風力發(fā)電塔架結構制作施工工法

風力發(fā)電塔架結構制作施工工法適用范圍

《風力發(fā)電塔架結構制作施工工法》適用于風力發(fā)電塔架的制作安裝施工。

風力發(fā)電塔架結構制作施工工法工藝原理

《風力發(fā)電塔架結構制作施工工法》的工藝原理敘述如下：

1.風機結構簡介

風力發(fā)電機主要包含三部分：葉輪、機艙和塔架。大型與電網接駁的風力發(fā)電機的最常見的結構，是橫軸式三葉片風輪，并安裝在直立管狀塔架上。葉輪及機艙由中國之外或中國國內專業(yè)的生產企業(yè)制造，塔架主要由中國國內生產企業(yè)制造。

塔架是風力發(fā)電機的支撐機構，是連接風機的重要部件，它承受了風力作用在葉輪上的推力、扭矩、彎矩、陀螺力矩、電機齒箱的振動及受力變化時的擺動等動載荷，建設風力發(fā)電機地區(qū)的環(huán)境溫度低溫可達-40℃左右，高溫可達50℃左右。由于風的不可控性、隨機性，有時瞬時變化可達70米/秒以上，對塔架造成的瞬時沖擊載荷很大。

此外風力發(fā)電機對其機艙仰角的要求較高，上下偏差范圍很小，例如VESTAS 600千瓦風力發(fā)電機機艙（機加工要求）仰角為5°±24‘。塔架的直線度、同軸度等對機艙的仰角影響很大。因此設計單位對塔架的材料、焊接工藝以及尺寸、形位公差提出了嚴格要求。

截至2009年，風力發(fā)電機主要采用管塔式塔架形式，這種類型的塔架用鋼板卷制焊接而成，形成上小下大的圓錐管，總高度一般為50~100米之間，直徑大約在3~5米左右，內部裝設爬梯、電纜等直通機艙?？紤]運輸因素將塔架分為基礎環(huán)、下段塔筒、（中段塔筒）、上段塔筒。各段塔筒端部焊接法蘭，安裝時用高強螺栓將各段連接在一起，其結構緊湊安全可靠、維護方便，外形美觀。

2.工藝制作原理

塔架主要是由鋼板卷制焊接而成的圓錐管，為了保證塔架及其端部法蘭的制作精度，提高施工質量與效率，采用無間隙組對原理進行制作。從塔架鋼板下料工序開始便采取一系列措施進行嚴格控制，保證鋼板的下料精度，為后道工序打下了堅實的基礎。在卷制、組對、焊接等環(huán)節(jié)進一步采取有技術先進性的措施進行施工，邊施工邊檢測，把每道工序的精度誤差都控制在設計要求的范圍之內，使最后形成的塔架產品各方面均能達到設計要求。

將制作合格的各段塔架運輸到安裝位置后依次吊裝，由于塔架的制作精度得到了保證，所以采用高強螺栓將各段塔架連接緊固后即可達到設計的安裝精度要求，無須進行調整。最后吊裝機艙和葉輪，從而完成風機的整體安裝。

風力發(fā)電塔架結構制作施工工法施工工藝

• 工藝流程

《風力發(fā)電塔架結構制作施工工法》的工藝流程是：

原材料進場檢驗→板材切割→筒節(jié)卷制→筒節(jié)縱縫焊接→筒節(jié)與法蘭組焊→塔架環(huán)縫組焊→塔架附件連接件組焊→成品件檢驗→成品件噴砂、涂裝→塔架附件組裝→包裝出廠→運輸到塔架安裝位置→塔架、機艙、葉輪吊裝→風機調試運行→竣工。

• 操作要點

《風力發(fā)電塔架結構制作施工工法》的操作要點如下：

一、原材料進場檢驗

1.原材料入廠后，必須對原材料（包括鋼材、法蘭、焊材、油漆、標準件等）進行詳細的質量文件審查：要求有完整合格的產品出廠證明塔架筒體、法蘭、門框材質必須具備質量證明書原件或加蓋供材單位檢驗公章的有效復印件（鋼廠注明“復印件無效”時等同于無質量證明書）。

