钢混塔，可靠好选择

　　通过为机组配置更高的塔架，提升高风切变地区的发电量，逐渐成为行业共识。由钢结构与混凝土结构组成的混合型塔架（以下简称钢混塔），不仅满足了“高”发电和“低”成本要求，还极具可靠性，显然是个好选择。
　　
　　2016年年末，金风科技收到了一封来自江苏临海风力发电有限公司的表扬信。信里这样写到：“国信临海风电二期从2016年3月底线路上电，4月底全场机组进入240试运行。机组自投入运行以来，运行总体情况良好。特别是发电量方面，截止11月底，已比计划多出672.34万kWh，月发电利用小时在全省对标中数次名列前茅。”
　　
　　据悉，国信临海风电二期项目采用了50台金风科技115/2000kW机组，并为部分机组配置了高度为100米的钢混塔。因此，从这封表扬信中，不仅能够看出该项目运行情况远超业主预期，且足以证明钢混塔在项目实际运行中的良好表现。
　　
　　那么，钢混塔架作为国内风电市场上的“高”技术和“热”技术，是怎样助机组“一臂之力”的？ 　　 　　
　　高可靠性是优势
　　
　　随着弃风限电问题的日益严重，国家风电开发战略及政策由此前的“三北”地区为主，逐渐转向中东部、东南部及西南部地区，形成所谓“百万雄师过大江”之势。然而，这些地区的风资源条件相对较差，那么通过增加风电塔架高度，将轮毂托举在风速更高的空中，成为提高低风速地区发电量及收益的一个好选择。
　　
　　钢混塔架，就是一种高塔架，以金风科技的钢混塔技术为例，其120米钢混塔架高度相当于40层楼，140米钢混塔架的高度则达到了46层楼之高。它的出现，使东北、山东、江苏、河南、安徽、湖南、湖北、广东、福建等不少风切变系数较高的地区，原本不具备风电开发条件的项目，也能“算得过来账”。 　　 　　
　　但你知道吗，钢混塔技术其实并不“新”。在欧美国家，其已经应用很久，安装这类塔架的机组，多达上万台。按一位塔架专家的话说，“虽然高塔解决方案很多，包括钢混塔、柔塔、桁架塔、木质塔等，但其实钢混塔在高塔架市场中所占份额高达80%。”
　　
　　你一定会问，柔塔貌似更接近于传统的全钢塔架，但应用更多的却是钢混塔，这是为什么？难道老外傻？
　　
　　其实，柔塔并非传统钢塔，钢混塔反而与传统钢塔的结构特征一致。柔塔与钢混塔的最大区别，就是刚度不一样。相对于柔塔而言，钢混塔自有振动频率更高，刚度和强度与传统塔架相比基本无异。而柔塔因相比传统全钢塔架减少了用钢量，其自有振动频率也大幅降低，因此更为“柔”一些。在相同条件下，如果给予钢混塔和柔塔顶端相同的力，那么钢混塔的摆幅与传统塔架没有实质上的区别，而柔塔的摆幅就大不少。
　　
　　柔塔自有频率低于叶轮额定转速频率，对于柔性塔架来说，从叶轮起转到叶轮达到额定转速期间，会在某个转速点上与叶轮出现共振。为了穿越那个共振点，减小摆动，需要对机组的控制策略进行改动，这就存在一个设计经验和技术先进性的问题，从而关乎到整个机组的可靠性。
　　
　　而钢混塔不需要对控制策略进行任何改变，因为它的物理特性，就已经决定了安装钢混塔的机组，与安装传统全钢塔架的机组，在可靠性上没有差别。
　　
　　所以，钢混塔更为可靠，具有更高的耐受力，也更能适应风况复杂的地区，应用范围广泛。
　　
　　其实，钢混塔不仅在可靠性上表现出色，而且由于其下部为混凝土，因此具有很强的防水性能。在实际应用的案例中，如大唐龙感湖项目，在2016年曾受到洪水侵害，正是由于使用了钢混塔，机组在洪水期间都没停止发电。 　　 　　
　　工期长只是传说
　　
