风电机组塔筒设计及优化
风力发电机组基础优化施工技术
风力发电机组基础优化施工技术发布时间：2021-12-13T05:20:03.841Z 来源：《当代电力文化》2021年20期作者：姚大军[导读] 风力发电机组基础施工技术主要为预埋基础环板式基础和预应力锚栓板式基础，姚大军中国水利水电第九工程局有限公司七公司，贵州贵阳 550008摘要：风力发电机组基础施工技术主要为预埋基础环板式基础和预应力锚栓板式基础，本文依托工程河北尚义风电项目工程所在华北平原地区的特点，通过预埋基础环板式基础和预应力锚栓板式基础施工工期、进度及施工成本方面分析、总结，优化、解决预埋基础环板式基础随单机容量增加而随之产生的基础环基础的强度和刚度突变问题，从而确保工程整体质量，节约施工成本及社会资源，为今后类似工程提供参考。
关键词：基础环基础、预应力锚栓基础、载荷、施工进度、施工成本。
引言近年来，随着我国积极推动清洁能源发展的理念，我国的风力发电场建设规模和数量日益增大，但大多数风力发电场的风力发电机采用预埋基础环施工工艺，以达到风机基础与上部结构的有效连接。
据不完全统计，从2001年至2006年，风电机组单机容量在0.75MW～1.25MW之间；2006年至2013年期间，主流风电机组单机容量为1.5MW；在2013年至2017年期间，主流风电机组单机容量为2.0MW；而到了2017年以后，风电机组单机容量以2.5MW、3.0MW为主流，并有向更大容量发展的趋势。
风电机组单机容量不断增大，其载荷亦随之增加，荷载增大以后，对塔筒和基础的连接必将造成巨大的考验和影响。
基础环基础是比较传统的风机基础形式，主要适用于风电机组单机容量1.5MW及以下，随着其单机容量的不断增大，基础环基础的弊端已经不可忽视。
预应力锚栓基础应运而生，解决了基础环连接在运行中风机基础可能出现的不利情况。
1、工程概况河北省尚义县东山风电场风机基础为预应力锚栓独立基础，基础直径有四种，分别为17.6m、19.1m、20.0m和20.6m，基础埋深3.4m。
风力发电机组塔筒结构分析综述
产业科技创新 Industrial Technology Innovation12Vol.1 No.20风力发电机组塔筒结构分析综述王 祺（国网江西省电力有限公司九江供电分公司，江西 九江 332000）摘要：结合钢管混凝土的力学性能，提出了一种中空夹层钢管混凝土风力发电机组塔架的设计方案。
通过国内外研究现状验证了设计的合理性，为今后我国风力发电塔的设计与建造提供依据。
关键词：风力发电机塔架；中空夹层钢管混凝土；整体建模中图分类号：TM315 文献标识码：A 文章编号：2096-6164（2019）19-0012-02风力发电是将风的动能转变为风轮的机械能，再经由发电机将机械能转化为电能。
风力发电机塔架为了获得更均匀且更大的风力，一般都建造的有几十米高，这就要求塔架需要有足够的强度、刚度和稳定性去支承上面的叶轮、发电机，进而风力发电机才能更加安全可靠地工作。
我国的风力资源丰富,开发利用的潜力巨大,有针对性的利用风力资源将对我国的新能源战略产生巨大的影响。
1 设计思想市场应用最为普遍的是锥筒式风电塔架，它具有占地面积小、结构形式简单等优点。
最大的缺点是它的用钢量比其它形式的塔架多。
塔筒直径尺寸随着工艺水平的发展也随之增大，致使每段钢制锥筒的重量加重，增加运输难度，进而使成本较高。
格构式风电塔架由格构式柱肢联接组成，在连接的节点处常常会产生较大的应力集中，从而使得塔架失稳，同时由于结构呈空间网格状，设备在外界得不到保护，很容易被腐蚀。
因此，该结构形式在20世纪末逐步退出了风电市场。
早期常见的混凝土式风机在结构上主要分钢筋混凝土式和素混凝土式两种形式，后者常用于海上风力发电塔架。
但是由于其自身刚度大、受拉侧钢筋的性能得不到充分利用以及施工周期长、运输困难等原因限制了它的发展。
近年来，随着科学技术的发展，钢管混凝土（Concrete Filled Steel Tube）进入了人们的视线，研究发现，钢管混凝土构件在轴心受压或较小偏心加载的情况下，力学性能可以得到充分地发挥，但是当其结构长细比较大或偏心较大时，混凝土非但体现不出太大的作用，反而还加大了结构自重和成本。