2.原材料應按合同、技術文件及相關規(guī)范、標準進行檢驗與試驗，并將檢驗和試驗的結果做好記錄。

1）筒體、門框、基礎環(huán)鋼板須按爐批號取樣送交有資質第三方進行化學成分、力學性能復驗，按照《低合金高強度結構鋼》GB/T 1591、《素結構鋼》GB/T 700、《厚度方向性能鋼板》GB 5313進行驗收，合格后方可使用。

2）鍛造法蘭的尺寸及形位公差等應按圖紙及技術文件要求進行檢驗，并按鍛造批次提供試樣送交有資質第三方進行100%UT、化學成分、力學性能復驗，按相關標準進行驗收，合格后方可使用。

3）筒體、門框、基礎環(huán)鋼板及鍛造法蘭其他方面檢驗，按技術文件及合同要求進行。

4）焊接材料（焊條、焊絲、焊劑）的選用應與母材相匹配，其選用等級分別根據《碳鋼、低合金鋼及不銹鋼焊條》JB/T 56102、《氣體電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲產品質量分等》JB/T 50076、《碳素鋼埋弧用焊劑產品質量分等》JB/T 5697的規(guī)定不得低于一等品，對焊接材料進行檢驗的要求按照技術文件的規(guī)定執(zhí)行。

5）油漆及標準件的檢驗按技術文件及合同要求進行。

6）原材料的材質證明書、復檢報告、檢驗、試驗記錄等文件，按合同要求向業(yè)主（或監(jiān)理）報檢，并在交貨時一并提供。

3.所用原材料應按圖紙及合同要求選用，發(fā)生材料代用時必須經塔架設計單位認可并辦理代用手續(xù)，并須經業(yè)主和監(jiān)理人員認可。

4.為了保證制作全程的可追溯性，每塊鋼板上必須標記有以下信息（不限于）：爐批號、件號、材質和質量等級等。

二、板材切割

1.根據施工圖展開筒節(jié)，采用數控切割機進行切割，數控編程時對切割、刨邊、機械加工、滾圓和焊接收縮等部位應預留加工余量；每個筒節(jié)內表面都應分4個心線，作為組對與檢測基準線，并標出筒節(jié)號。

2.切割前鋼板必須矯正，以保證切口平直。

3.基礎環(huán)上的橢圓孔采用數控切割機切割，必須去除所有可見的凹槽和切痕，孔周圍不得有任何缺口或者槽口。其余螺栓孔鉆孔后必須將周邊毛刺全部清理干凈。

4.切割后切口上應無裂紋、夾層和大于1.0毫米的凹陷，并應清除邊緣上熔渣和飛濺物等。

5.若在筒體上切割或打印標記，必須處理切口和切口旁邊表面損壞和硬化的區(qū)域。

6.塔架基礎環(huán)縱、環(huán)焊縫坡口采用刨邊機加工，塔架筒體縱、環(huán)焊縫坡口采用經公司改進并取得國家專利的半自動切割機進行加工，塔架筒體板材不等厚處應按1:4加工過渡坡口。不允許手工切割或者手工開坡口。

7.切割允許偏差見表1。

8.邊緣加工允許偏差見表2。

三、筒節(jié)卷制

1.筒節(jié)采用三輥卷板機進行卷制，用弦長不小于1500毫米的弧形樣板反復檢查，筒節(jié)的弧線與樣板之間的間隙不得大于2毫米，以保證筒節(jié)的圓度。

2.檢查合格后在坡口背面點焊牢固下胎，其對口錯邊量≤2毫米，對接焊縫局部間隙不應超過3毫米，以保證筒節(jié)的同軸度和上下口平行度。

四、筒節(jié)縱縫焊接

1.筒節(jié)卷制后吊運至焊接區(qū)地面上，使縱縫處于平焊位置，用半自動埋弧焊機按照焊接文件給定的焊接參數進行焊接。焊接前應檢查筒體焊接接頭對口錯邊量不大于2毫米。縱縫兩端使用引弧板和引出板，其坡口形式與縱縫的坡口形式相同，長度為100毫米?？v縫里坡口焊接前應預留焊接反變形，使焊后外側不發(fā)生蘋果形凹陷。焊接時先焊里側坡口，外側用碳弧氣刨清根后焊接?？v縫外側采用懸臂埋弧焊機進行焊接。焊縫經外觀檢查、無損探傷檢測合格后，檢查縱縫處筒節(jié)的圓度，如有超差則應采用三輥卷板機對其進行溜圓。

