张峰浩
中国电建集团核电工程有限公司
摘要:风力发电设备的大力发展推动了国家经济高度的上升，是国家经济发展中不可缺少的力量。国家大力推动风力发电设施是为了让供电方式更加环保。但随着风力产能的不断上升，风电机组在使用的过程中所耗费的容量也在逐渐上升，低风速已经不能够满足风机的正常工作，这就要将支撑所需的塔筒进行相应的增加，让风机得到的风速比原基础的风速更大。本文主要将风机钢塔筒与钢混塔筒的实用性进行分析。
关键词：风机；钢塔筒；钢混塔筒；实用价值
一、引言
随着弃风限电问题的日益严重，国家风电开发战略及政策由此前的“三北”地区为主，逐渐转向中东部、东南部及西南部地区，形成所谓“百万雄师过大江”之势。然而，这些地区的风资源条件相对较差，那么通过增加风电塔架高度，将轮毂托举在风速更高的空中，成为提高低风速地区发电量及收益的一个好选择，那么在建设风机的时候，选择钢塔与钢混塔哪一个更好呢？针对这一问题进行有效地分析、对比，找到两者存在着的优缺点，使得风机能够更好地进行建设。
二、钢塔筒风机的简述
虽然钢塔筒风机在一定程度上缓解了风机的低风速现象，但因轮毂托举高度的增加，不仅建设所需要耗费更多的材料，施工的时间也需要耗费很长的时间，所需要的施工人员也是较多的，而且柔性塔筒对控制系统要求极高，共振风险大；钢塔筒阻尼小，不易抑制振动，这也会使得风机在建设的过程中投入到更多的成本，浪费资源的现象逐渐出现，全钢塔筒风机的不足之处也在逐渐被暴露。
三、钢混塔筒风机的简述
钢混塔的风机由钢与混凝土塔筒构成，以下对钢混塔筒进行了分析。
（一）钢混塔筒的结构
（1）混凝土塔筒的主体结构
钢混塔筒轮毅的高度一般为100-160m，风机的功率大约在2.0~5.0MW之间，托举轮毂的高度，能够对风力进行有效地阻挡。下图为钢混塔筒的主体结构，上部以钢段、轮毅构成；下部为预制混凝土管片。以3MW钢混塔筒为例，轮毅的高度为140m；C80混凝土用量约为89m3；所需要的HRB400E钢筋用量约为68.5t；钢绞线约需32t。
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（2）钢混塔筒-预应力薄壁混凝土结构
预应力薄壁混凝土结构外形呈环状，在结构上将使用C型/O型管片，该高度为4m；宽度为3.3～7.8m；壁厚仅220mm，在投入使用中所花费的材料很少；后张预应力钢绞线，保证结构的刚度以及稳定性；附件的安装能够完全在地面安装，提高了管片吊装的效率。
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（二）钢混塔筒的优势
（1）可靠性很高
钢混塔架作为一种高塔架，钢混塔架的高度相当于40层楼120米的高度，其中140米的钢混塔架的高度甚至达到了46层楼的高度。东北、山东、江苏等地因风速低而使得以上地区的风电项目受到了一定的阻碍，但钢混塔架的应用，使得风速偏低的地区的风电项目得到缓解。
虽然高塔搭建的材料选择的范围很广，但钢混塔在市场中占据着很大的地位，被普遍运用于高塔的塔建中。钢混塔的搭建方便了风机的建设，这也使得在对钢混塔进行安装的过程中不需要花费过多的材料，在一定成节省了相应的成本，加上钢混塔架不需要太多的变动，使得钢混塔基具有较高的可靠性，能够适应情况复杂的地区。
（2）防水性很强
由于钢混塔在建设的过程中会使用到混凝土结构，这也会使得钢混塔在面对雨天的时候会具有很强的防水作用，能够将雨水进行隔离，这也保障了风机的安全性，使得风机能够进行正常工作。
（3）建设时间短
我国在接触钢混塔项目的时候，使用的建设方案都是现浇式的，这也让很多同行误以为钢混塔在建设的过程中需要耗费很多的时间成本，建设的效果并不能够达到理想中的状态。但在实际建设中，随着施工技术的日益成熟，钢混塔项目中的混凝土塔筒均为预制式，所消耗的时间很短，为工程建设节省了很大的时间。
传统钢塔的建设与预制式钢混塔的安装施工工期有着明显的差距，两者的对比情况如下：
①传统钢塔的基础施工需要大约12天的时间，施工的时间会依据实际情况而进行变化。当基础混凝土进行浇筑结束后，将需要28天的等待期，机组吊装需要花费2-3天的时间。所以，传统钢塔机组所需要安装的时间约为43天。②预制式钢混塔的基础施工需要花费12天的时间。当基础混凝土在浇筑结束后，在经历过基础固化的28天时间后，由于预制混凝土段的生产无需在现场进行施工，在剩下的28天时间里花上2-3天的时间对钢结构段与机组进行吊装。
两者在进行对比后可以知道，钢混塔在安装的过程中所需要花费的时间较短。
四、分析结果
在实际应用中，钢混塔筒风机的建设不仅能够缓解风资源不足地区的风电项目建设，为地区的生产带来了一定的效果，更加适合情况复杂的地区，而且钢混塔架塔底的空间很足，塔简内部能够接受箱变的进入，这有利于风力的引入，提高了风机的安全性，而且能够让钢混塔结构被长期使用，具有很高的应用价值，使得项目施工能够按期进行。
参考文献
[1]刘喜珠,刘志峰.《海上风电塔架-筒型基础结构流激振动响应分析[J]》水利科技与经济,2013,19(07):8-10。
[2]徐目华《预制钢混塔架新型模板受力性能分析及设计优化[J]》冶金管理2020(15):115-116。
[3]杨娜《创新塔架引领风电未来[N]》中国电力报,2016-08-06(007)。
作者简介：姓名张峰浩（出生年份—1991），性别男，民族?汉，籍贯?山东?济南，职务/职称?助理工程师，学历?本科，单位??中国电建集团核电工程有限公司，研究方向??新能源风力发电基础设施建设。