千鄉(xiāng)萬村馭風(fēng)行動混塔技術(shù)風(fēng)險防控

為什么用混塔低風(fēng)速區(qū)域是馭風(fēng)行動的主要應(yīng)用場景，高塔筒是開發(fā)低風(fēng)速區(qū)域的必要手段2022

年

，

在

全

國新增裝機的風(fēng)電機組中，平均輪轂高度達到110米，比2021年增長了4米，2022年新增裝機中140米及以上輪轂高度占比達到13.8%，輪轂高度最大值達到170米。2018-2022年全國新增風(fēng)電機組平均和最大輪轂高度Page

4｜CGC

?2024

-Confidential「以認證創(chuàng)造價值，用知識推動進步

」為什么用混塔

相比于柔塔，混塔剛度大，控制策略可以沿用早期鋼塔的策略；

相比于柔塔，鋼混塔塔頂擺幅較小，降低維護人員作業(yè)難度；鋼混塔架/混凝土塔架高柔塔架

隨著高度增加，混塔成本優(yōu)勢逐漸體現(xiàn)；

現(xiàn)階段的混塔設(shè)計沒有柔塔的高階渦激振動問題。分片式塔架桁架式塔架混塔技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀混塔裝機量

根據(jù)全國風(fēng)電混塔行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2022

年混塔市場招標量約10GW，預(yù)計2023年會達到13GW。

2022年新增陸上裝機44.67GW（數(shù)據(jù)來源：CWEA）占比約20%+

混塔的裝機量逐漸增加是目前和未來一段時間的趨勢?；焖夹g(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀新技術(shù)的應(yīng)用往往伴隨著新風(fēng)險的發(fā)生，混塔機組已有倒塔案例的發(fā)生，馭風(fēng)行動中風(fēng)電機組多在鄉(xiāng)間地頭，混塔的應(yīng)用需格外注意質(zhì)量把控，降低安全風(fēng)險。倒塔掉塊開裂粗骨料缺失01

風(fēng)電機組高塔架技術(shù)現(xiàn)狀混塔技術(shù)風(fēng)險類型混塔機組整機混凝土運輸3P共振6P共振設(shè)計制造吊裝維護02

混塔設(shè)計階段風(fēng)險與管控混塔設(shè)計標準有待完善標準號標準名稱標準類型國際標準

歐標體系對于材料系數(shù)的選取與國標有差異，是否適用于國內(nèi)當前的材料生產(chǎn)水準后續(xù)需進一步驗證Wind

energy

generation

systems

-Part

6:

Tower

andfoundation

design

requirementsIEC61400-6DNVGL-ST-0126EN1992-1-1Support

structures

forwind

turbinesEurocode2:

Design

of

concrete

structures—Part

1-1fib

Model

Code

forConcrete

Structures

2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范歐標歐標歐標國標國標國標國標行標行標團標由于國內(nèi)混塔設(shè)計體系不完善，尚未有一個統(tǒng)一成熟的規(guī)范，比如對于塔架高交變的載荷特點CEB-FIPGB50010-2010GB/T19072-2022GB/T18451.1-2012GB50135-2019JGJ369-2016風(fēng)力發(fā)電機組

塔架混凝土疲勞設(shè)計仍參照歐標fibModelCode2010

風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)計要求高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計標準基于當前行業(yè)現(xiàn)狀，需要進一步提高現(xiàn)有標準的深度和廣度來規(guī)范和指導(dǎo)鋼混塔架的設(shè)計預(yù)應(yīng)力混凝士結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范NB/T10907-2021TCEC5008-2018風(fēng)電機組混凝土塔筒設(shè)計規(guī)范風(fēng)力發(fā)電機組預(yù)應(yīng)力裝配式混凝士塔簡技術(shù)規(guī)范

當前國內(nèi)混凝土強度設(shè)計范圍在C70~C95之間。

混凝土強度的提高能更好的控制塔架尺寸，有利于塔架凈空設(shè)計，但目前國內(nèi)現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中，最高強度為C80，C80以上混凝土在國內(nèi)應(yīng)用較少，有的企業(yè)已經(jīng)用到C150超高性能混凝土，超高性能混凝土的性能需要通過相關(guān)標準約定的試驗來保證。GB50010–

2010

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范02

整機設(shè)計風(fēng)險與管控塔架共振問題塔架共振：當激振力的頻率和塔架固有頻率相近時，塔架發(fā)生共振。

風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的1倍頻（1P）和3倍頻（3P）是主要的激振力來源

鋼混塔機組的塔架一階固有頻率與風(fēng)輪轉(zhuǎn)速頻率（3P）不允許存在交點。如存在交點需采取措施（如避共振或加阻尼器）。Campbell圖（反應(yīng)激振力和系統(tǒng)固有頻率的關(guān)系，用以共振分析）02

整機設(shè)計風(fēng)險與管控塔架共振問題開展混塔機組的場址適應(yīng)性評估

?