2.在焊接塔架筒體時，要求制作筒體縱縫焊接試板，產品焊接試板的制備應符合《壓力容器產品焊接試板的力學性能檢測》JB 4744-2000標。產品焊接試板應按不同厚度、不同熱處理、不同爐批號制作。低溫塔筒產品試板要求做低溫沖擊試驗。焊接試板每10臺須選首臺做產品焊接試板。焊接試板檢驗項目按《壓力容器產品焊接試板的力學性能檢測》JB 4744-2000中規(guī)定執(zhí)行。如一塊試板不合格，應加倍制作試板（即另選兩臺產品做試板）進行復驗并做金相試驗，如果仍不合格應逐臺制作產品焊接試板。

五、筒節(jié)與法蘭組焊

1.法蘭與筒節(jié)組裝時，筒節(jié)應立放在操平的平面上（與法蘭連接的一端向上），并保持立放的筒節(jié)的圓度，以保證法蘭組對的形位公差符合要求。由于筒節(jié)兩端在下料和卷制過程中嚴格控制其同軸度、圓度及上下口平行度，故只需將法蘭放在筒節(jié)上端，保證筒節(jié)和法蘭對接時的錯邊、坡口間隙符合技術文件要求即可在焊縫外側點焊牢固。應注意將筒節(jié)的縱縫放在兩個法蘭孔的中間。

2.法蘭與筒節(jié)組裝后放在專用焊接胎具上，用懸臂焊機進行焊縫內外側焊接，內側焊接完成后清根，進行外側焊接。

3.焊接完成后焊縫經外觀檢查、無損探傷檢測合格后與其他筒節(jié)組裝。

六、塔架環(huán)縫組焊

1.筒節(jié)與筒節(jié)組裝時，先將一個筒節(jié)（可為帶法蘭筒節(jié)）放在組對機的可調滾輪架上，再將與之連接的另一個筒節(jié)放在組對機的固定滾輪架上，按切割時所給的定位線定位，調動可調滾輪架的4個輪使筒節(jié)外側的錯邊、坡口間隙符合要求然后在筒節(jié)坡口外側點焊牢固?；瑒涌烧{滾輪架，再將另一個與之相連的筒節(jié)放在固定滾輪架上與之組對，依此類推直至完成此段筒體組裝，并在筒體內側相應位置打上標記。筒節(jié)與筒節(jié)對接均采用外側對齊，筒節(jié)組裝時縱縫應互相錯開180°，其最大允許錯邊量dx≤2毫米，見圖1。筒體組裝完成后檢查筒體的組裝質量（即筒體兩端面平行度和同軸度的檢查）合格后方可進行環(huán)焊縫焊接。

2.塔體裝配時應盡量避免強行組裝以防止焊接時焊縫產生裂紋和內應力。

3.筒體環(huán)縫焊接采用半自動埋弧焊機在筒體內部對環(huán)縫內側坡口進行焊接，焊接完成后在筒體外側對環(huán)縫進行清根，清根后采用懸臂埋弧焊機焊接環(huán)縫外側坡口。

4.焊縫經外觀檢查、無損探傷檢測合格后組裝塔架附件連接件。

七、塔架附件連接件組焊

塔架附件連接件包括筒內平臺連接板、電纜支架、爬梯連接板、門框等。焊接采用手工電弧焊或CO₂氣體保護焊，焊縫不得置于塔體焊縫上。

八、成品件檢驗

1.筒體任意切斷面圓度公差應符合要求。

2.檢測筒體兩端法蘭面平行度和同軸度，把彈簧秤拴在鋼卷尺上，用相同力（約為5~10千克）測量，并記錄A、B、C、D四個象限斜邊長如圖2及表3，其相對差值在2毫米以內為合格。

3.筒體制作完成后，其任意局部表面凹凸度不能超出最大值，見表4及圖3。

4.筒節(jié)焊接接頭在環(huán)向和軸向形成的棱角見圖4，其值應符合表5要求。

5.法蘭與筒體焊接合格后，用激光測平儀檢查法蘭的平面度。法蘭平面度要求見表6。

九、成品件噴砂、涂裝

風電場一般建在內陸大風地區(qū)和沿海多風地區(qū)。內陸地區(qū)風沙較大，沿海地區(qū)空氣濕度大、鹽蝕性強。塔架作為鋼制結構，防腐是一個很重要的問題，應嚴格控制塔架的噴砂和涂裝。