1华锐系列化风电机组介绍--2011.5
SL3000系列化风电机组
机型 轮毂高度(m) 适用风区 3s极限风速（m/s） 年平均风速（m/s） SL3000/90 80/90 GL Ia 62.5(海上) 70(陆上) 10 SL3000/100 80/90/100/110 GL IIa 59.5 8.5 SL3000/105 80/90/100/110 GL IIa 59.5 8.5 SL3000/113 90/100/110 GL IIIa 52.5 7.5 SL3000/118 90/100/110 GL IIIa 52.5 7.5
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SL1500系列风电机组技术参数
机型 叶轮直径 轮毂高度(m) 切入风速(m/s) 额定风速(m/s) 切出风速(m/s) 极限风速(m/s) 适用风区 SL1500/70 70 65/70 3 12 25 70/59.5 IEC I/S SL1500/77 77 65/70/80/100 3 11 25 59.5/52.5 IEC II/III SL1500/82 82 70/80 3 10.5 25 59.5/52.5 IEC II /III SL1500/89 89 80 3 10 20 52.5 IEC III
1. 紧凑型主传动链
传动链一点支承，采用“背对背”配置的双列圆锥主轴承，通过施加精确预 负荷，提高传动链承载力； 同时，可使轮毂与机舱连接结构紧凑，重量轻。 齿轮箱只承受扭矩，无附加载荷。 22
2. 优化设计的齿轮箱
两级行星+一级平行轴 润滑系统配备机械泵和电动泵，确保电网掉电时齿轮 箱仍可润滑，提高齿轮箱的寿命； 合理的齿轮箱扭矩减振结构，最大限度降低齿轮箱振动 噪音,提高齿轮箱的可靠性。
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SL3000系列风电机组技术特点
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风电塔筒增加散热轴流风机技改对改善变频器环境温度的分析
风电塔筒增加散热轴流风机技改对改善变频器环境温度的分析摘要：安装在风电机组塔筒底部的变频器作为风电机组的重要部件之一，它的正常运行直接决定风电机组是否能正常运行。
塔筒底部相对与变频器来说是一个相对封闭的空间，在变频器运行的时候会产生大量的热量，因此塔筒底部良好的通风散热性能对变频器来说十分重要。
本文结合变频器热损耗、通风量和工作环境工况提出六种通风散热改造方案，利用流体力学分析软件FLUENT和前处理软件Gambit软件建立计算模型进行模拟计算，得出在塔筒平台下方通风口增设轴流风机的最优方案，使变频器环境温度有效降低，大幅提高了变频器运行稳定性。
关键词：变频器；功率模块；散热改造；风冷变频器。
一、塔筒散热通风情况存在的隐患与不足风电变频器内部为大功率的电子原件，极易收到工作温度影响，产品一般要求为0-55℃，但为了保证工作安全、可靠，使用前应考虑留有余地，最好控制在40℃以下，四川南部某风电场位于干热河谷地带，夏季日照强烈，环境温度高，每年4、5月份环境温度达到38度以上，由于塔筒通风散热效果不足，造成变频器运行产生的大量热量使无法扩散，使风机满负荷运行期间频繁出现降功率运行甚至故障停机，造成不必要的电量和备件损失。
1.1因塔筒通风量不足造成机舱舱内温度过高，加速机舱电气设备老化，电气设备故障频发；1.2 变频器运行环境温度过高，导致变频器功率模块频繁烧毁；1.3 每年4、5月份大风天气时段变频器运行环境温度过高（变频器环境温度45℃以上每升高1度降2%功率，50℃停机）导致降功率运行或停机。
二、原设计采取的措施和不足2.1使变频器环境温度平均温升达到18℃，变频器环境温度超过设定运行温度范围限值降功率运行或停机（变频器环境温度45℃以上每升高1度降2%功率，50℃停机），同时过高的环境温度使频繁烧毁功率模块。