評估識別塔架3p、6p共振風(fēng)險與規(guī)避策略塔架共振：當激振力的頻率和塔架固有頻率相近時，塔架發(fā)生共振。?

評估混塔設(shè)計與機組載荷的匹配情況（混塔設(shè)計較為獨立，與鋼塔由主機廠設(shè)計不同）

風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的1倍頻（1P）、3倍頻（3P）和6倍頻（6P）的激振力來源

鋼混塔機組的塔架二階固有頻率與風(fēng)輪轉(zhuǎn)速頻率（6P）不允許存在交點。如存在交點需采取措施（如避共振或加阻尼器）Campbell圖（反應(yīng)激振力和系統(tǒng)固有頻率的關(guān)系，用以共振分析）04

制造階段風(fēng)險與管控4.1制造階段風(fēng)險點預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土塔架與現(xiàn)澆式相比有工業(yè)化生產(chǎn)，易保證質(zhì)量、可提前預(yù)制，總工期短、現(xiàn)場管理難度相對較低等特點，已成為目前的主流。預(yù)制混凝土塔項目采用“工廠化預(yù)制、現(xiàn)場裝配”的方法，工廠預(yù)制過程中需要關(guān)注以下風(fēng)險點：1.

混凝土配制：混凝土配合比設(shè)計，骨料及摻合料質(zhì)量控制（粗細骨料粒徑級配、參合料質(zhì)量配比等），添加劑使用標準及規(guī)范（如有）等。2.

鋼筋綁扎：主筋間距、直徑控制，拉結(jié)鋼筋間距控制，鋼筋搭接方式控制（風(fēng)電混凝土塔架鋼筋避免焊接搭接）等。3.

混凝土澆筑：混凝土澆筑時坍落度及和易性控制，同一片塔筒澆筑連續(xù)性控制，振搗質(zhì)量控制（應(yīng)充分振搗）。4.

預(yù)埋件安裝及定位：每片預(yù)制的塔筒中各埋件數(shù)量及位置必須控制到位，包括吊點埋件、爬梯支撐埋件、接地埋件、安裝平臺埋件、定位埋件等等。04

制造階段風(fēng)險與管控4.2制造問題舉例鋼筋搭接長度不夠鋼筋漏綁頂部混凝土浮漿深度超標墊塊綁扎傾斜拆模堆放未及時養(yǎng)護綁扎鋼絲松動底部墊塊撞碎接地扁鐵生銹吊裝工具磕碰導(dǎo)致邊緣開裂04

制造階段風(fēng)險與管控4.3管控方案-首片混塔制造監(jiān)督

目的：參與首套管片生產(chǎn)過程，并將過程中發(fā)現(xiàn)的問題進行總結(jié)整理并開會予以匯報，避免后續(xù)批量生產(chǎn)發(fā)生同樣的問題。同時對后續(xù)管片制造工序的關(guān)鍵點進行明確，并協(xié)助業(yè)主要求監(jiān)造人員按照關(guān)鍵點進行后續(xù)管片生產(chǎn)跟蹤檢查。

監(jiān)督方式：參與到首套管片的整個生產(chǎn)過程中，直到養(yǎng)護完成并裝車運輸。

監(jiān)督產(chǎn)出：形成現(xiàn)場實際發(fā)現(xiàn)問題匯總并進行會議宣貫，形成會議紀要發(fā)給各單位，最終形成首片制造監(jiān)督報告，以及管片制造關(guān)鍵工序檢查表。04

制造階段風(fēng)險與管控4.4管控方案-開展混塔制造工廠審查

混凝土塔架工廠審查——確定其是否具備開工條件

混塔設(shè)計是否完成，資料是否齊全(圖紙和技術(shù)文件等)；

質(zhì)量管理體系（質(zhì)量手冊和程序文件）；

人員（生產(chǎn)人員、檢驗人員、質(zhì)量管理人員等）；

設(shè)備（生產(chǎn)設(shè)備、運輸設(shè)備、檢驗設(shè)備等）；

原材料（鋼筋、水泥、砂石、粗骨料等）；

工藝文件及人員技術(shù)交底（鋼筋綁扎、模具檢驗、鋼筋籠搬運、合模、澆筑、拆模、養(yǎng)護、管片搬運、缺陷修復(fù)、出廠檢查等）；

環(huán)境條件（原材料放置環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境和檢驗實驗室）等。05

