“十四五”是风电的关键培育期,为实现产业链高级化,风电装机容量增大已成为行业发展趋势,带来风机功率、叶轮直径和塔筒高度不断增加,风电塔筒受到的载荷越来越大。
为寻求负载和高度平衡,有如下两种选择:
其一,增加钢板厚度,但会使钢塔成本非线性上升。
其二,增加塔筒直径,既可以提升承载能力又能兼顾经济性,但面临的最大挑战是运输限制——传统的整体圆锥钢管塔直径很难突破4.5-5米,能负荷的载荷和高度有限。
对此,行业有了三种新的方案:大直径分片式高柔塔(分片式)、混凝土-钢混合塔筒(混塔)以及桁架式。
其中大直径分片式塔筒提供了一个最具竞争力的现实解决方案。
塔筒直径增大从物理结构上提升截面刚度,筒壁轻量化设计提升经济性,分片式解决了高塔运输这一最大挑战。可以做到不受季节与地域限制,根据机位载荷灵活定制,在陆上中低风速区域和未来更大风轮的高风速区域,都有更加广阔的应用前景。
据推算,配置165米高塔架较140米塔架能够为客户每年增加发电量约225小时,整个项目增加8%的收益。相比于简单的增加壁厚来提升塔架承载力,通过增大直径会带来15%以上材料节约,并能实现结构承载能力的大幅提升。
而大直径分片式超高柔塔的分片组装上,需要采用怎样的技术去保证塔筒连接的可靠安全喃?
为解决此问题,金风科技结合风电塔筒运行时的复杂工况,从整个运行生命周期的设计角度出发,在设计亚洲第一大直径分片式超高柔塔时,再次采用了紧固件公司MTD系列免维护环槽铆钉连接技术,充分利用MTD系列环槽铆钉优异的防松性能和抗疲劳性能,实现塔筒分片组装时的可靠连接与运行。
2021年12月3日,金风科技采用MTD系列免维护环槽铆钉产品的GW165-4.0 165米大直径超高钢制柔塔样机在河南封丘成功吊装,刷新了国内钢制柔塔的新高度,成为了亚洲第一高柔塔,引领中国风电行业钢制柔塔高度跨入165米+新时代。
风电产业如何科学合理布局规划,提质降本,推动行业健康发展,是“十四五”及更长时期需要着力解决的问题。在未来,紧固件公司MTD系列免维护环槽铆钉产品将持续助力大直径分片式高柔塔应用,同时也将为桁架式风电、海上风电和风场螺栓改造维护提供更安全、可靠、经济的紧固连接系统解决方案,为国家如期实现双碳目标不断提供“中车技术”“中车产品”和“中车方案”。