2.2 造成风机舱内平均温升达到12℃，机舱电气设备故障频发；三、塔筒散热改造方案的确认3.1对塔筒底部散热统计分析计算采用数值模拟方法进行，采用计算流体力学分析软件FLUENT完成，前处理软件采用Gambit。
风电塔筒制作过程中质量控制关键点及要求
风电塔筒制作过程中质量控制关键点及要求摘要：风电塔筒为连接机头与地基的筒形结构，主要用来支撑风力发电机组、吸纳机组振动，起到避雷减震的作用。
风电塔筒的制造质量与机组的运行安全有着密切关系，所以控制好风电塔筒质量有着积极意义。
本文主要研究了风电塔筒的具体制作方案，对风电塔筒制作质量的管控细节进行思考，从而更好地保障风电塔筒的制作质量。
关键词：风电塔筒；制作；质量控制；关键点前言：随着全球气候的不断变暖，低碳经济已逐渐成为全球关注的热点。
风能作为一种清洁的可再生能源，逐渐受到全球的的青睐。
而风力发电可以有效缓解环境污染等方面的问题，使得世界各国特别是发达国家的高度重视。
风电机组塔筒作为风电机组中重要的设备设施，在风力发电中起到非常重要的作用。
近期，随着风力发电的广泛使用，风电塔筒的制作过程及相关技术应该越来越受到重视，只有风电塔筒的制作过程把控好质量、把控好施工的技术，这才能让风电机组的质量得到保障，才能更有效提升风力发电的技术水平。
1风电机组塔筒制作过程1.1材料准备及检验法兰、钢板这两种制作材料是风电塔筒的主要制作材料，而材料的质量就会直接关系到塔筒本身的质量，因此，对于塔筒的制作材料在进厂后需要对其的表面外观尺寸以及厚度等各个方面进行验收。
需要特别注意的是需要对外观、尺寸及厚度等这几个方面进行特别严格的核查。
在这几个方面验收合格后还需要按照货物总数量的10%进行100%UT的复验，质量需要达到JB/T4730.3-2005II级别的要求。
环锻法兰外形的尺寸在验收合格之后，还需按照总数量的10％进行UT和MT的抽样检查。
其中的UT要满足JB/T4730.3I级别标准要求。
都需要使其质量满足实际需求。
1.2钢板下料钢板下料主要采用的是数控切割机下料。
在操作下料之前需要根据工艺进行数据控制编程，在保证校核检验无误的情况之后才可进行钢板下料的操作，在完成下料以后需要严格标识钢板瓦片的编号、方向、方位等方面的数据。
预制风电混凝土塔筒领域技术研究报告
预制风电混凝土塔筒产业领域技术研究报告一、风电混凝土塔筒产业领域概况根据全球风能理事会（GWEC）统计，2013年全球风电装机新增35.467GW，2022年全球风电新增达到77.6GW，其中陆上风电装机68.8GW，到2050年，年新增市场达到208GW，累计市场容量达5,806GW。
我国风电场建设始于20世纪80年代，在其后的十余年中，经历了初期示范阶段和产业化建立阶段，装机容量平稳、缓慢增长。
自2003年起，随着国家发改委首期风电特许权项目的招标，风电场建设进入规模化及国产化阶段，装机容量迅速增长。
特别是2006年开始，连续四年装机容量翻番，形成了爆发式的增长，风电累计装机容量占全球比重从2000年的约2%增长至2019年的约36%，远超过全球平均水平，已成为全球风力发电规模最大、发展最快的市场。
据GWEC估计，2022—2027年中国新增风电装机量占全球新增风电装机量的比重将始终保持在40%以上，到2026年中国风电年新增装机将超过60GW，其中陆上风电超过50GW。
前瞻预计，2027年中国风电新增装机规模进一步提高至66GW左右，2023—2027年新增装机容量复合增速约5.64%。
苏州混凝土水泥制品研究院有限公司2016开始依托《预制拼装式混凝土风电塔架工程化关键技术研究开发》项目开展预制混凝土风电塔筒相关研究，目前已完成C80、C95级超早强自密实风电塔筒管片制备成套技术研究、超高性能混凝土（C150级）风电塔筒管片制备成套技术研究、C80、C95级超早强自密实风电塔筒管片拼装用水泥基预混料成套技术研究，依托公司研发技术，建成140 m～170 m 级混凝土塔筒40套以上，累计混凝土用量超30000 m³。