1.噴砂：構件經自檢、互檢、專檢合格后，進行構件的成品噴砂。噴砂后的鋼材表面不應有浮銹、焊渣、灰塵、油污、水和毛刺等，應達到設計要求的粗糙度。

2.涂裝：涂漆采用無氣噴涂。

1）塔架筒體涂漆采用甲方提供的油漆配套方案實施，涂料、涂裝遍數、涂層厚度及間隔時間均應符合要求。

2）塔架法蘭面噴砂后，熱噴涂鋅防腐，表面不涂油漆。法蘭的倒角必須做與塔筒壁相同的油漆涂層。法蘭孔噴砂熱噴鋅或者刷塔筒底漆。

3）基礎環(huán)上法蘭面至以下1100毫米的范圍內（不包括法蘭上平面）按相應塔架涂裝方案進行防腐處理，其余面積的防腐保證在基礎環(huán)安裝之前不生銹即可。

4）塔架平臺、門、爬梯、電纜支架及入口梯子采用熱浸鋅防腐。組裝的平臺應拆開分別防腐，其余可拆卸附件（梯架支撐、門掛鉤、接地板等）采用熱浸鋅處理，與塔架焊接在一起的附件允許與筒體一起進行打砂涂漆防腐，但焊接避雷螺柱必須熱噴鋅，其表面不允許有涂層（涂漆時采取保護措施）。

5）構件表面不應誤涂、漏涂，涂層均勻、無皺皮、流墜、氣泡、脫皮和返銹等缺陷。涂漆工作應進行干漆膜厚度（磁感應法）檢查，附著力試驗、人工老化試驗及光澤度的測試。

6）涂裝完成后，構件的標志、標記和編號應清晰完整，并按照甲方要求對塔筒統(tǒng)一涂刷文字及圖形商標，其涂刷文字及圖形商標的要求見圖紙及工藝文件要求。

十、塔架附件組裝

為了避免破壞塔架涂層，塔架內用棉被覆蓋涂層，作業(yè)人員在棉被上行走、作業(yè)。附件組裝前應復查、清點零件。

1.門板裝配應保證與塔體貼合緊密，開啟順利無阻澀現象。

2.梯子與梯架支撐應安裝牢固，上下成直線，接頭牢固。

3.塔架平臺面板與支撐耳板間在裝配時放置厚度為3~5毫米的橡膠墊。

4.附件裝配時螺栓連接部位的螺栓緊固力矩應按技術文件要求執(zhí)行。

5.塔架門套應安裝密封條，確保密封條防水和老化。

十一、包裝出廠

為了防止塔架在運輸過程中變形，法蘭必須采用10號槽鋼米字支撐固定（支撐用與法蘭孔相配的銷釘螺栓與法蘭連接），如圖5所示：

基礎環(huán)、塔架搬運和吊裝時，吊裝索具必須采取可靠的防護措施，避免與防腐層直接接觸損傷防腐層。在塔架外側用防水布把塔架整體包上，防止運輸過程中漆膜等破壞。

十二、運輸到塔架安裝位置

塔架運輸到安裝位置后，應采用雙機卸車，并使用塔架專用吊裝工具，以免破壞塔架的防腐涂層。

十三、塔架、機艙、葉輪吊裝

1.首先吊裝基礎環(huán)，基礎環(huán)測平后固定，澆筑混凝土，達到設計要求強度后吊裝第一節(jié)塔架。

2.塔架吊裝時，應首先對塔架內的電纜等進行加固，確保其在吊裝過程中不被破壞。各段塔架連接處的高強度螺栓，其扭矩必須達到設計要求值后，吊車才能松下吊鉤。

3.風機設備吊裝最重要的環(huán)節(jié)是吊裝機艙和葉輪。機艙最重，吊機受力最大；葉片的受風面積最大，因此對風速要求嚴格，一般要求風速不大于8米/秒。葉輪吊裝時，要求隨時注意風速的變化，上面兩個葉片溜繩應按技術要求進行綁扎。葉輪與機艙對接時，需要2~4根尺寸適當的定位銷進行定位，然后再慢慢松鉤對接。

