2021年10月17日-20日，2021北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京。
以下為發(fā)言全文：
焦守雷：
尊敬的董總，各位專家同仁大家上午好，今天分析的是新型分片式塔架結構設計與應用，課題分為五部分，中國中車風電板塊間接，技術開發(fā)背景，分片式塔架結構設計，系統(tǒng)解決方案，技術展望。
首先我簡單介紹一下我們中國中車的風電板塊，中國中車是全球一流的軌道供應商，銷售規(guī)模連續(xù)多年位居全球首位，也是全國最早的風電制造，風電產(chǎn)業(yè)鏈最全的企業(yè)之一，形成了從發(fā)電機、葉片，塔筒，齒輪箱，變?nèi)萜鞯韧暾a(chǎn)業(yè)鏈，截止到2020年底，中國中車提供一萬四千余條葉片國內(nèi)超過60%的風電整機廠家裝有中車的產(chǎn)品。
第二部分是技術開發(fā)背景。
我們在經(jīng)濟增速換檔，資源環(huán)境約束的新常態(tài)下，能源產(chǎn)業(yè)結構，綠色低碳轉型日益迫切，作為我國第三大電力能源的風力發(fā)現(xiàn)，是我國實現(xiàn)能源轉型的重要支撐，從十二五到十三五增間保持兩千瓦千瓦左右，市場規(guī)模平穩(wěn)發(fā)展，成為全球到2020年底，我國風電累計并瓦達到2.8億億千瓦，占全國的37.8%，大容量機組的開發(fā)，長葉片，高塔架技術處于國際領先地位，我國的自然資源分布均勻，陸上風資源主要集中在西北東北和華北，用電集中負荷集中在中東南，存在用電缺口的差異，中東南部分相對于三北集中式的開發(fā)，分散式會更加適用，在2021年以后，隨著特高壓電網(wǎng)完善，風電消納進一步解決，預計新增并網(wǎng)容量在8%左右，隨著風電技術的發(fā)展低風速利用效率提升，將開發(fā)范圍進一步拓展?？蛻舾P注我們分散式周期的度電周期最優(yōu)，圍繞客戶需求建立更完善的成本體系，平臺建設和生態(tài)圈的構建?；A開發(fā)的背景，現(xiàn)在中東南地形復雜，不同于三北地區(qū)的地勢平坦，中東南對丘陵山地地形條件復雜，提供項目收益關鍵就是提升發(fā)電量，為了捕獲更多更平穩(wěn)的風能主要提高風能直徑和高度，建立更高，葉片更大的機組，提高輪轂高度采用超高塔架，形式多樣，這里不做各種類型塔架的比較。目前，主流葉片已經(jīng)突破到160米甚至170米到180米，進行機組塔架規(guī)劃匹配，風電塔架一般均考慮塔架的一階二階與風能轉速的同時要做非運行狀態(tài)下塔架的分析。隨著塔架頻率的降低，大部件與塔筒更容易產(chǎn)生共振，激發(fā)風速下降，尤其是塔架在二階的振動更容易發(fā)生，進口比大將會導致塔筒底部風險增加。板材的利用率偏低，造成浪費。隨著這個高的不斷增加，即便是高樓塔，下面也在不斷的增加。從以前的4.5米增加到現(xiàn)在有同行做到155米的高樓塔，底部直徑到達4.9米，高樓塔底端的直徑也要受限，塔架成為趨勢，分別式塔架能夠在滿足強度和頻率的同時，解決運輸受限的問題，為更加功率機組，風能機組提供塔架的系統(tǒng)方案。分配式塔架的結構設計，我們的這個設計的思路就是超過4.5米的塔段進行分片，這樣既能避免運輸性高，根據(jù)項目的載荷條件，運輸進行定制化設計，分片不是一個定數(shù)，可能是三片、四片、五片等等。塔段水平進行分片，進行設計整段加工之后進行切割，加工制造成熟。第三就是我們風電平臺模塊化設計，這是作為通用化設計能夠匹配不同直徑，分為支撐模塊和調(diào)整模塊，能夠提高生產(chǎn)效率和安裝效率。
同時我們開展設計理論與實驗認證。包括我們采用可靠性設計理論，使用分析方法，針對關鍵質(zhì)量特性和前端試驗模型進行識別，特別是片體模式之間的識別，控制預防，控制探測以及一些處理措施。第二部分我們要開展高強緊固件的試驗，針對拉伸、彎距，剪切、扭轉沖擊進行相關的測試。
系統(tǒng)解決方案。塔架具有成熟的制造體系，我們在制造過程當中，針對片體的法蘭連接、焊接，為了擁有更好的疲勞性能我們擁有超聲波應對消除法，這種方法廣泛運用于軌道交通等領域，可以使我們焊縫疲勞壽命提高到50%到80%，運輸采用特殊運輸工裝，有效解決限高問題，現(xiàn)場安裝是業(yè)主比較關注的點，因為他是采用片體式，我們采用這個滾式的安裝平臺以及專用的組裝根據(jù)提高安裝效率，由于直徑增加，中東南內(nèi)部空間比較大，納入到其中，比如說陸上的，可以減少征地面積。
最后一部分是技術展望，隨著風電的發(fā)展，在塔筒從圓錐到目前研究人們與航架塔到國外的一些斜拉索的塔架，有同行做出自省式的塔，這都是可喜可賀的成績，隨著研究新材料，新技術的加入，比方說木質(zhì)圓錐塔，三D打印技術用在其中，未來有什么新材料新技術應用在塔筒制造，我們拭目以待的同時還要不斷創(chuàng)新。雙碳目標下為風電項目運行奠定堅實的基礎，為我們可再生行業(yè)提供高質(zhì)量發(fā)展，謝謝大家。
（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）
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