工人正在进行风力发电混凝土塔基座生产工作 ■企业/供图
广袤的戈壁滩和茫茫的大草原上,一台台上百米高的风电机组如同立在大地上的巨型“电扇”,日夜不停地转动着,源源不断地为国家电网生产绿色能源。如何让越来越高的风电机组运行更加安全,安装更加稳定,北京建工新材公司(以下简称“建工新材”)的技术人员正在不断探寻。
全球风能理事会发布的《2023全球风能报告》中预计,未来五年全球风电新增并网容量将达到680吉瓦,约相当于2023年北京市用电量的5倍。2020年和2021年,中国先后在陆上、海上两端的风电装机量达到历史最高,证明了中国风电行业的快速发展和巨大潜力。未来,预计全球新增风电装机容量将保持15%以上的复合增长率,中国风电新增装机容量预计将继续占据全球市场比重的50%以上。
风力发电以其清洁能源的特性成为电网系统中的重要组成部分。随着设备机组的大型化,动辄100多米的扇叶让整个风力发电设备的“身体”不停长高。相关数据显示,如今陆上风力发电设备最高已经突破180米。
如何让越长越高的风力发电设备根基稳固?传统的钢制基础对于超高风塔的风荷载承受能力有限,存在长期使用后的结构弯折、倒伏等隐患,混凝土基座因其稳定性和高强度已成为替代钢结构基座的最佳选择。
2021年,建工新材开始涉足风电领域,其中风电机组的混塔产业成为企业开拓的“蓝海”市场。
自重和风荷载的承载力是风力发电基础——风塔基础的核心参数,其背后对高标号、高强度混凝土构件的施工技术要求也更高。风塔基础由大小不一的环形混凝土管片组成,要将它们安装到一起,简单的垒落无法满足要求。“安装管片类似拔出套杯的原理,要让管片之间形成咬合受力结构,并通过专用设备连接实现整体结构稳固。”建工新材科技创新研究院副院长、绿色高性能混凝土研发中心主任杨荣俊说。
为了确保构件品质,材料选择上建工新材技术人员坚持宁缺毋滥,以300—500公里为范围,围绕风塔技术参数,挑选从水泥到砂石料的最优材料品类,没有质量保证的材料无法应用到施工现场。同时,对于混凝土构件的生产、浇筑、养护的过程,他们也是一丝不苟。
比如,当构件脱模后,团队立刻为其裹上一层塑料膜,并包上一层浸透水分的土工布,确保构件24小时不间断的“护肤保湿”,让其在14天至28天的时间中充分滋养,确保不出现任何影响质量安全的“皱纹”。
杨荣俊看来,虽然建工新材在该领域的起步时间并不算早,但公司在混凝土相关技术储备上的优势为企业拓展市场提供了巨大的支持。他说:“虽然风塔目前最高使用也就是C90的强度,但是我们的技术储备最高已经可以提供到C120强度产品,为后续风塔市场向更高的高度冲击提供可能。”
根据行业数据显示,去年全国风塔数量刚刚突破3000根,建工新材的市场占有率约占全国的3%左右,而今年行业预测数据显示新建风塔数量约在4000根左右,建工新材在手项目数量已经突破300根,随着后续市场拓展,占据全国市场份额的10%不再遥不可及。而仅用3年便拥有行业话语权,彰显了企业在核心生产技术以及国企履约能力上的优势。
对于混凝土选型,杨荣俊表示,建工新材技术人员正在围绕名为UHPC超高性能混凝土应用进行研究,这种混凝土由不同尺寸的材料通过外加剂和水混合搅拌而成,不同尺寸材料组合的密实度更好,成型材料具备高强度、高韧性、高耐久性特点,可以更好地适应不同条件下风塔安装和使用,为风电混塔继续长高、扩容提供更高的稳定性和可靠性。
杨荣俊表示,未来,建工新材将围绕风塔市场的重点难点开展科技攻关,比如针对风塔混凝土结构与钢结构顶部连接技术的研究,围绕二层风塔结构开洞对整体稳定性的影响进行材料优化,结合海上风电施工技术的研究等方面逐步推进,诸多攻关方向将为企业开拓市场持续提供支持。
风电混塔行业市场竞争压力大,在规范行为的同时,更要突破创新。杨荣俊在谈及行业愿景时表示,建工新材未来将以科技创新为源头、以产业升级为途径,以高科技、高效能、高质量为特征,继续大胆创新、积极实践,切实探索和推动新时代风塔行业新质生产力的发展,为建设更高、更稳的风电混塔提供更多的引领和示范作用。
发表评论 取消回复