十四、風機調試運行

風機安裝完畢后，應進行調試，并經驗收合格。

• 施工材料

《風力發(fā)電塔架結構制作施工工法》所用的施工材料見表7。

• 施工機具

《風力發(fā)電塔架結構制作施工工法》所用的施工機具見表8。

參考資料：

《風力發(fā)電塔架結構制作施工工法》的工法特點是：

1.運用專利技術，實現了扇形鋼板坡口的自動切割，提高了扇形鋼板坡口的切割質量和切割效率。

2.采用半自動組對裝置進行無間隙組對，降低了勞動強度，至少減少了50%筒節(jié)定位時間。

3.塔架筒體對接焊縫焊接時采用焊劑墊能夠使用大電流焊接，使電弧穿透能力增強，焊縫清根時刨削量減小，提高了焊縫質量及焊接效率，節(jié)省了焊接材料，并實現了對大直徑筒體的焊接變形及焊接效率的有效控制。

4.大直徑法蘭焊后平面度、平行度、同軸度控制。

5.該工法施工順序安排合理，能嚴格控制各工序施工質量，確保工程整體質量可靠。

風電是環(huán)保、綠色的清潔能源，符合國家能源產業(yè)及低碳經濟政策。截至2009年，針對中國風電塔架制造行業(yè)存在的主要問題，公司在施工過程中展開了科技創(chuàng)新活動，研制了一整套適用于管塔式風電塔架施工的新技術，同時在施工中逐漸積累了大量實踐經驗，形成了《風力發(fā)電塔架結構制作施工工法》。

《風力發(fā)電塔架結構制作施工工法》的質量控制要求如下：

一、執(zhí)行標準

1.設計文件（施工圖、技術協(xié)議等）

2.現行國家或行業(yè)標準、規(guī)范

《低合金高強度結構鋼》GB/T 1591-2008；

《碳素結構鋼》GB/T 700-2006；

《熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外型、重量及允許偏差》GB/T 709-2006；

《厚度方向性能鋼板》GB 5313-1985；

《鋼制壓力容器》GB 150-1998；

《形狀和位置公差未注公差的規(guī)定》GB/T 1184-2008；

《鋼結構焊縫外形尺寸》JB/T 7949-1999；

《鋼制壓力容器焊接工藝評定》JB 4708-2000；

《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》JB 4709-2000；

《鋼制壓力容器產品焊接試板的力學性能檢驗》JB 4744-2000；

《金屬材料室溫拉伸試驗方法》GB/T 228-2008；

《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法》GB/T 229-2007；

《金屬平均晶粒度測定法》YB/T 5148-1993；

《承壓設備無損檢測》JB 4730-2005；

《焊縫無損檢測符號》GB/T 14693-1993；

《焊接質量要求金屬材料的熔化焊》GB/T 12467.1-12467.4-1998

《焊縫磁粉檢驗方法和缺陷磁痕的分級》JB/T 6061-1992；

《焊縫滲透檢驗方法和缺陷痕跡的分級》JB/T 6062-1992；

《緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱》GB 3098.1-2000；

《鋼結構用高強度大六角頭螺栓》GB/T 1228-2006；

《鋼結構用高強度大六角螺母》GB/T 1229-2006；

《鋼結構用高強度墊圈》GB/T 1230-2006；

《鋼結構用高強度大六角螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件》GB/T 1231-2006；

《鋼結構高強度螺栓連接的設計、施工及驗收規(guī)程》JGJ 82-1991；

《碳鋼焊條產品質量分等》JB/T 56102.1-1999；

《低合金鋼焊條產品質量分等》JB/T 56102.2-1999；

《氣體電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲產品質量分等》JB/T 50076-1999；

