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        兩種風力發(fā)電塔架運輸臨時支撐的對比分析

        2017-11-04 05:26:45
        水電站機電技術(shù) 2017年10期
        關(guān)鍵詞:加工費材料費塔架

        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(shè)備配合和二次焊接,而米字撐在安裝的時候需要起重設(shè)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(shè)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(chǔ)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。

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