就是這一份測試、這份評估可以拓展到更高的高度，這個計算方法可以拓展到更高的高度，但是我們153米上去以后我們還是要做一份測試，那么做一下就是也表明我們的態(tài)度，不會說有其他高度的來隨便推一下就可以。

下面介紹混塔。首先166米的混塔是個批量項目，安裝于河南商丘，河南是我們河南山東安徽省著名的低風速地區(qū)，是國內(nèi)最高的混凝土塔架項目，今年10月份已經(jīng)開始吊裝，當然這些圖片是常規(guī)性的流程，吊裝因為需要時間稍微時間長一點，河南那邊還有下雨，疫情等等耽誤了，所以圖片沒有放實際上的吊裝圖片，但是比如綁扎鋼筋，澆筑混凝土脫模，表面處理等等這些都是常規(guī)的，要是根據(jù)項目去畫，可能意義也不是特別大，所以大家了解一下。這個制作因為設計到土建行業(yè)，可能機械是有很大區(qū)別，所以相對來說復雜一點。

介紹一下混凝土塔架產(chǎn)品的安全性，除了工程算法以外，大家知道土建設計是依靠國內(nèi)的土建行業(yè)的規(guī)范，工程算法有一套成熟的算法，特別是高總結(jié)構(gòu)就能算這種混凝塔架，但是還有服于分析和物理實驗來確保結(jié)構(gòu)安全性。首先頻率校核是所有塔架設計里面都要過的一關，第二個葉片凈空這里我多說一下，葉片凈空是因為混凝土塔架的直徑比常規(guī)鋼塔柔塔要粗很多，比如最低部已經(jīng)到了9米到10米，頂部也是5米左右，我們常規(guī)可能柔塔鋼塔就是4米5，4米7，所以當它直徑特別大以后葉片有可能會碰到掃塔的情況葉片進空情況就要非常注意。所以我們在設計最開始這個就作為一個限制條件，一個閾值我們設置在那里，混凝土高度雖可以調(diào)整，從50米，80米到100米都可以調(diào)整，但是不能無限調(diào)整，假設全部做成混凝土塔架166米全部做成混凝土，葉間和塔架間之間會存在非常大的問題。所以這一塊葉片凈空是非常關注的。后面的這些強對計算，索力校核，裂縫等等，還有關鍵地方過渡段，過渡段目前采用的上鋼制的，鋼制受力還是相對來說比較好的計算分析的也比較成熟。還有物理實驗管片拼接，混凝土每個管片都是一個原形因為直徑比較大，運輸會存在一定問題，所以目前行業(yè)中優(yōu)先把它分成兩片到四片這種，當然也有整環(huán)，整環(huán)如果場地允許，比如整環(huán)比如達到8米9米，場地道路可以允許運輸也是沒有問題，但常規(guī)來說做成通用性可能分片，分片比較好。所以這里分片的連接也是做了一定的實驗來印證。當混塔的直徑低部直徑非常大以后，業(yè)主就考慮把箱變是不是放在塔筒里面，因為有很大的空間是空著的，沒有放東西，除了變流器之外，把它放進來之后可以節(jié)約箱變的征地，而且還可以節(jié)省電纜。

這一塊我們做了兩個方案，首先說箱電與變流器在不同平臺，這個散熱是比較好的，天然就是比較好的，因為隔開一段距離，另外就是放在同一平臺變流器與箱變的距離稍微近一些，通過熱方針安裝主流風機等等這些措施，散熱這一塊保證要求，還有第三方測試報告、認證證書。當年我們在2017年的時候裝120米的混塔樣機當時也是做了認證，到現(xiàn)在166米這也是有一個第三方的認證，當然其中中間有140米，150米，155米混塔都有產(chǎn)品存在，其實這些塔架的認證報告已經(jīng)拿到了，這個因為混塔就稍微特殊一點是塔架跟主機分開拿認證報告，這一塊主機配塔架我們現(xiàn)在還沒有去做，項目上如果有需求可以很快的拿到認證報告，這是沒有問題的。