《碳素鋼埋弧焊用焊劑產品質量分等》JB/T 56097-1999

《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》GB 8923-1988；

《金屬和其他無機蓋層、熱噴涂、鋅、鋁、及其合金》GB/T 9793-1997；

《金屬覆蓋層鋼鐵制件熱浸鍍鋅層技術要求及試驗方法》GB/T 13912-2002；

《熱噴涂金屬件表面處理通則》GB/T 11373-1989；

《漆膜附著力測定法》GB/T 1720-1991；

《漆膜厚度測定法》GB/T 1764-1979。

二、工序控制

1.主要工序停檢點控制程序見施工質量控制停檢點程序圖6。

2.測量用儀器、量具必須經國家專門的計量檢定部門檢定合格，統(tǒng)一使用，不得隨意更換。

3.塔架組裝時點焊固定所用焊接材料必須與構件焊接所用材料相同。

4.構件制作經自檢、互檢合格后，應備有檢查記錄。由專職質檢人員按施工圖紙及規(guī)范要求檢查構件質量，填寫檢查記錄，重要工序應通知業(yè)主參加檢測。

三、關鍵工序施工質量控制

1.塔架法蘭平面度、平行度、同軸度控制：

塔架兩端法蘭平面度、平行度及同軸度是幾段塔架安裝后整體直線度及法蘭面接合程度的可靠保證。塔架下法蘭與筒體中軸線垂直度偏差1毫米，塔架頂端就會偏離中軸線10毫米以上。法蘭平面度、平行度超差會使法蘭受載面改變受力狀況，大大影響風力發(fā)電的運行質量，從而影響其使用壽命。所以必須確保法蘭的平面度、平行度、同軸度符合要求，如下：

1）法蘭在使用之前應使用激光測平儀測量其自身平面度是否符合要求。

2）筒節(jié)鋼板下料精度是保證法蘭平面度、平行度、同軸度的基本前提，所以必須嚴格控制筒節(jié)鋼板下料誤差，應采用數控切割機精密切割。

3）法蘭與筒節(jié)組裝時，應保證筒節(jié)的圓度后再組裝。

4）焊接筒節(jié)與法蘭的對接環(huán)縫時，由于采用不對稱坡口及無間隙組對，從坡口形式上減少了焊接變形對法蘭內傾或外翻的影響。

5）筒節(jié)與筒節(jié)組裝時應無間隙組裝，焊接時應使環(huán)縫均勻收縮。

2.焊接質量控制

1）焊接工藝評定

塔架筒體及與法蘭門框等焊前應按《鋼制壓力容器焊接工藝評定》JB 4708-200進行工藝評定。焊接工藝評定合格后應出具完整的評定文件。根據焊接工藝評定及技術要求制定焊接工藝文件，產品的施焊范圍不得超出焊接工藝評定的覆蓋范圍。應依據合格的焊接工藝評定編制塔筒焊接工藝作業(yè)指導書。

2）塔筒、法蘭及門框的焊接人員資質應為鍋爐壓力容器持證焊工，其余部件焊接應由技能熟練的焊工操作。

3）焊件的裝配質量經檢驗合格后方可進行焊接。焊接時不允許在筒體的任何部位引弧及焊接把手、接地線部件等。焊接塔架縱、環(huán)縫時，必須采用焊劑墊進行焊接，焊后清根時必須保證焊道內的夾渣等缺陷徹底清除。施焊完畢后，在距筒體、法蘭及門框焊縫約50毫米處打上焊工鋼印號，要求涂防腐層后也能清晰看到。

4）基礎環(huán)下法蘭的焊接。由于受原材料大小的限制，基礎環(huán)下法蘭分6塊瓦制作，每塊瓦下料時在圓周長度方向上加放2~3毫米余量?；A環(huán)下法蘭的拼接采用CO₂氣體保護焊，須完全焊透；為確保法蘭的焊接質量，焊接前，必須充分預熱，用點溫計進行檢測。焊接時應對稱施焊，控制法蘭的焊接變形，保證法蘭的平面度符合圖紙的要求。

5）塔架門框焊接。為保證門框處筒體法蘭的平面度及減少焊接變形，采用焊接門框專用胎具將法蘭及門框四周固定并設臨時支撐。在筒壁上放實樣時應使塔架門框與相鄰筒節(jié)縱、環(huán)焊縫相互錯開，縱焊縫與門框中心線相錯90°。采用氣割開孔及鏟坡口，用角向磨光機打磨坡口，除去可見凹槽、切痕及切割氧化物等，然后組裝、焊接門框。門框焊接采用CO₂氣體保護焊或手弧焊。焊接前門框及塔筒必須充分預熱，用點溫計進行檢測。施焊時應先從門框下部開始焊接，并且保證連續(xù)施焊，控制焊接的層間溫度。外側焊接完畢后內側用氣刨清根并露出外側焊縫金屬，用角向磨光機打磨清除雜質后再焊外側。焊縫根部應完全熔透以保證焊縫的質量滿足要求。

