鋼混塔，可靠好選擇

　　通過為機組配置更高的塔架，提升高風(fēng)切變地區(qū)的發(fā)電量，逐漸成為行業(yè)共識。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，顯然是個好選擇。
　　
　　2016年年末，金風(fēng)科技收到了一封來自江蘇臨海風(fēng)力發(fā)電有限公司的表揚信。信里這樣寫到：“國信臨海風(fēng)電二期從2016年3月底線路上電，4月底全場機組進入240試運行。機組自投入運行以來，運行總體情況良好。特別是發(fā)電量方面，截止11月底，已比計劃多出672.34萬kWh，月發(fā)電利用小時在全省對標中數(shù)次名列前茅。”
　　
　　據(jù)悉，國信臨海風(fēng)電二期項目采用了50臺金風(fēng)科技115/2000kW機組，并為部分機組配置了高度為100米的鋼混塔。因此，從這封表揚信中，不僅能夠看出該項目運行情況遠超業(yè)主預(yù)期，且足以證明鋼混塔在項目實際運行中的良好表現(xiàn)。
　　
　　那么，鋼混塔架作為國內(nèi)風(fēng)電市場上的“高”技術(shù)和“熱”技術(shù)，是怎樣助機組“一臂之力”的？ 　　 　　
　　高可靠性是優(yōu)勢
　　
　　隨著棄風(fēng)限電問題的日益嚴重，國家風(fēng)電開發(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“百萬雄師過大江”之勢。然而，這些地區(qū)的風(fēng)資源條件相對較差，那么通過增加風(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于40層樓，140米鋼混塔架的高度則達到了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)電開發(fā)條件的項目，也能“算得過來賬”。 　　 　　
　　但你知道嗎，鋼混塔技術(shù)其實并不“新”。在歐美國家，其已經(jīng)應(yīng)用很久，安裝這類塔架的機組，多達上萬臺。按一位塔架專家的話說，“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，但其實鋼混塔在高塔架市場中所占份額高達80%。”
　　
　　你一定會問，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，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。相對于柔塔而言，鋼混塔自有振動頻率更高，剛度和強度與傳統(tǒng)塔架相比基本無異。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)塔架沒有實質(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，對于柔性塔架來說，從葉輪起轉(zhuǎn)到葉輪達到額定轉(zhuǎn)速期間，會在某個轉(zhuǎn)速點上與葉輪出現(xiàn)共振。為了穿越那個共振點，減小擺動，需要對機組的控制策略進行改動，這就存在一個設(shè)計經(jīng)驗和技術(shù)先進性的問題，從而關(guān)乎到整個機組的可靠性。
　　
　　而鋼混塔不需要對控制策略進行任何改變，因為它的物理特性，就已經(jīng)決定了安裝鋼混塔的機組，與安裝傳統(tǒng)全鋼塔架的機組，在可靠性上沒有差別。
　　
　　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，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，因此具有很強的防水性能。在實際應(yīng)用的案例中，如大唐龍感湖項目，在2016年曾受到洪水侵害，正是由于使用了鋼混塔，機組在洪水期間都沒停止發(fā)電。 　　 　　
　　工期長只是傳說
　　
　　據(jù)了解，由于我國應(yīng)用較早的鋼混塔項目，采用了現(xiàn)澆式施工方案，所以有不少參觀過項目建設(shè)的同行認為，鋼混塔項目建設(shè)工期較長，體驗確實不爽。但事實上，目前國內(nèi)唯一有批量鋼混塔安裝的整機商——金風(fēng)科技，早已通過采用預(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行了對比。
　　
　　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)場實際情況略有差異）。在基礎(chǔ)混凝土澆筑完成后，需要等待28天，機組吊裝時間2-3天。因此，傳統(tǒng)鋼塔機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天時間里，由于預(yù)制混凝土段的生產(chǎn)不用在現(xiàn)場進行，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天過后，再用2-3天，吊裝上面的鋼結(jié)構(gòu)段和機組。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)可以通過標準化固定工廠或移動工廠提前完成，不僅不會增加機位點的征地面積，而且不會影響項目整體施工進度。
　　
　　因此，你已經(jīng)可以相信，鋼混塔需要更久的安裝周期，只是個傳說。 　　 　　
　　這項技術(shù)哪家強
　　
　　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。有一些整機商，大部分機組都安裝的是鋼混塔。但在國內(nèi)，目前只有金風(fēng)科技的鋼混塔有批量裝機，同時，金風(fēng)科技也是最早在國內(nèi)研發(fā)鋼混塔的企業(yè)。
　　
　　據(jù)悉，金風(fēng)科技的第一臺現(xiàn)澆式鋼混塔樣機，于2013年在達坂城并網(wǎng)，第一臺預(yù)制式鋼混塔樣機，于2015年并網(wǎng)。2015年至2016年期間，金風(fēng)科技開始批量應(yīng)用鋼混塔產(chǎn)品，在手訂單不斷增長。
　　
　　然而，金風(fēng)科技最初對鋼混塔的開發(fā)之路，也并不順利。金風(fēng)科技最初也希望從國外引進這項技術(shù)，但沒有實現(xiàn)，最終還是選擇了自主研發(fā)，取得了成功。沒有從國外引進鋼混塔技術(shù)的原因，一方面是國外掌握技術(shù)的公司漫天要價，更重要的是，從國外引進的鋼混塔技術(shù)，到國內(nèi)極易遇到水土不服的情況。
　　
　　據(jù)一位產(chǎn)品經(jīng)理所言，一方面是國外的標準與國內(nèi)相差甚遠，例如在抗震等級上，鋼筋標號的匹配上等。這使采用國外技術(shù)標準所進行的設(shè)計，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)科技決定進行自主研發(fā)，根據(jù)中國國情，使用中國標準，設(shè)計中國產(chǎn)品，應(yīng)用中國市場。
　　
　　通過不斷努力，金風(fēng)科技在一系列鋼混塔技術(shù)上達到了頂尖水平。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)計上，達到了國際領(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)計上，達到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)解決千萬次超高疲勞周期級別上，達到了國內(nèi)領(lǐng)先設(shè)計水平。
　　
　　上述的三項“領(lǐng)先”，第一個是通過豎向預(yù)應(yīng)力的高精尖設(shè)計，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；第二個是突破了我國建筑行業(yè)對高塔這樣結(jié)構(gòu)的超大彎矩設(shè)計能力，實現(xiàn)了風(fēng)機在空中進行捕風(fēng)發(fā)電時，混凝土結(jié)構(gòu)承載超大彎矩的能力；第三個是超越混凝土行業(yè)對于高層建筑疲勞周期達到200萬次的標準，通過先進的設(shè)計，將鋼混塔的疲勞周期級別提升至千萬次水平，適應(yīng)風(fēng)電機組在整個生命周期中的需要。
　　
　　除此之外，金風(fēng)科技還通過應(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，以及一系列可移動工裝設(shè)備和專用吊具等。
　　
　　可以說，鋼混塔看上去簡約并不簡單，用上去堅固且可靠。而據(jù)最新消息，搭載100米和120鋼混塔的金風(fēng)科技GW2.XMW機型，目前已經(jīng)取得了鑒衡設(shè)計評估認證證書，為業(yè)主提供了更多選擇。