北京鑒衡認證中心高級技術經理楊乾坤：風電機組混塔技術風險與管控方案

2023年10月16日-19日，2023北京國際風能大會暨展覽會（CWP2023）在北京如約召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京，聚焦中國能源革命的未來。

本屆大會以“構筑全球穩定供應鏈 共建能源轉型新未來”為主題，將歷時四天，包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“全球風電產業布局及供應鏈安全”“雙碳時代下的風電技術發展前景”“國際風電市場發展動態及投資機會”“風電機組可靠性論壇”等不同主題的21個分論壇。能見App全程直播本次大會。

10月18日下午，北京鑒衡認證中心高級技術經理楊乾坤在風電產業技術創新論壇II上發表題為《風電機組混塔技術風險與管控方案》的主題演講。

以下為發言全文：

大家好，我簡單介紹一下鑒衡認證中心。今天的會場前面都是主機廠家和零部件廠家和原材料供應商，我們作為第三方認證機構，服務這些企業做認證和技術評估工作，鑒衡在國內市場占有率是第一的。

我今天分享的主題是《風電機組混塔技術風險與管控方案》，前面也有一些同事介紹到混塔的應用，我把發現的風險點和管控措施和大家分享一下。

混塔應用現狀，提高風資源的開發效率，它的途徑有增大單機功率、葉輪直徑、提高塔高度。左邊的圖（PPT），陸上新增裝機已經占一半。塔架高度也有增長，2022年平均塔架高度110米，最高是170米。9月份最高已經有185米完成吊裝。塔架又分成高塔兩種主流的形式，成鋼的柔塔和鋼混塔。

根據權威數據可以看到，2022年混塔市場招標達到10GW，2023年預計13GW。未來一段時間混塔裝機量質量持續增長也是趨勢，我們作為第三方機構，了解到很多市場出現問題的信息，2022年-2023年已經有很多混塔出現倒塔的情況。除了混塔之外，現場出現調塊、漏金等問題比較多。

現在裝的混塔形式多樣和工藝多樣，我們今天針對預制式混塔展開介紹。

我們對混塔技術風險做了總結，對于混塔的認證和倒塔的資料分析，以及現場檢驗檢測工作，積累了很多相關的數據，也針對這些風險做系統的總結，對于混塔風險分成同頻共振風險、混凝土本身風險。

我們把風險從設計到制造、預裝到各個階段介紹風險。設計階段關注混凝土本身和同頻共振的風險，國內混塔混凝土設計采用的是歐標，最高可以達到150，但是常規混凝土強度的標準是C80，在超過C80之后的混凝土強度要約定相關的實驗，來去驗證性能和安全性。

關于塔架共振方面，大概率是和固有頻率融合，對于風電機組來說，風輪轉速1倍和3倍是來源，右邊的圖可以看到塔架一級和風輪發生重合，這個設計時要盡量的規避。如果避免不了，要采取避共振的措施。

另外是混塔的設計與傳統的鋼塔有區別，一般是由廠家來設計，傳統鋼塔由主機廠設計，相當于引入匹配性的風險。當出現問題追溯的時候，也是比較難以追溯的，這是技術之外的東西。

對于這種情況，我們建議對于混塔用戶，也就是業主單位來說，在混塔進行吊裝之前，要開展針對于提到的風險，開展廠址適用性的評估，可以由廠家和主機廠開展也可以由第三方進行負荷。

制造階段，根據我們的數據來看，混塔的風險更多是集中在制造到運輸安裝階段，它與傳統的鋼塔不同?；焖a生的風險，一旦出現問題之后也是比較難以通過后續的措施進行彌補。

混塔控制需要幾個階段，混凝土的配置澆鑄和預埋件定位。我說一下實際發現的問題，比如說鋼筋搭建程度不夠的問題，會導致混塔段強度不足，并且承載力是不均勻的。另外拆模不及時養護，墊塊傾斜會導致混凝土厚度不足。

針對以上的問題，正常生產過程當中都會有監理單位。但是對于混塔來說，監理目前做的比較不到位，因為現在監測監理單位對于混塔技術的掌握比較淺，以前更多的是做基礎。在監測過程當中，出現技術要求的缺失和技術標準不相符的地方，這是比較難以識別和控制的風險。