運輸安裝階段風(fēng)險與管控5.1運輸安裝階段風(fēng)險點1）濕連接工藝——灌漿料如現(xiàn)場拼裝時溫度差異過大會影響豎縫強度，導(dǎo)致產(chǎn)生開裂，同時溫度差異過大也會影響該預(yù)制混凝土段的垂直度，由于濕連接工藝豎縫強度全部依賴灌漿料硬化強度，因此需要在灌漿完畢后等待灌漿料強度滿足起吊要求方可吊裝坐漿。2）各混凝土段之間的座漿工藝座漿料的強度和密實度會影響混凝土段的垂直度以及環(huán)縫的強度；坐漿無論采用漿料還是環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠都需要控制每一節(jié)塔筒的水平度（一般采用掃平儀或者水準儀進行）。垂直度不必每一節(jié)都進行控制，可以每天測量一次。3）吊裝時的溫度要求，避免由于溫度差引起垂直度誤差甚至產(chǎn)生裂紋等方面的工藝要求；05

運輸安裝階段風(fēng)險與管控5.1運輸安裝階段風(fēng)險點4）預(yù)應(yīng)力筋張拉工藝在鋼絞線張拉過程中，無論采用何種張拉工藝，預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)遵循對稱循環(huán)張拉的原則，不可單組依次張拉。另一方面，混塔吊裝完成后，需盡快進行預(yù)應(yīng)力筋張拉，鋼筋沒有張拉前，如遇大風(fēng)或者地震等惡劣條件，塔筒的強度也需要進行額外復(fù)核。5）冬季施工無論何種拼裝工藝，當溫度太低（如低于-20℃）時應(yīng)考慮灌漿料或結(jié)構(gòu)膠無法硬化的情況，因此應(yīng)合理編排施工計劃，減少冬季混凝土施工。7）運輸與轉(zhuǎn)場混凝土段在運輸、專場、堆放中需要注意避免發(fā)生磕碰，發(fā)生磕碰后不能私自進行修補，必須經(jīng)過充分的技術(shù)風(fēng)險評估。05

運輸安裝階段風(fēng)險與管控5.2水平縫錯臺問題

某企業(yè)《混塔環(huán)筒拼裝及吊裝施工技術(shù)交底》文件中上下兩個筒節(jié)之間吊裝后的水平縫錯臺要求不大于10mm，低于GB/T19072-2022中“水平縫錯臺不大于5mm”的要求，同時現(xiàn)場檢查記錄缺少水平拼縫位置的錯臺檢查記錄，無法確認現(xiàn)場有沒有錯臺的問題。

整改措施：更新技術(shù)指標，增加水平縫錯臺檢查記錄，最終重新對現(xiàn)場施工人員進行技術(shù)交底。05

運輸安裝階段風(fēng)險與管控5.3測量設(shè)備不符合要求

某項目拼裝平臺的平整度檢查記錄，按照檢驗具體要求C1片平整度要求控制在±0.5mm，但現(xiàn)場測量工具的測量精度是1mm，無法保證精度0.5mm的要求。

整改措施：更換更高精度的測量設(shè)備并對現(xiàn)場測量人員進行技術(shù)交底。

某項目混塔拼裝驗收記錄單，按照要求填寫塔筒內(nèi)徑，但現(xiàn)場填寫數(shù)值完全和設(shè)計值一致，這不符合實際情況。經(jīng)了解現(xiàn)場測量方式是采用卷尺測量，測量結(jié)果大概接近設(shè)計值，就直接寫的設(shè)計值，這不符合實際情況，也無法判斷真實內(nèi)徑是否符合公差設(shè)計要求。

整改措施：采用手持式激光測距儀測量塔筒內(nèi)徑并對現(xiàn)場測量人員進行技術(shù)交底。05

運輸安裝階段風(fēng)險與管控5.4座漿料問題

筒節(jié)落位后存在座漿料未溢出的情況

水平縫之間座漿料缺失情況座漿料未溢出，不密實

鋪漿過程中，現(xiàn)場作業(yè)人員將座漿料涂抹在鋼墊板上方，墊板作用是調(diào)整混凝土塔段水平度，這樣會影響上段混凝土塔段的水平度，也是作業(yè)指導(dǎo)書上不允許的。座漿料缺失座漿料涂抹在鋼墊板上方05

