風領取得“120米至180米級超高性能混凝土陸上風電體內(nèi)預應力混合塔筒體系”科技成果鑒定證書

近日，上海風領新能源聯(lián)合蘇州混凝土水泥制品研究院有限公司、深圳國金電力新能設計院有限公司，共同完成的“120米至180米級超高性能混凝土陸上風電體內(nèi)預應力混合塔筒體系”科技成果通過了中國混凝土與水泥制品協(xié)會的權(quán)威鑒定。

隨著風電產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量快速發(fā)展，大兆瓦級、長葉片、高輪轂風電機組成為風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大趨勢，鋼混組合塔架成為了風電塔架更具經(jīng)濟性和安全性的選擇。本項目將UHPC應用于塔架制造，結(jié)合預應力體系，設計完成了UHPC預應力混合塔筒體系。本項目的主要研究內(nèi)容如下：

（一）基于UHPC的預應力混塔產(chǎn)品設計塔架結(jié)構(gòu)的設計需避開葉片的旋轉(zhuǎn)頻率和葉片的通過頻率，以常用的三葉片機組為例，即機組整體的固有頻率應避開1P和3P，并保有一定的冗余度。通過調(diào)節(jié)UHPC直段標準模塊管片數(shù)量，開發(fā)了滿足每分鐘5~10轉(zhuǎn)、頻率控制在0.17-0.24Hz區(qū)間三葉片風電機組需求的120米至180米級全高度內(nèi)置UHPC風電塔筒，形成了設計、生產(chǎn)、施工的成套關鍵技術。

（二）基于粒形控制的UHPC質(zhì)量控制技術

基于數(shù)字圖像技術，建立了機制砂三維顆粒形貌計算模型，提出了機制砂粒形的評價方法，探究了粒形對骨料體系密實性和UHPC工作、力學性能的影響規(guī)律，提出了適用于UHPC的骨料顆粒粒形指標。基于MAA模型開發(fā)了骨料顆粒級配優(yōu)化技術，實現(xiàn)了不同粒度范圃顆粒合理的密實堆積；開發(fā)了骨料粒形測試軟件和級配優(yōu)化軟件。基于顆粒緊密堆積理論，結(jié)合機制砂關鍵參數(shù)，實現(xiàn)了機制砂UHPC最大密實體系設計。開發(fā)了超細粉體輸送裝備，實現(xiàn)了超高性能混凝土在風電混塔上的規(guī)?；瘧?。

（三）基于通用型整環(huán)立模的管片生產(chǎn)技術與臥模相比，立模設計占地面積較小，對生產(chǎn)場地的空間需求和地面硬化程度要求顯著降低，可更好適應不同地形地貌的生產(chǎn)。整環(huán)立模體系具有較高的可靠性，往復誤差小，確保了生產(chǎn)管片的質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性。立模設計具有更高的剛度和穩(wěn)定性，使用壽命長，可長周期反復使用。整環(huán)預制可以有效控制管片的拼裝精度，減少拼裝誤差，為后續(xù)的安裝和交付提供了堅實保障。通過在管節(jié)豎縫處增加端模，既可以實現(xiàn)通過濕拼接的C型管節(jié)的生產(chǎn)，又兼容O型管節(jié)的生產(chǎn)。

（四）分段式預應力張拉工藝主機功率及葉片長度增加，使得塔架輪轂高度攀升，高塔架安裝工藝成為其向高處發(fā)展的制約因素。附著式塔式起重機在工民建超高層與橋梁橋墩領域應用成熟，應用于高塔架將是趨勢，研發(fā)適配的高塔架結(jié)構(gòu)至關重要。經(jīng)測算，附著式塔式起重機施工階段對塔架附著力遠小于風機運行荷載，預應力施工后的塔架具備塔吊附著承載能力。傳統(tǒng)一次張拉預應力混塔結(jié)構(gòu)，需完成預應力張拉才具承載能力，在預應力施工前不滿足塔吊附著條件，且隨混塔高度增加，無法為安裝階段提供附著功能，因此分段張拉預應力是高塔架附著安裝的關鍵。

基于分段張拉塔架結(jié)構(gòu)，項目研發(fā)了分段式預應力張拉工藝，既能滿足風機運行承載需求，又兼顧塔吊附著功能，借助塔吊附著可突破吊裝能力與安裝高度的限制，確保安裝工藝可行。此外，與傳統(tǒng)履帶吊或自立式塔吊相比，能大幅降低塔吊造價與塔架安裝費用。

項目已獲授權(quán)發(fā)明專利8項、實用新型專利15項，參編標準3項，發(fā)表論文3篇，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成套關鍵技術體系。成果在訥河市東慶100MW風電項目、巨石漣水風電項目等工程中得到應用，取得了顯著的社會和經(jīng)濟效益。

在項目現(xiàn)場考察過程中，專家團隊對上海風領的生產(chǎn)基地、生產(chǎn)流程和成果進行了詳細審查，充分肯定了項目的技術創(chuàng)新與實際應用價值。項目不僅解決了陸上風電塔筒建設中頻率控制、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等技術難題，還通過模塊化設計和智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)（MES）的運用，實現(xiàn)了高效生產(chǎn)和質(zhì)量控制，推動了行業(yè)技術升級。

作為本項目的主要承擔單位，上海風領新能源長期致力于風電領域的技術創(chuàng)新。聯(lián)席總裁申超表示，此次科技成果鑒定的通過，是公司在探索綠色能源發(fā)展道路上的又一重要里程碑。未來，上海風領將繼續(xù)堅持技術引領，為風電行業(yè)提供更多優(yōu)質(zhì)解決方案，助力實現(xiàn)“雙碳”目標，為全球能源轉(zhuǎn)型貢獻力量。