兩種風力發(fā)電塔架運輸臨時支撐的對比分析

夏 鵬

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業(yè)部，云南 昆明 650032）

兩種風力發(fā)電塔架運輸臨時支撐的對比分析

夏 鵬

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業(yè)部，云南 昆明 650032）

風力發(fā)電塔架運輸臨時支撐的費用在整個塔架制造總成本中占有一定比例，為了降低塔架制造的總體成本，將傳統(tǒng)的運輸臨時支撐進行了改進，可以在后續(xù)塔架運輸方案中使用。

風力發(fā)電塔架；支撐；成本降低

1 概述

為了保證風力發(fā)電塔架在運輸過程中，連接法蘭的橢圓度和平面度滿足安裝規(guī)范的要求[1]，要求在塔架運輸?shù)斤L電場安裝前每段塔架的兩端連接法蘭使用支撐加固，目前最常用的是使用米字支撐[2]。但米字支撐的制作和安裝工藝都比較繁瑣，而且材料成本比較高，所以下面介紹一種簡易的支撐，并與傳統(tǒng)的米字支撐進行各方面優(yōu)劣的對比分析。

2 簡易支撐與常用米字撐的結(jié)構(gòu)對比分析

2.1 簡易支撐的結(jié)構(gòu)

簡易支撐實際是兩根特制支撐桿。因為連接法蘭厚度一般在90 mm以上，所以支撐桿桿體選用直徑不超過90 mm、厚度為4 mm的鋼管為宜。支撐桿的兩端耳板使用厚10 mm的鋼板，尺寸為10 mm×100 mm×200 mm，而板的連接孔根據(jù)對應的法蘭孔而定，連接螺栓為M20×30，螺母為M20，該種支撐的構(gòu)造與安裝見圖1。

圖1 十字支撐安裝示意圖

該支撐結(jié)構(gòu)雖然簡單，卻能有效的防止法蘭變形。法蘭在沒有支撐的情況下，因受自身的重力，有形成一個橢圓的趨勢，而縱向的這根支撐在橢圓的短軸方向上，整根支撐軸向受壓，起到一個支撐的作用。而橫向的這根支撐在橢圓的長軸方向上，整根支撐軸向收拉，起回拉的作用，而且兩根撐桿的長度一樣長，則長軸和短軸的長度基本相等，能保證法蘭的基本是一個正圓。因為縱橫兩個根撐桿組合工作時形成一個“十字”，所以稱之為“十字撐”。

2.2 米字撐結(jié)構(gòu)

常用米字支撐是把槽鋼通過焊接和螺栓連接在中心板上，組成一個“米”字型的支撐架，俗稱“米字撐”，槽鋼常用10#槽鋼，中心板的規(guī)格為14 mm×400 mm×400 mm，米字撐的橫梁與中心板的連接為焊接，焊縫點焊牢固即可，其他槽鋼與中心板的連接為螺栓連接，連接螺栓為M20×30，螺母為M20，米字撐的構(gòu)造與安裝見圖2。

圖2 米字形支撐安裝示意圖

兩種支撐都可以保證塔架在運輸過程中連接法蘭不變形，在安裝前法蘭的橢圓度和平面度滿足安裝規(guī)范。但是十字撐比米字撐的制作工藝簡單，還便于安裝。十字撐在安裝時只需要工人使用千斤頂輔助安裝，不需要起重設備配合和二次焊接，而米字撐在安裝的時候需要起重設備配合，橫梁在各個槽鋼安裝完并確定不再調(diào)整后，需要與中心板焊接，這樣米字撐比十字撐安裝投入的人力資源和設備較多，且安裝消耗時間也長。正常情況下，安裝一套十字撐需要0.5 h，而安裝一套米字撐需要1 h左右。

3 兩種支撐的成本對照分析

以大唐古城風電塔架制造項目為例，該項目共有24套2.0 MW風機，塔筒為明陽MY2.0-104-80 m型，每套塔架分為頂段、中段、底段，共3段，每套塔架有6片法蘭（不含基礎環(huán)），在運輸過程中每片法蘭均需要安裝運輸臨時支撐，考慮到頂部法蘭與機艙連接對法蘭平面度的要求較其他連接法蘭高（頂部法蘭平面度不大于0.5 mm，其他連接法蘭平面度不大于1.5 mm）[3]，而十字撐較米字撐對法蘭的約束點少一半，再由于制作和安裝誤差，為保證頂部法蘭平面度在要求范圍內(nèi)，所以在對比分析時頂部法蘭仍然使用常用的米字撐，其他法蘭使用十字撐。

3.1 材料費對比分析

大唐古城風電塔架運輸臨時支撐除了頂部法蘭使用傳統(tǒng)的米字撐外，其他5片法蘭均使用十字撐，因為每片法蘭的直徑都不一樣，所以十字撐的使用的鋼管長度都不一樣，分別為3.12 m、3.45 m、3.87 m，考慮到頂段下法蘭的法蘭厚度為95 mm，縱橫兩跟支撐安裝時沒有碰撞，鋼管選用φ89×4，Q235B材質(zhì)，材料組成費用見表1。

表1 “十支撐”制作材料費組成表

若該項目6片法蘭均使用傳統(tǒng)的米字撐作為運輸臨時支撐，使用的10#槽鋼，Q235B材質(zhì)，材料組成費用見表2。

從表1、表2對比可以發(fā)現(xiàn)，每套十字撐比米字撐材料費節(jié)約4 764.87-2 291.95=2 472.92元，該項目24套塔架使用的十字撐可節(jié)約材料費2 472.92×24=59 350.08元。

表2 “米字撐”制作材料費用組成表

3.2 加工費對比分析

十字撐每套重量為496.03 kg，加工費單價按1.2元/kg計算，則每套十字撐的加工費為496.03×1.2=595.24元；

米字撐每套重量為1 017.15 kg，加工費單價按1.2元/kg計算，則每套米字撐的加工費為1 017.15×1.2=1 220.58元；

即每套十字撐較米字撐加工費節(jié)約1 220.58-595.24=625.34元，24套塔架使用十字撐可節(jié)約625.34×24=15 008.16元。

若從材料費和加工費綜合分析，大唐古城風電塔架項目的24套塔筒的運輸臨時支撐使用的十字撐成本較米字撐節(jié)約24×（2472.92+625.34）=74358.24元。

從成本因素進行分析，十字撐的成本不到米字撐的一半。此外，十字撐因為自重輕，拆除簡單，容易回收循環(huán)利用。若與風機安裝單位溝通得當，在支撐材料能及時回收的情況下，24套塔架支撐只需要制作4套，成本可以再大幅下降，并且還可回收支撐的殘值。

4 結(jié)語

簡易的十字撐和傳統(tǒng)的米字撐，二者都能保證塔架在運輸過程中不變形，滿足安裝規(guī)范要求，但十字撐無論是在制作和安裝工藝上，還是經(jīng)濟成本上，較米字撐都有很大的優(yōu)勢，值得推廣和應用于以后的承擔制造的風電項目上。

[1]樂韻斐，范昌龍，王慶洋.大型風電機組安裝塔筒法蘭對中系統(tǒng)分析［J］.風能，2015（3）：90-92.

[2]郭景紅.風電塔筒制作過程研究［J］.科技與企業(yè)，2013（17）：285-285.

[3]楊萬全.風電塔筒制作法蘭平面度控制研究［J］.酒鋼科技，2014（2）：14-17.

TK83

B

1672-5387（2017）10-0062-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.10.021

2017-07-21

夏 鵬（1986-），男，助理工程師，從事鋼結(jié)構(gòu)制作管理工作。