混塔的應用場景，首先是低風速高切片，典型的低風速地區(qū)，當然中風速高切片也是可以的，比如東北風速比較高的地方，第二是復雜的廠址條件，剛才柔塔提的對立面相當于，大湍流的時候柔塔可能會碰到頻率問題，但是混凝土塔架是鋼性，鋼性湍流大一點沒有問題，對他的設計。第三是南方的滯洪區(qū)，洪水區(qū)地帶，洪水位比較高的地方混凝土結(jié)構(gòu)是有天然的防水優(yōu)勢的，我們放在洪水位高一點塔筒能抬高一點其實不用改動其它設計就可以完成，這塊是它的防洪效果比較好。右邊的圖是我們目前合作的單位預制廠的分布情況，主要集中在中部低風速地區(qū)，這一塊也是圍繞這些來做的，因為每一個預制廠可以輻射的項目范圍兩百公里，現(xiàn)在我們也在研發(fā)一種新一點的塔架，新型塔架可以超出兩百公里運輸，當然這個輻射兩百公里的意思就是兩百公里運費是含在塔筒報價里面，不會定位加給你。如果超出兩百公里，比如500公里運費可能主要占大頭，這個可能在項目經(jīng)濟上來算不太好算，東北當然也有閾值廠，以上就是混塔產(chǎn)品的情況。

再一個就是170米行架式塔架，這個塔架也是批量項目，位于青島交州，這是全球最高的行架式，國內(nèi)比較領先的，已經(jīng)于上個月9月4交裝。這個行架式跟混凝土塔架有類似的地方，下部是另外一種形勢，上部是鋼筒，上部跟混凝土一樣的上部鋼筒也是鋼形，不做成柔性。首先四個邊是有四個塔柱，這四個塔柱里面有鋼角線，把塔柱處于受壓狀態(tài)結(jié)構(gòu)受力，疲勞方面有很大的提高，還有一些中間有一些橫改塔架常規(guī)的都是由桁架組成，還有底下的基礎四個角上，基礎非常小，中間那幅圖有一個橫格，常規(guī)的桁架式連接，這種塔架形式的特點第一鋼度特別大，分開20幾米，25米到30米，鋼度是非常大的，分散下來的力，每個角的力非常小，所以基礎造價比較低。還有一個就是工業(yè)化制造竿建，竿建都是十多米的樣子，運輸采用半掛車就可以了，現(xiàn)場拼裝，運輸不受限制。

在強度分析方面做了很細致的分析，包括節(jié)點連接還有預應力還有右邊的圖過渡段，過渡段這塊因為是從下部桁架這種相當于過渡到四邊形過渡到上邊圓形連接，所以還是設計比較復雜，比較關鍵的地方還做了物理實驗來印證，包括有個焊接，通過物理實驗來保證結(jié)構(gòu)的安全性做了些印證。安全性還有吊裝安全性，吊裝先是塔柱，中間的四根的塔柱吊裝，中間斜桿橫桿組裝，吊裝起來，中間橫格一根一根開始吊。為什么說吊裝安全性，因為桁架式塔架跟常規(guī)這種鋼筒吊裝不太一樣，大家可能不太了解，跟我們輸電塔有點類似是特種作業(yè)人員在上面作業(yè)是非常熟的，對他們沒有難度，對咱們可能沒有了解。比如這里這跟塔柱上都有非常多的爬釘和吊點等等，這高空特種作業(yè)人員在上面攀爬非常方便，做了些設計。塔底的根開非常大，比如兩支角之間是25米，第一階豎向是11米，農(nóng)業(yè)機械完全沒有問題，如果再四個角再加一些圍攔防護等等，復耕是完全沒有問題的?；谔攸c這個應用場景就出來了，首先還是低風速地區(qū)，應用高塔的地區(qū)，第二就是大湍流跟我們混凝塔架差不多，但是鋼性非常大的塔架湍流影響非常小，第三點是比較重要的地方就是我們根開大以后，項目地點有一個溝渠，一個河流，25米、30米的根開非常容易跨過去，常規(guī)塔筒設計基礎重力式基礎等等。洪水地區(qū)這個底下都是鏤空的，防洪效果也是非常好的，電器設備是放在中間上面的。

我的演講就到此結(jié)束。

（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）