风力发电机组钢筋混凝土型式塔筒应用研究_李绍敬.pdf

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1、风电风力发电机组钢筋混凝土型式塔筒应用研究风力发电机组钢筋混凝土型式塔筒应用研究李绍敬，王吉高，孙兵涛，薛志庆(北京国电华信诚电力技术咨询有限公司，北京100029)摘要：风电场建设中风电机组塔筒采用钢结构型式，工程投资较高。文章从技术和经济角度对钢筋混凝土塔筒型式进行应用研究，结果表明钢筋混凝土塔筒型式技术可行，可降低工程投资，提高投资收益率，尤其对大功率风电机组效果更明显。为今后风力发电项目建设提供一种新的思路。关键词：风力发电；钢结构；钢筋混凝土；塔筒；应用。中图分类号：TM614文献标志码：B文章编号：1671-9913(2013)01-0074-04Applica

2、tionStudyonRCTowerTubeofWindPowerUnitsLIShao-jing,WANGJi-gao,SUNBing-tao,XUEZhi-qing(BeijingGuodianHuaxinchengPowerTechnologyConsultingCo.,Ltd.,Beijing100029,China)Abstract:Steeltowertubeisappliedtowindpowerunitsinconstruction,whichbringtheprojectinvestmentbemoreexpensive.Inthearticle,appl

3、icationstudyonRCtowertubeshowthatRCtowertubetechnologyisfeasibleandthistypeofstructurecanreducetheinvestment,especiallyforhigh-capacitywindpowerunits.Anewmeansbeproposedinwindpowerunitsconstruction.Keywords:windpower;steelstructure;reinforcedconcrete;towertube;application.1概述组(包括主机、机组变、塔筒、

4、风机基础等)，风电设备制造行业经过几年的发展技术日臻完风力发电作为一种清洁能源型式近年来善，价格渐趋平稳，如何降低工程投资是投资在全球的装机容量增长速度迅猛，根据全球单位和工程技术人员非常关注的问题。以一个风能理事会发布《2011年全球风能报告》统计50MW风电场为例，钢结构型式塔筒(含基础环)数据，截至2011年底全球风力发电装机容量为的投资大约占工程总投资的14%左右，因此对237.7吉瓦，中国所占份额为26.2%，其总装机塔筒结构型式进行优化对降低工程总投资非常容量已位列世界第一。风力发电与常规的火力发电相比，其特点是工程单位初投资高但后有必要。期运维费用低，但机组运

5、行发电量受风资源制风力发电机组塔筒结构型式随着机组容约。在明确风资源的条件下风电场的投资规模量、轮毂高度的提高大体经过了以下变化过将直接影响到工程的收益，对工程进行优化降程：世界上第一座风力发电场于1891年在丹麦低投资以提高收益意义重大。建成，当时的风机支撑结构为桁架铁塔结构，风力发电场的投资主要由以下几部分组其用钢量较低；随着机组容量和轮毂高度的增成：升压站、场区道路、集电线路、发电机加，支撑结构逐渐演变成筒形钢结构(塔筒)，其*收稿日期：2012-12-26作者简介：李绍敬(1971-)，男，河北唐山人，硕士，高级工程师。742013年02月 第1期风电风力发电机组钢

6、筋混凝土型式塔筒应用研究用钢量大幅增加，造成塔筒结构投资增加。计算结果分析：考虑到塔筒造价的问题，国外风电场已有采(1)强度：在各受力工况下，满足受力要用钢筋混凝土结构的工程尝试，而国内已求。钢筋混凝土结构型式的塔筒断面合理，其建、在建的风力发电工程目前全部采用环形配筋量可控制在经济配筋率范围内。截面的钢塔筒结构，这在一定程度上造成了(2)裂缝：满足允许裂缝宽度值。工程造价的提高。(3)疲劳：混凝土和钢筋的疲劳应力幅均满本文结合实际应用情况，从技术和经济角足《混凝土结构设计规范》要求。度对钢筋混凝土塔筒开展应用研究，为今后国(4)固有特性：同等条件下混凝土塔筒的刚内风力发电

7、项目的建设提供一种新的思路。度要大于钢结构塔筒，计算结果显示4种机组混凝土塔筒第1阶固有频率32～45Hz，高阶固有频2钢筋混凝土塔筒设计率上升很快，其中第2阶固有频率为第1阶的4倍本文选取分析的风力发电机组容量分别以上，经计算满足机组运行对塔筒固有频率要为1500kW、2000kW、3000kW、5000kW，抗求，不会出现共振现象。震设防烈度6～8度，其原设计均采用钢结构环2.2下部基础形截面塔筒、大块式混凝土基础。现根据风荷载、工程地质等条件并参照《风力发电机组塔风机基础主要受水平力作用，其尺寸要满架》(GB