2023年10月24日，上海風(fēng)領(lǐng)新能源有限公司180米風(fēng)機-漣水巨石風(fēng)電項目完成首座風(fēng)機安裝工作。漣水巨石風(fēng)電項目是全球第一個(gè)大規模采用UHPC150材料的風(fēng)電混塔項目。2024年12月29日，該項目的科技成果“超高性能混凝土陸上風(fēng)電體內預應力混合塔筒體系”通過(guò)了中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì )科技成果評價(jià)。
UHPC材料在風(fēng)電混塔結構領(lǐng)域的創(chuàng )新應用
隨著(zhù)全球對可再生能源需求的不斷增長(cháng)，風(fēng)電作為重要的清潔能源之一，具備環(huán)?？稍偕?、成本低且規模效益顯著(zhù)等優(yōu)勢，在全世界的發(fā)展日益受到重視。隨著(zhù)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量快速發(fā)展，大兆瓦級、長(cháng)葉片、高輪轂風(fēng)電機組成為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大趨勢。在風(fēng)力發(fā)電機組中，風(fēng)電塔筒是其重要組成部分，必須具備足夠的承載能力、剛度和穩定性。當前，在100~140米輪轂高度范圍內，市場(chǎng)上缺乏適配5MW以上、兼顧安全性和經(jīng)濟性的風(fēng)電塔架技術(shù)方案，風(fēng)電鋼塔成本高、在滿(mǎn)足經(jīng)濟性時(shí)其安全性顯著(zhù)降低，難以實(shí)現市場(chǎng)應用；全混凝土塔架和混合塔架難以滿(mǎn)足主機頻率的相關(guān)要求。在風(fēng)電主機的功率不斷增加的同時(shí)，風(fēng)電機組的最高輪轂高度逐步提升到185米，對塔筒在有限尺寸以?xún)鹊某休d能力、剛度和穩定性提出了更高的要求。本項目研發(fā)了適用于100米以上超高性能混凝土陸上風(fēng)電塔筒的體內預應力成套技術(shù)體系，其中120米至180米級塔筒已經(jīng)成功應用于實(shí)際風(fēng)電項目，未來(lái)還可擴展至 180 米級以上風(fēng)電項目，覆蓋了風(fēng)電塔架高度應用的全范圍。該體系既可以應用于大型風(fēng)電基地項目，比如三北地區100米~140米高度范圍的大基地項目；也可以應用于中東南部地區150m及以上分散式項目，在高切變風(fēng)速地區和低風(fēng)速高塔架場(chǎng)景的運用具備明顯優(yōu)勢。
UHPC的大規模、低成本、高效應用
本項目的一大亮點(diǎn)是全球首個(gè)大規模、低成本、高效應用UHPC的風(fēng)電混塔。為了降低UHPC的生產(chǎn)成本并拓寬UHPC的應用領(lǐng)域，研發(fā)團隊采用了地方上出產(chǎn)的機制砂，大大降低了原料成本。在設計與制備UHPC的過(guò)程中，研發(fā)團隊研發(fā)了一款專(zhuān)業(yè)軟件，用以快速優(yōu)化機制砂的顆粒級配和形貌參數，確保達到最緊密堆積的理論效果。此外，研發(fā)團隊還提出了創(chuàng )新的UHPC密實(shí)優(yōu)化設計方法，它融合了干堆積與自由水濕堆積技術(shù)，顯著(zhù)縮短了不同項目的配合比設計周期。在UHPC的制備工藝上，研發(fā)團隊成功攻克了超細粉料輸送和鋼纖維均勻分散等技術(shù)難題，使得大規模、低成本、高效制備超高性能混凝土成為可能。
未來(lái)復雜應用場(chǎng)景下的混塔技術(shù)
通過(guò)本項目研發(fā)，完成了未來(lái)復雜應用場(chǎng)景下的混塔技術(shù)儲備。未來(lái)風(fēng)電塔筒的必將朝著(zhù)輪轂高度更高、結構更加輕質(zhì)高強耐久等方面發(fā)展；要求混塔的生產(chǎn)制造性能更高、生產(chǎn)成本更低；隨著(zhù)海上風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的推進(jìn)，塔筒的施工環(huán)境和工作環(huán)境也會(huì )變得更加復雜惡劣。為此，研發(fā)團隊開(kāi)發(fā)了分段式體內預應力體系，設計并采用了分段式體內有粘結預應力體系，提高了塔架的整體性和安全性。這一創(chuàng )新設計增強了塔筒的穩定性，使其能夠應對各種嚴峻的環(huán)境條件，并且完全免維護。為了確保吊裝過(guò)程的靈活性和安全性，研發(fā)團隊采用了新型塔吊技術(shù)，其具備自立和扶壁的能力。這種吊裝方法不僅更加安全，還可隨塔筒同時(shí)升高，不受起吊高度及重量限制。
本項目的突破不僅為進(jìn)一步提升陸上風(fēng)電輪轂高度和能源利用效率奠定了堅實(shí)基礎，也為拓展風(fēng)電場(chǎng)建設區域及推動(dòng)海上風(fēng)電發(fā)展提供了重要支撐。風(fēng)領(lǐng)新能源將繼續引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)變革，助力全球清潔能源事業(yè)的發(fā)展。
來(lái)源：中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì )
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