最近風電高塔的話題比較熱。全鋼塔筒雖然業績比較多,但是也面臨著現實的技術挑戰。
眾所周知,風切變越大、塔架高度越高、發電量增量越大。然而,受陸上運輸限制,傳統的整體圓錐鋼管塔必須控制直徑,很難突破4.5-5米,能負荷的載荷和高度有限,塔筒高度上升存在設計約束。
據媒體不完全統計,目前市場上在運120-140米高度風機已超6000臺,其中87%是全鋼柔塔,13%是鋼混塔筒。尤其在140米高度,柔塔混塔比例高達98:2。
然而,隨著風機功率、葉輪直徑和塔筒高度的不斷增加,塔筒受到的載荷越來越大,意味著鋼板厚度要不斷增加,鋼塔成本會非線性上升;增加塔筒直徑可以提升承載能力并兼顧經濟性,但又面臨運輸難題。
鋼管塔如何打破設計約束的天花板?
行業面臨三種新的方案——大直徑分片式全鋼塔(分片式)、混凝土-鋼混合塔筒(混塔)以及桁架式。
混塔需要在風場附近建設預制廠,施工質量要求很高;桁架式目前市場接受度有限。從可制造性、質量控制、運輸以及最重要的制造吊裝周期上看,分片式全鋼塔有顯著優勢——分片組裝可以獲得更大直徑、更強承載能力、更高高度,分片后運輸問題也迎刃而解。
天順風能(蘇州)股份有限公司技術經理張華表示:“之前幾年金風、遠景主要采用120至140米柔塔,去年GE開始生產150米柔塔,166米的全鋼分片塔筒結構也在進行中。”
分片式鋼塔并非新鮮事物,在全球應用案例非常多。分片式鋼塔繼承了全鋼塔的一系列優勢,進一步提升高度同時可實現輕量化,提高經濟性。分片式鋼塔直徑變大,相當于從物理結構上提升截面剛度,而不是單純的通過加厚鋼板提升強度,所以筒壁可以實現輕量化設計。在陸上中低風速區域擁有更加廣闊的應用前景。
張華介紹:“分片式鋼塔和全鋼柔塔前端的制造流程基本一樣,不同點在于整個塔筒制造多了一個切片和裝縱向法蘭條的過程。涂裝和防腐的時間也會稍微增加。天順現在做的分片式業務主要來自歐洲,三片疊裝到一起,減少路況對于運輸的影響。”
在國內,分片式鋼塔的設計也已比較完善,頭部廠家均有技術儲備。如何在提升施工效率和減少運維復雜度方面給出更好的解決方案,是能否大面積推廣的重要影響因素。
據業內人士透露,維斯塔斯、遠景、金風等廠家在高柔塔的控制和算法上比較先進,可以通過常規全鋼柔塔或全鋼分片來解決高塔的需求。而不具備該技術能力的廠商轉向混塔比較現實,因為混塔可以不依靠主機廠,由混塔供應商就可以提供全套的解決方案。
談及未來國內高塔市場格局,上海泰勝風能裝備股份有限公司副總經理郭文輝表示,從塔筒制造商角度來看,目前適合中國高塔最重要的兩個路線,第一是全鋼分片,第二是混塔。“如果全鋼柔塔技術能力好的話,我們優先主推全鋼分片柔塔。混塔目前量不大,回收問題不算明顯,如果真的大量上馬,服役期結束后難處理,爆破拆除會造成新的污染,這也是混塔行業一個待解決的問題。”
眾所周知,風切變越大、塔架高度越高、發電量增量越大。然而,受陸上運輸限制,傳統的整體圓錐鋼管塔必須控制直徑,很難突破4.5-5米,能負荷的載荷和高度有限,塔筒高度上升存在設計約束。
據媒體不完全統計,目前市場上在運120-140米高度風機已超6000臺,其中87%是全鋼柔塔,13%是鋼混塔筒。尤其在140米高度,柔塔混塔比例高達98:2。
然而,隨著風機功率、葉輪直徑和塔筒高度的不斷增加,塔筒受到的載荷越來越大,意味著鋼板厚度要不斷增加,鋼塔成本會非線性上升;增加塔筒直徑可以提升承載能力并兼顧經濟性,但又面臨運輸難題。
鋼管塔如何打破設計約束的天花板?
行業面臨三種新的方案——大直徑分片式全鋼塔(分片式)、混凝土-鋼混合塔筒(混塔)以及桁架式。
混塔需要在風場附近建設預制廠,施工質量要求很高;桁架式目前市場接受度有限。從可制造性、質量控制、運輸以及最重要的制造吊裝周期上看,分片式全鋼塔有顯著優勢——分片組裝可以獲得更大直徑、更強承載能力、更高高度,分片后運輸問題也迎刃而解。
天順風能(蘇州)股份有限公司技術經理張華表示:“之前幾年金風、遠景主要采用120至140米柔塔,去年GE開始生產150米柔塔,166米的全鋼分片塔筒結構也在進行中。”
分片式鋼塔并非新鮮事物,在全球應用案例非常多。分片式鋼塔繼承了全鋼塔的一系列優勢,進一步提升高度同時可實現輕量化,提高經濟性。分片式鋼塔直徑變大,相當于從物理結構上提升截面剛度,而不是單純的通過加厚鋼板提升強度,所以筒壁可以實現輕量化設計。在陸上中低風速區域擁有更加廣闊的應用前景。
張華介紹:“分片式鋼塔和全鋼柔塔前端的制造流程基本一樣,不同點在于整個塔筒制造多了一個切片和裝縱向法蘭條的過程。涂裝和防腐的時間也會稍微增加。天順現在做的分片式業務主要來自歐洲,三片疊裝到一起,減少路況對于運輸的影響。”
在國內,分片式鋼塔的設計也已比較完善,頭部廠家均有技術儲備。如何在提升施工效率和減少運維復雜度方面給出更好的解決方案,是能否大面積推廣的重要影響因素。
據業內人士透露,維斯塔斯、遠景、金風等廠家在高柔塔的控制和算法上比較先進,可以通過常規全鋼柔塔或全鋼分片來解決高塔的需求。而不具備該技術能力的廠商轉向混塔比較現實,因為混塔可以不依靠主機廠,由混塔供應商就可以提供全套的解決方案。
談及未來國內高塔市場格局,上海泰勝風能裝備股份有限公司副總經理郭文輝表示,從塔筒制造商角度來看,目前適合中國高塔最重要的兩個路線,第一是全鋼分片,第二是混塔。“如果全鋼柔塔技術能力好的話,我們優先主推全鋼分片柔塔。混塔目前量不大,回收問題不算明顯,如果真的大量上馬,服役期結束后難處理,爆破拆除會造成新的污染,這也是混塔行業一個待解決的問題。”