风力发电机组采用圆筒塔与格构式塔架的综合管理经济效益分析.pdf

风力发电机组采用圆筒塔与格构式塔架的综合管理经济效益分析 曾 铎 江西省建筑设计研究总院， 江西 南昌 摘 要： 为了能客观、 真实的评定风力发电机组采用圆筒塔和格构式塔架两种结 构形式塔架的各自特点， 通过对两种结构形式塔架分别进行制作工艺、 运输过程、 施工工艺等方面综合经济效益的对比分析， 得出两种塔架结 构的优缺点， 为塔架的选型及设计提供一些合理、 科学的建议。 关键词： 圆筒塔 格构式塔架 制作工艺 施工工艺 综合经济效益分析 自 年以来， 风力发电机单机发电能力提高 倍， 相应风电 机组塔架的高度也从最初的 米左右达到现在的 米 ， 。 目前， 在国内外， 风电机组塔架多为圆筒结构， 圆筒结构具有结构简单、 美观， 各方向具有相同的强度、 刚度、 稳定性， 塔架直径从上到下变化缓 慢、 叶片与塔身的距离从上到下相差不大， 运行维护方便等优点， 便于 做整体防蚀处理， 投入运行后便于日常维护管理 ， 。但是也有钢材 消费量大、 运输难度大、 安装场地要求高、 塔筒安装和转运需要大型设 备、 塔架整体刚度小等明显缺点。然而格构式塔架可以克服圆筒式铁 塔造价高、 运输难度大、 塔架整体刚度小的缺点。特别是对山地风场来 讲， 塔筒运输是风场建设过程中最艰难的工作之一， 运输大型塔筒存在 隧道及桥涵洞口的高度不够的难题； 存在大型塔筒运输道路建造对山 体植被破坏的难题； 存在塔筒基础土石方开挖量大的难题。为此， 文中 通过对圆筒塔和格构式塔架分别进行制作工艺、 运输工程、 施工工艺方 面的综合经济效益的对比分析， 得出两种塔架的优缺点， 为塔架的选型 及设计提供一些合理、 科学的建议。 综合管理对比分析 制作工艺对比分析 圆筒式塔架的加工制作， 一般在大型钢结构厂房中完成， 一般需经 过以下几种工序： 材料数控切割、 卷板机加工成形、 筒节组对、 焊接、 检 测等工序。圆筒式塔架由于其体积较大， 每一工序几乎都涉及到一些 大型、 专业的设备和吊车辅助加工， 对加工设备的投资较大 ， 如图 所示。 图 塔筒制作图 相比之下， 格构式塔架 的制作工艺优势十分突出， 由于整个设计过程中所采 用的材料大都是圆钢管， 可 以依照图纸， 直接与钢管厂 家订购所需钢管型号， 在钢 结构的厂房中仅需将钢管 按图纸进行下料， 许多拼装 过程可以在安装现场完成。 因此， 格构式塔架相对圆筒 式塔架而言， 在塔架制作加工过程中需要的大型设备较少， 钢管材可以 直接在市场上购买， 具有一定的优势。 运输过程对比分析 实际工程中， 风力发电机的装机现场与塔架的生产车间往往相距 很远， 塔架的远距离运输问题不容忽视， 这也是完成风电机组装机的必 备环节。与此同时， 随着塔架高度的增加， 运输费用在建造成本中所占 的比例也越来越高。所以本节将针对两种结构形式塔架的运输过程可 行性及运输成本进行对比分析。对于圆筒式塔架的运输， 根据其外形 尺寸， 并结合交通部下发的 大件运输管理办法 中对大型物件分级标 准的规定进行分析， 本设计中的圆筒式塔架在实际运输中属于二级大 型构件， 运输过程中对公路路宽、 桥高、 拐弯半径空间等均有特殊要求。 由于运输中的诸多限制， 导致塔筒运输前期的工作复杂且重要， 如前期 的沟通、 协商、 勘测、 设计、 施工等， 同时也造成运输成本难以控制。同 时也正是因为这些原因， 导致了一部分风能资源丰富的风场， 由于塔筒 运输困难， 未能得到大范围的开发， 如图 所示。随着圆筒式塔架高度 的增加， 这一现象还将更加明显， 主要是由于公路运输限高 造 成。 图 塔筒上山运输图 对山区风场而言， 塔筒 运输上山是最为艰难的一 件工作， 上山道路要求宽， 转弯半径要求大， 运输塔筒 道路的建造对山体环境的 破坏较大； 相比之下， 对于 格构式塔架构件的运输属 于一般运输， 运输工具选择 灵活； 格构式塔架构件的运 输对道路的要求低。 根据上述两种塔架在 运输过程中的对比分析可知， 圆筒式塔架在运输中， 易受运输条件限 制， 所以需要在运输前期投入很大的精力， 导致运输成本的提高难以控 制。而格构式塔架的构件运输， 均属于一般运输， 运输中不必考虑交通 方面的限定， 而且由于运输工具的选择灵活， 相对运输圆筒型塔筒的大 型运输工具， 格构式塔架的运输条件相对低一些， 同时也扩大了风场的 建造范围和风力发电塔的高度。圆筒式塔架与格构式塔架运输对比， 如表 所示。 表 圆筒式塔架与三角式塔架运输对比 类型圆筒塔 格构塔 单根运输长度 转弯半径 运输车长度 车宽 路宽 塔架施工过程对比分析 圆筒式塔架的施工过程， 首先是对基础进行检查， 验收合格后， 在 天气、 风速、 设备等均满足要求的情况下吊车进场开始塔筒的吊装， 整 个吊装过程需要主吊和副吊两台吊车配合完成 。吊装完成后， 仅 需按照设计要求， 禁锢螺栓组， 完成法兰连接。从施工过程来看， 圆筒 式塔架的施工工序简单， 易于保证施工质量， 如图 所示。 格构式塔架的施工主要是对塔架开始进行吊装前， 需按设计图纸 对塔架进行现场拼装， 完成拼装后再进行塔架的吊装。