2023年10月公司研发的采用超高性能混凝土（UHPC）技术生产的风电塔筒，成功应用于“风领新能源180米风机-涟水巨石风电项目”。
这是全球范围内UHPC150塔筒首次投入工程化应用，实现了我国风电行业在风机塔筒稳定性和安全性设计上的又一次飞跃。
mw风力发电机组设计-总体设计
输电系统设计
根据风力发电机组的分布 和电力需求，设计合理的 输电系统，确保电力的高 效传输。
控制系统设计
建立完善的控制系统，实 现对风力发电机组的远程 监控和自动控制，提高运 行效率。
维护设施设计
合理规划维护设施，如机 道路、维修车间等，确保 风力发电机组的维护和检 修方便快捷。
05
总体设计的优化与改进建议
采用传感器和远程监控技术，实时监测机组运行状态， 及时发现并处理故障，提高机组可靠性。
感谢观看
THANKS
总体设计是MW风力发电机组设计的关键环节，它决定了整个机组的性能、可 靠性、成本和生产周期。一个优秀的总体设计方案能够提高风能利用率、降低 机组重量、减少维护成本，从而提升机组的整体经济效益。
总体设计的原则与目标
原则
总体设计应遵循结构简单、性能稳定、成本低廉、易于维护等原则。同时，要充 分考虑风能资源的特性、环境条件、载荷条件等因素，确保机组的安全性和可靠 性。
MW风力发电机组设 计-总体设计
• 风力发电机组概述 • 总体设计概述 • 风能资源评估 • 风力发电机组选型与布置 • 总体设计的优化与改进建议
目录
01
风力发电机组概述
风力发电机组简介
01
风力发电机组是一种将风能转化 为电能的装置，主要由风轮、发 电机、塔筒等部分组成。
02
风能是一种清洁、可再生的能源 ，风力发电机组在实现能源转换 的同时，也有助于减少对化石能 源的依赖和环境污染。
模块化设计
将机组划分为多个模块，便于生产 和维护，降低制造成本。
优化维护策略
制定合理的维护计划，延长机组使 用寿命，降低维修成本。
提高机组可靠性的设计优化
增强结构强度
探讨风电塔筒制造技术及质量控制要求
探讨风电塔筒制造技术及质量控制要求摘要：在风力发电机组运行过程中，风电塔筒就是风力发电的塔杆，主要功能就是支撑风力发电机组，吸收风电机组的振动。
在风电机组运行中，塔筒的制作质量关系着生产安全，笔者结合多年工作经验，阐述风电塔筒制造技术，并深入分析质量控制要求，以期为相关人员提供借鉴与参考。
关键词：风电塔筒；制造技术；质量控制1 塔筒制造流程一般而言，风电塔筒的制作流程主要有钢板下料、卷板校圆、纵缝焊接、法兰拼装及焊接、环缝焊接、大节拼装及焊接、附件拼装及焊接、塔筒防腐、内饰件安装、包装以及装车运输等。
在制作流程中，必须对焊接操作进行质量控制，针对焊接处的焊缝进行探伤检测。
2 塔筒制造方案2.1 材料准备及检验对于钢板、法兰等原材料，在入库前要对其尺寸、厚度、外形等进行检验，检验其是否达标。
在初次检验合格后，还要抽取10%的钢板对其外形、尺寸进行超声波复检，质量达到所要求的标准方可入库。
而环锻法兰在初次检验合格后也要抽取10%进行超声波以及磁粉检测，确保两种检测方法下均符合要求，便可入库。
2.2 钢板下料一般情况下，钢板的下料过程要采用数控切割机进行操作。
操作前，要严格按照工艺的具体难度进行数控编程，并调试无误后才可进行下料工作。
在完成下料操作后，还要对钢板瓦片的方向、顺序等进行标记，同时还要对钢板号、瓦片编号等进行标记。
对于钢板的切割尺寸，其长度偏差要求在上下2mm以内，钢板宽度的误差要不超过2mm，对角线的误差不超过3mm。
对零件的环缝、纵缝的坡口等进行处理时，务必要严格按照工艺要求，且要将坡口及以其为中心的30mm范围打磨光滑。
2.3 卷板及校园在进行卷板操作时，要用长度为 1.2m的样板进行辅助控制，将样板与同体间的缝隙严格控制在2mm以内。
在完成卷板后，还要用气保焊对卷板与筒体坡口进行进一步的加固。
纵缝要求筒体间对接的间隙范围不超过2mm，错边量不超过3mm。
2.4 纵缝焊接在进行焊接时，要先焊接内缝，完成后再将背缝及其周围做彻底的清理，使其露出焊缝坡口的金属，然后再将其焊接起来。