運輸安裝階段風(fēng)險與管控5.4座漿料問題水平縫之間座漿不密實影響分析座漿料作用：調(diào)平和傳遞載荷

防水膠條向內(nèi)偏移，內(nèi)部填滿座漿料防水膠條內(nèi)部填滿座漿料但座漿料表面不平整防水膠條內(nèi)部未填滿座漿料05

運輸安裝階段風(fēng)險與管控5.4座漿料問題

水平縫之間座漿不密實影響分析座漿缺失50%座漿無缺失05

運輸安裝階段風(fēng)險與管控5.4座漿料問題

水平縫之間座漿不密實影響分析沒有座漿缺失的應(yīng)力結(jié)果，最大壓應(yīng)力25.18MPa，滿足設(shè)計要求。05

運輸安裝階段風(fēng)險與管控5.4座漿料問題?

考慮防水條設(shè)計要求，且防水條內(nèi)部充滿座漿料（相比于座漿料完全填充整個水平縫，該工況相當于座漿料缺失約10%）的應(yīng)力計算結(jié)果。

水平縫之間座漿不密實影響分析?

灰色代表超出混凝土強度設(shè)計值的部分，灰色部分在混凝土厚度上占比約8%。?

最大壓應(yīng)力67.92MPa。05

運輸安裝階段風(fēng)險與管控5.4座漿料問題

水平縫之間座漿不密實影響分析?

座漿料缺失50%的應(yīng)力計算結(jié)果。?

灰色代表超出混凝土強度設(shè)計值的部分，灰色部分在混凝土厚度上占比約30%。?

最大壓應(yīng)力207.92MPa。05

運輸安裝階段風(fēng)險與管控5.4座漿料問題

水平縫之間座漿不密實解決方案水平縫之間座漿不密實屬于隱蔽工程，施工后如果存在缺失，檢查和修復(fù)難度較大、費用較高。解決方案：

吊裝施工時通過工藝質(zhì)量控制，保證座漿密實，如：要求水平縫座漿要保證中間高兩邊低均勻涂抹，同時水平縫內(nèi)外兩側(cè)都要有座漿溢出。05

運輸安裝階段風(fēng)險與管控5.5管控方案-首臺安裝監(jiān)督

參與首臺混凝土塔架現(xiàn)場拼裝和吊裝過程，確定首臺混凝土塔架的拼裝吊裝過程是否有明顯的問題，并將問題對拼裝或吊裝人員及現(xiàn)場監(jiān)理交底，避免剩余混塔的拼裝和吊裝出現(xiàn)同樣問題。

同時對后續(xù)機組的拼裝和吊裝工序的關(guān)鍵點進行明確，并協(xié)助業(yè)主要求監(jiān)理人員按照關(guān)鍵點對后續(xù)混凝土塔架的拼裝和吊裝進行跟蹤檢查?，F(xiàn)場吊裝圖現(xiàn)場拼裝圖06

運維階段檢測與維護6.1在運混塔檢測檢查內(nèi)容外觀檢查?

重點檢查其外觀是否漏筋，掉塊，掉漆等；對錨具和錨板、鋼絞線外觀質(zhì)量檢查檢查范圍裂縫檢測?通過裂縫檢測儀，對混凝土裂縫狀態(tài)進行檢測評估，包含裂縫長度、寬度及深度檢測檢查后修復(fù)混凝土強度檢測檢查比例?采用高強回彈儀，針對混凝土塔架進行強度檢測鋼筋排布檢測?利用雷達及鋼筋掃描儀，對混凝土塔架鋼筋排布進行檢測保護層厚度檢測進行抽?采用超聲方式，針對混凝土塔架保護層厚度進行檢測水平縫座漿料密實度檢測?

對于內(nèi)外側(cè)密實度情況，采用目視和塞尺方式檢查?

對于內(nèi)部密實度情況，采用超聲方式確認是否存在內(nèi)部空腔05

運維階段檢測與維護5.2座漿料問題檢測通過三維傳感器布置方案，陣列式激發(fā)、陣列式接收，各陣元發(fā)射的超聲波在被測試件中干涉疊加形成一個新的波陣面，