通过对比分析 两种结构形式的实际施工过程可知， 圆筒式塔架的组装施工时需要大 型吊装设备进场， 而格构式塔架可以在大型吊装设备进场前先行安装。 圆筒塔与格构塔架综合造价比较 假定开发一个山地风电场， 采用圆形塔筒（ 下转第页） 年第 期（ 总第 期） 江西建材 应用研究 地漏的水封层的深度一定要超过 ， 除了这以外还有， 规定时间对 水封添水， 以确保水封层不会干涸失效。 结束语 建筑给排水设计已成为我们的生活中不可缺少的一部分， 对于建 筑给排水而言， 如今已越来越受到人们的重视， 建筑给排水质量安全也 成为人们普遍关心的一个话题之一了。在进行建筑给排水设计时， 施 工企业要从实际情况出发， 从实践中获取经验并进行总结。施工企业 在进行建筑给排水设计时对其中所常见的问题要进行深入的了解与分 析， 找出问题的解决方案， 这也是我国建筑给排水工程设计质量得以保 证的根本。 参考文献 杨广涛， 吴云飞 浅析建筑给排水常见问题及解决措施 中国建 筑， （ ） ： 刘晓萍， 余菲雅 浅谈建筑给排水管道设计问题 （ ） ： 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 （ 上接第 页） 道路长度约 ， 单价约 万 ； 而采用格构式塔 架可缩短至， 单价约 万 ， 道路最大纵坡由可以优化至 。可以得出圆筒塔与格构式塔架综合造价， 如表 所示。 表 圆筒塔与格构式塔架综合造价比较 造价圆筒塔（ 万元） 格构塔（ 万元）差价（ 万元） 道路修建费用 公里修建公路征地费用 大型设备吊装费用 总费用 注： 本文在进行费用计算时， 主要依据江西省省定额、 相关价目表及实地调 研的结果。 结论 通过上述对比分析可以看出： （ ） 建设一个 的山地风场， 风 电机组塔架采用格构式塔架较圆筒塔的直接工程费用可减少 ； （ ） 随着市场对高塔架的需求， 格构式塔架又重新被应用， 特别是 对于大功率山地风电机组采用格构式塔架， 有较好的经济、 社会效益、 环境效益； （ ） 通过格构式塔架在风力发电中的应用研究， 解决了运输 大型塔筒存在隧道高度不够难题， 解决存在大型塔筒上山道路建造对 山体植被破坏大的难题， 为风力发电塔架的选型及设计提供了一些合 理、 科学的建议。 参考文献 方永， 胡明辅 风电机组的现状与进展 能源与环境， 张建民 风电机组在国外的发展现状及在我国的发展前景 甘 肃科技， 贺德馨 我国风电工程研究现状与展望 力学与实践， 靳静， 艾竿 我国风电场建设及运行现状评估与发展前景研究 华东电力， 陈达， 张伟 风能利用和研究综述 节能技术， ， 风力发电机组设计要求 北京： 中国机械工 业联合会， 作者简介： 曾铎（ 年生） ， 男， 江西宜春人， 大学本科， 助理工程 师 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 。 （ 上接第 页） 其中包括了原有的方案当中的科学性与合理性， 还有其 设计时在进行性能目标的预设时的严格程度， 以及自动或者人工对设 计方案进行有效调整所运用的模式等。 结束语 终上所述， 在性能化建筑的方案中， 优化设计是非常符合时代潮流 与发展的方案设计， 将其融入至方案的设计当中， 在很大程度会使绿色 建筑的概念在现今的社会中实现的更好。在优化设计中， 各个模块之 间都有其特色及作用， 合理的进行应用， 才能发挥其最大的作用， 使优 化设计的效果达到最佳。 参考文献 杨文杰 性能化建筑方案优化设计的概念、 目标和技术 南方建 筑， （ ） ： 李引擎， 张向阳， 李磊， 刘文利， 肖泽南 建筑防火安全的新思维 我国建筑防火性能化设计的发展历程 建筑科学， （ ） ： 作者简介： 聂云峰（ 年 月生） ， 男， 汉族， 籍贯： 湖北襄阳， 学 历： 大学本科， 职称： 工程师， 研究方向： 建筑设计 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 。 （ 上接第 页） 筑功能要求的提高， 框架剪力墙结构设计还需要及时改 进， 这就需要相关施工人员以及技术人员在具体实践中不断研究、 探 索， 注意框架剪力墙结构设计中的要点， 在设计过程中做到严格按照标 准， 全面考虑， 用严谨的工作态度对待高层建筑结构中的框架剪力墙结 构设计中的每个内容， 把高层建筑的安全性、 抗震性作为施工中应该时 刻遵守的原则， 为框架剪力墙结构设计的合理性提供保障， 促进高层建 筑的质量提高。 参考文献 秦小东 浅谈高层建筑结构设计分析 城市建设理论研究（ 电子 版） ， （ ） 肖小兵 高层建筑结构框架剪力墙结构设计分析与研究 中国 房地产业， （ ） 王文平 高层建筑结构设计分析 城市建设理论研究（ 电子版） ， （ ） 刘金叶 关于高层建筑框架 剪力墙结构设计分析 科学时代， （ ） 赵玉刚 对框架 剪力墙结构设计中的要点分析 城市建设理 论研究（ 电子版） ， （ ） 作者简介： 占建斌（ 年 月生） ， 男， 湖北武汉人， 硕士， 助理工 程师， 研究方向： 建筑结构设计 檪檪檪檪檪檪檪