聚焦混塔安全与发展 探索风电高效未来

近年来，随着风电技术的不断发展和进步，混塔（混凝土与钢结构混合塔架）凭借其优良的结构稳定性、强大的承载力以及相对较低的建设成本，逐渐受到风电行业的青睐。数据显示，仅在2023年，混塔项目的新增装机容量就超过了7吉瓦。在风电设备大型化的趋势下，混塔已然成为支撑结构的热门选择。为了深入探讨混塔的安全与发展问题，特别是在典型场景下的设计方案，近日，2024北京国际风能大会暨展览会（CWP2024）举办了“混塔安全与发展论坛”。此次会议吸引了近300位行业同仁的参与，共同围绕混塔设计、全生命周期风险与解决方案等议题展开研讨。

会议伊始，北京天杉高科风电科技有限责任公司的曹旭东首先分享了混塔发展面临的挑战及机遇。他指出，混塔的应用经历了推广期、快速增长期、技术成熟期和技术迭代期，但当前市场依然面临诸多挑战。例如，自动化程序不足、成熟企业较少、多学科和多产业链弱耦合、认证体系不健全、招标体系导向性不友好、施工质量和风险认知不足等问题。针对这些挑战，曹旭东提出了几点解决方案：首先，在整机设计时重复考虑大部件耦合特性，将仿真与现场验证相结合；其次，所有的交付需要专业第三方审查护航；最后，行业应以建设混塔全优生态链来推动产业健康发展，包括优化招投标体系、建设完备合规的认证体系、与上下游产研用深度协同以及建设完整质量数据链。

随后，协合新能源集团有限公司的马海鹏探讨了“大型化+高混塔风电机组”运行可靠性问题，强调了机组大型化带来的运行可靠性挑战。他强调，在大型化风电机组快速发展的同时，高混塔、长叶片、机组出力性能等方面的问题日益突出，导致机组运行可靠性变差。因此，需要理性看待这些问题，上下游合力积极应对解决。一方面，高混塔架技术路线多样，工序复杂，项目决策因素很多，应结合项目进度需求，合理统筹施工组织，在保证质量的基础上做好经济性测算；另一方面，需要加强投运后的巡检，做好强化补救措施。马海鹏还指出，大型化风电机组故障率升高，主要集中在叶片及运行功率曲线方面，应思考目前长叶片的设计与制造工艺、远距离运输的耦合问题，理性看待大型化机组的可靠性。

紧接着，北京鉴衡认证中心有限公司的宗川翔针对混塔风险及全过程安全提出了见解。他认为，不能将混塔看成一个单独的风电机组产品，而应看作是一个施工工程项目。因此，其在设计、制造、运输、施工安装等阶段的风险都应引起重视。他指出，钢混塔架在设计方面还存在标准体系有待完善、整机和塔架一体化设计复核、关键位置需要精细化设计复核等问题；制造、运输、施工安装阶段存在厂家制造水平、运输安装工艺管控参差不齐，且监造监理单位对于混塔技术理解不充分、过程监督不到位的问题。为了解决这些问题，鉴衡认证中心针对混塔的技术特点编制了风力发电机组混塔技术规范，并提出了风电场混塔质量保证认证方案。该方案不仅对风电场混塔相关设计、制造、运输、施工安装单位的能力进行评估，还对这些环节进行过程监督，最后对混塔的运维能力进行评估，通过管理手段和技术检测手段来管控混塔的风险。

接下来，中船海装风电有限公司的李彦娥进一步探讨了混塔全生命周期安全与质量控制的关键技术，为混塔的安全运行提供了技术支持。她详细介绍了保证混塔全生命周期安全与质量的关键技术：在设计上，主要考虑结构刚度、整机频率与综合成本的平衡；在生产方面，横缝抗剪、竖缝抗剪、转接段等要开展针对性承载实验；在施工工艺上，自动化精细化吊装技术和施工工艺要做到设计、生产和监督的协同，实现全生命周期的管理；最后，健康监测系统要实现关键综合参数自动采集分析及反馈，为运维策略提供数据支撑。李彦娥还展望了混塔未来的发展，认为行业设计规范的标准化、积极应用新材料与新工艺以及上下游产业链协同是行业发展的3个突破口。

华锐风电科技（集团）股份有限公司的高鑫则带来了机组大型化趋势下的混塔解决方案。他强调，混塔设计首先要和整机匹配，其次运输、预制、吊装、电装、质检需要自上而下的规划。如磨具、内附件的设计、吊装工序等要做成标准化和模块化，能够形成统一口径的有可比性的数据，从而改善工艺体系。在实际项目执行过程中，混塔固有频率计算、混塔防雷接地等还需要行业上下游开展进一步研究和探讨。高鑫还指出，目前的混塔行业缺乏规范、标准的完整体系，需要搭建混塔计算平台，进行整体的规划和考虑，包括参数化的读取、计算过程自动化、计算结果可视化、测试逻辑完备等。

随后，明阳智慧能源集团股份公司的徐向东分享了面向沙戈荒地区钢混塔架设计的经验，为特定环境下的混塔设计提供了新思路。他指出，沙戈荒地区风资源有其独特性，如风速高切变小、降水量低、温度表现极端，钢混塔架在这些地区更具优势，承载力高且预制、运输等成本较低。他认为在混塔设计中，要考虑3个方面：一是设计阶段要保证结构的安全；二是生产安装要增加便利性、降低生产安装成本；三是考虑沙戈荒的特殊环境，分析不同环境的具体要求。

远景能源塔基事业部的丛欧则介绍了风电高塔的质量安全保障方案，强调了整合数据、打造领先信息系统的重要性。他提到，随着230米以上大叶轮、8兆瓦以上大功率机型的普及，市场对质量与安全的保障方案需求迫切。远景能源通过GTS（Global Tower System）全球塔架集成开发平台，整合风资源、控制与载荷、全生命周期监控预警等数据，打造领先的风电塔架信息系统。GTS塔架系列涵盖钢塔、钢混塔、格构塔、漂浮式等主流产品，确保更高、更经济、更安全的塔架解决方案，持续引领行业创新。

上海电气风电集团股份有限公司的张明熠与一重（黑龙江）风电混塔有限公司的代表共同分享了风电混塔拼接缺陷识别与加固修复的方法，为混塔的质量管理提供了有力支持。他们指出，混塔市场的趋势是主机厂设计后找代工商生产，目前了解的事故大都集中在拼接环节。拼接缺陷带来的隐患与损失较大，因此需要跟供应商一起来提高质量管理水平。为了避免发现缺陷的滞后性，他们采用了高清无人机拍摄作为新型缺陷识别手段，应用数字图像法对模拟裂纹进行识别，可有效检测出裂纹宽度、长度、走向等信息。在发现缺陷以后，要结合业主的理解和需求，在特定场合下做修复而不是简单粗暴地拆置换。从技术角度来说，修复方案是相互验证的过程。

最后，同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司的黄冬平分享了风机混塔质量缺陷调查及处理的经验，通过具体案例深入剖析了混塔质量缺陷的成因及处理方法。

展望未来， 随着风电行业的不断壮大和技术的持续革新，混塔作为风电场支撑结构的优选方案，其重要性将日益凸显。混塔不仅将在保障风电场安全运行方面发挥关键作用，还将在提高发电效率和降低建设成本方面展现巨大潜力，为风电领域的发展注入新的活力，开启更加高效、经济、可靠的新纪元。（林  楚）