在鱼米之乡河北秦皇岛昌黎县的稻田上,
一座轮毂高达162米、叶轮直径136米的
“亚洲第一高”风力发电机拔地而起。
随着风机成功吊装入位,华电郑州机械设计研究院有限公司自主研发的低风速高塔架风电塔机FZQ1650也刷新了整个亚洲的风机吊装记录。复杂地质条件下,利用最小空间灵活地将相当于53层楼的“庞然大物”安装成功,FZQ1650各项参数问鼎世界一流。但是看似顺利的“御风”之路,却充满荆棘。
我欲乘风破浪,何惧一路风雨
我国风能资源丰富,其中低风速资源约占全国风能资源的三分之二,中东部和南部地区低风速风电总储量约10亿千瓦。《风电发展“十三五”规划》提出推动低风速风电技术进步,因地制宜推进常规风电、低风速风电开发建设。我国陆上风电开发正逐渐向中东、南部地区转移。
此前,在风机高度低于110米的情况下,国内风电塔筒吊装大多采用履带吊与汽车吊相结合的形式。为保障发电效益,低风速区域的风机塔筒高度需高于110米,塔筒采用刚性塔筒或钢混结构,吊装难度大幅增加。对于140米及以上的高塔筒,必须采用1000吨级别以上的履带吊,市场资源少、设备使用费用高、安装场地要求严,传统吊装模式已不能适应高塔架风电机组的吊装需求。
国内尚无成熟的产品和施工方案,
国外的设备能解燃眉之急吗?
德国公司的平臂塔机机型种类多样,最大能满足3MW风机180米的吊装需要,但需要在塔筒上附着一次;丹麦公司动臂塔机虽不需要在塔筒上附着即可满足170米的吊装,但高昂的价格让人望而却步……
高塔架风机安装遭遇严重瓶颈,研发一种满足低风速高塔筒风电工程吊装的国产化塔机势在必行。
巨大的机遇与挑战并存,华电机械院密切关注国内低风速风电建设市场需求,乘风破浪、迎难而上。凭借在大型动臂塔机领域六十多年设计研发、制造服务的经验,华电机械院大胆创新、自主研发新机型。
然而研发之初,超高塔机自立整机刚度、非工作风载荷下稳定性、快速拆卸转场技术、全地形支腿接地耐压等关键技术问题,严重制约着风电吊装动臂式塔机的开发。此时,市场对无附着,超高自立,起重量大,抗风能力强,快速安装、拆卸和转场的动臂式塔机需求已迫在眉睫。
华电机械院针对技术难题,采用先进的ANSYS等计算手段,通过creo进行数字化、模块化设计和新材料组合应用研究,推动数字化设计的科学性和设备的轻量化;采用高性能一体化机电设备、先进的电气控制系统、综合监控系统提高产品起重性能和安全性能,使设备实现智能化、网络化。
经过不断尝试,华电机械院成功研发出塔身自立高度110米、最大起升高度180米、最大起重量135吨的全自立、自升式FZQ1650型高塔架风电塔机,该塔机可有效解决2~5MW低风速高塔架风电机组建设瓶颈问题,满足国内吊装需求。该设备安全性能高、施工场地要求低、使用成本低、转场方便快捷,其成功研制和运用填补了国内塔机在风电机组施工中的空白,是国内高塔架风电施工技术的一个重大突破。
突破国内水准,引领行业新“风尚”
2019年8月23日,由华电机械院自主设计、研制的高塔架风电塔机在江苏宝应风电场顺利完成了维斯塔斯V120HH152M风机吊装作业,这是国内首次采用塔机完成150米以上高塔架低风速风机吊装工作。
运行一年来,高塔架风电塔机先后应用于江苏宝应、广西马山、河北昌黎、江苏淮安等2.5MW及以上风电机组的吊装作业,适应山地、河塘等复杂地形,设备各项性能稳定、运行良好。
高塔架风电塔机推出后,不断突破行业吊装速度和高度,更因其超高性能成为国内众多风电建设与安装单位热烈“追捧”的对象,引领了国内风电吊装新“风尚”。
性能良好,安全程度高
该机塔身刚度好、抗风能力强,基础接地面积大、地基承载要求低,与其他吊装方式相比,无需压重,抗沉降能力强,工作稳定性优势明显,保障了风电吊装的安全。
便捷灵活,扩展性良好
高塔架风电塔机自顶升、拆装灵活,对装拆、吊装场地要求低,占地空间小,尤其适用于复杂地形和山地、河塘等狭小场地,且降低了征地成本和环境破坏,实现了绿色风电施工。塔机各部件采用模块化、集成化设计,降低了拆装工作量,满足快速拆装、转场的需求,施工效率显著增强。与国外机型相比,该机为无附着塔机,不与风机塔筒产生接口联系,完全适应各风机厂家产品,提高了吊装灵活性。此外,整机起升高度180米,还可通过适当降载或附着进一步提高起升高度,具有良好的扩展性。
造价较低,投资效益高
高塔架风电塔机造价远远低于同性能的履带吊、汽车吊,塔机设备成本低、转场等费用低。
长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。
华电机械院新型高塔架风电吊装关键技术的验证成功,FZQ1650型高塔架风电塔机的成功研发,不仅解决了行业的迫切需要,强有力地引领了国内风电市场,填补了技术空白,对推动国内低风速地区风电发展具有重大、深远的积极意义,更打破了国外长久以来的技术垄断,让我国的创新技术达到了国际先进水平。
未来,高塔架风电塔机还将为火电、水利、石油、建筑等不同行业的施工安装提供有力支撑,积极推动起重机技术的进步和产品创新,力塑国际先进、国内领先的优质产品。
“御风”而行,
华电机械院高塔架风电塔机
风光无限、未来可期!