　　据了解，由于我国应用较早的钢混塔项目，采用了现浇式施工方案，所以有不少参观过项目建设的同行认为，钢混塔项目建设工期较长，体验确实不爽。但事实上，目前国内唯一有批量钢混塔安装的整机商——金风科技，早已通过采用预制混凝土段的技术方案，避免了工期影响。
　　
　　为此，上述塔架专家将传统钢塔与预制式钢混塔的安装施工工期进行了对比。
　　
　　传统钢塔的基础施工约为12天（以下施工周期根据现场实际情况略有差异）。在基础混凝土浇筑完成后，需要等待28天，机组吊装时间2-3天。因此，传统钢塔机组的安装施工工期约为43天。
　　
　　而预制式钢混塔的基础施工也为12天。在基础混凝土浇筑完成，等待基础固化的28天时间里，由于预制混凝土段的生产不用在现场进行，那么除了前7天外，可在余下的21天中根据钢混塔的混凝土段高度不同，任选1至5天吊装预制混凝土段。在28天过后，再用2-3天，吊装上面的钢结构段和机组。因此，预制式钢混塔架的安装施工工期也为43天。
　　
　　并且更可关注的是，上述混凝土预制塔段的生产可以通过标准化固定工厂或移动工厂提前完成，不仅不会增加机位点的征地面积，而且不会影响项目整体施工进度。
　　
　　因此，你已经可以相信，钢混塔需要更久的安装周期，只是个传说。 　　 　　
　　这项技术哪家强
　　
　　在欧洲，虽然钢混塔最高的规格已经做到了160米至170米。有一些整机商，大部分机组都安装的是钢混塔。但在国内，目前只有金风科技的钢混塔有批量装机，同时，金风科技也是最早在国内研发钢混塔的企业。
　　
　　据悉，金风科技的第一台现浇式钢混塔样机，于2013年在达坂城并网，第一台预制式钢混塔样机，于2015年并网。2015年至2016年期间，金风科技开始批量应用钢混塔产品，在手订单不断增长。
　　
　　然而，金风科技最初对钢混塔的开发之路，也并不顺利。金风科技最初也希望从国外引进这项技术，但没有实现，最终还是选择了自主研发，取得了成功。没有从国外引进钢混塔技术的原因，一方面是国外掌握技术的公司漫天要价，更重要的是，从国外引进的钢混塔技术，到国内极易遇到水土不服的情况。
　　
　　据一位产品经理所言，一方面是国外的标准与国内相差甚远，例如在抗震等级上，钢筋标号的匹配上等。这使采用国外技术标准所进行的设计，导致一系列技术参数出现变化，直接影响产品可靠性。另一方面，在加工工艺上国内外的水平也有很大差距。
　　
　　因此，为保证产品质量，金风科技决定进行自主研发，根据中国国情，使用中国标准，设计中国产品，应用中国市场。
　　
　　通过不断努力，金风科技在一系列钢混塔技术上达到了顶尖水平。例如，在竖向预应力混凝土体系与钢结构体系相结合的设计上，达到了国际领先水平。在建筑行业解决超大弯矩高耸结构的设计上，达到了国内领先水平。在预应力混凝土结构解决千万次超高疲劳周期级别上，达到了国内领先设计水平。
　　
　　上述的三项“领先”，第一个是通过竖向预应力的高精尖设计，埋设钢索，解决了钢混塔的混凝土结构与钢结构相结合的难点；第二个是突破了我国建筑行业对高塔这样结构的超大弯矩设计能力，实现了风机在空中进行捕风发电时，混凝土结构承载超大弯矩的能力；第三个是超越混凝土行业对于高层建筑疲劳周期达到200万次的标准，通过先进的设计，将钢混塔的疲劳周期级别提升至千万次水平，适应风电机组在整个生命周期中的需要。
　　
　　除此之外，金风科技还通过应用一系列技术与工艺，为钢混塔的批量生产与安装奠定了基础。如开发出了1.5毫米的高精度混凝土预制件模具，以及一系列可移动工装设备和专用吊具等。
　　
　　可以说，钢混塔看上去简约并不简单，用上去坚固且可靠。而据最新消息，搭载100米和120钢混塔的金风科技GW2.XMW机型，目前已经取得了鉴衡设计评估认证证书，为业主提供了更多选择。