我們建議在建造之前，可以開展首片制造監督。我們會參與首片整個生產過程，對于過程中發現的問題進行總結，另外對于管片制造工序的關鍵點進行總結，后續根據工序中的關鍵點進行建造，對于建造工作來說也是很重要的補充。

關于新的混塔設計完成要批量生產之前，它在開工之前建議開展工廠的審查。對于混塔它本身的設計情況怎么樣，工廠的生態管理體系怎么樣，人員的工藝文件怎么樣？對于批量的混塔決定質量是不是能夠很好的管控住，這是很關鍵的基礎環節。

運輸安裝階段，這也是風險相對比較集中的地方。需要重點管控的是灌漿料和混凝土吊裝要求和張拉工藝等環節去把控風險。我們直接說發現的問題，水平錯臺的問題，技術要求10毫米，標準要求是5毫米，本身的要求偏高。在現場發現沒有做記錄，現場出現這種情況，但實際沒有發現。

測量設備選擇的精度不夠問題，像平整度控制要求是0.5mm，但是測量精度是1mm，還有混塔的內徑測量他是用卷尺，正常是手尺的激光測量儀。

漿料重點說一下，這兩年出現混塔事故強相關的問題，分幾種情況：一是落位后漿料沒有溢出水平縫，二是漿料有空心，三是把漿料涂在鋼件板上方，影響塔的落位調平。

我們做一些理論分析，把漿料的情況做示意圖。第一種是帶防水膠條的沒有填滿，第二種是填滿但有空隙，第三種是防水膠條向內偏移。分析的結果，漿料沒有缺失的最大應力25兆帕。

用了密封膠條，相對于沒有用的密封膠條情況下，灰色部分（PPT）展示的是強度超標，占混凝土應力的68%。缺漿50%的計算結果，灰色部分是占總厚度的30%，做漿料的情況，對于混塔的承載力影響是非常大的。

水平縫之間做漿料是隱蔽工程，一旦混塔做完之后很難發現，所以在混塔施工期間控制很關鍵，要保證漿料中間高兩邊低，塔筒內外側要有溢出。

這個和制造監督是類似的，也是存在對技術理論研究不足的情況，我們建議可以合作開展首臺拼裝和吊裝的工作，也會對相關的問題進行總結和工藝關鍵點形成清單，后續吊裝工作會按照這個清單進行。

對于目前已經安裝的混塔，實際上已經埋下很多的風險。我們檢查過程當中也是發現了這個問題，根據前期可能發生的問題，定了比較系統，能夠比較全面的檢查出投運混塔問題的方法。檢測范圍是塔筒內外部進行檢測，水平漿料對它進行全檢，同時對于薄度和厚度會有檢測。

再使一下做漿料的問題，如果是外部的缺失塞死就可以了，如果內部有缺漿通過回報數據做解析，這個方法做了一些仿真和實際測試，驗證它是一致的，并且也是有檢測現場應用過的東西。

總結，混塔它具有一個特點，它與鋼塔工程不同的地方，不成功便成仁。如果前期質量控制的比較好，后期使用的過程當中很難出現問題，如果前期控制不好，后期相應整改起來也是相對困難的，所以前期控制是很關鍵的。

對于這些問題和風險，像設計方面沒有完整的標準體系，混塔和設計鋼塔的設計單位不同，新材料的混塔也是不斷的出現，制造水平和安裝工藝參差不齊，已經投運的項目也存在缺陷。

針對這些問題根據積累的經驗，比如說做倒塔事故分析掌握事故的基本原因和機理，另外掌握缺料的分析和現場的檢測數據，包括缺料方法也會做認證，針對新的問題也一直在開展課題和標準研究工作。

基于這些經驗形成一整套的方案，像混塔的制造工廠審查，首片制造監督，首臺拼裝吊裝和調試運行的評價，最后是運行后的檢驗檢測。

我的分享到此結束。 

（根據演講速記整理，未經演講人審核）