6）焊縫返修。焊縫需要返修時，應制訂返修工藝，焊縫同一部位的返修次數不應超過兩次。焊縫返修次數、返修部位和返修情況應記入質量證明資料。

1.《風力發(fā)電塔架結構制作施工工法》解決了施工工期與質量控制的矛盾，可邊施工邊對質量進行控制檢查，大量降低質量返修成本，約占投資額的5%。

2.《風力發(fā)電塔架結構制作施工工法》改善了施工人員作業(yè)環(huán)境，使施工安全、高效、有序進行。

3.《風力發(fā)電塔架結構制作施工工法》的社會效益主要表現在：提高新型能源開發(fā)利用效率，促進社會經濟的發(fā)展；減少礦物能源對環(huán)境的污染。

采用《風力發(fā)電塔架結構制作施工工法》施工時，除應執(zhí)行國家、地方的各項安全施工的規(guī)定外，尚應遵守注意下列事項：

1.作業(yè)人員應遵守國家安全法規(guī)及行業(yè)、企業(yè)內部各種有關規(guī)定。

2.作業(yè)人員應嚴格按各工種的安全操作規(guī)程作業(yè)。

3.塔架筒節(jié)直徑較大，吊裝作業(yè)時天車工和架工應注意吊裝物距離地面的高度，避免碰到施工作業(yè)人員及廠房內的設備。

4.焊工在高空焊接平臺上施焊時應注意防止墜落造成傷亡。

5.由于制作時筒節(jié)數量比較多，應擺放在固定區(qū)域，并防止筒節(jié)滾動。

6.筒節(jié)卷制時應點焊牢固，防止吊裝時焊縫開裂。

7.安裝塔架時，必須在塔架內做好漏電保護措施。

8.吊裝底節(jié)和中節(jié)塔架時，應把臨時安全繩固定在塔架頂端；吊裝上段塔架后，應安裝塔架的永久安全繩安裝，確保作業(yè)人員上下塔架的安全。

9.施工過程中，隨時觀察天氣狀況，及時通知強風預報。接到強風預告應馬上停止作業(yè)，將吊鉤升到最高位置，然后趴桿將臂桿頭部觸地或將臂桿放置于鐵板凳上，關閉發(fā)動機，鎖好操作室，人員撤離。

《風力發(fā)電塔架結構制作施工工法》的應用實例如下：

1. 實例1：華能吉林通榆風電特許權項目（二期100兆瓦）工程

華能吉林通榆風電特許權項目位于吉林省白城市通榆縣內，二期裝機容量100.5兆瓦，公司于2008年3月承建了18臺套風機塔架，塔架高度67.400米。

塔架中大量的扇形鋼板坡口采用了公司對半自動切割機進行改造的機具進行切割，提高了切割效率及坡口質量。

• 實例2：華能阜新風電場三期（彰北）工程

華能阜新風電場三期（彰北）工程風機位于遼寧省阜新市彰武縣，裝機規(guī)模為10.05萬千瓦，預計年上網電量21541.6萬千瓦·小時。公司于2009年月承建了該項目全部的67臺套風機塔架，塔架高度67.400米。

該工程工期緊，任務量大，應用了該工法后，既保證了工期，又完成了塔架產品。

• 實例3：華能科右中風電二期（49.5兆瓦）項目

華能科右中風電二期（49.5兆瓦）項目風電場風機位于內蒙古科右中旗，公司于2009年承建16臺套風機塔架，塔架高度67.400米。

該工程開工時，在生產資源、資金等方面給公司造成了很大壓力，在應用了該工法之后，不僅完成了該工程及阜新彰北工程的施工，而且達到了甲方要求的工期及質量。

《風力發(fā)電塔架結構制作施工工法》的環(huán)保措施如下：

1.嚴格遵守ISO14000環(huán)境管理體系中環(huán)保要求，確保建筑垃圾、噪聲、廢氣、揚塵、廢水的排放符合國家和地方法律、法規(guī)要求。

2.各類原料、物料定置堆放整齊，并設標示牌。

3.區(qū)域衛(wèi)生干凈整潔遵守施工現場的各項規(guī)章制度。

4.設小型垃圾堆放場地，將垃圾分類。

5.塔架打砂噴漆時在專用的封閉廠房內進行，以減少揚塵和有害氣體污染。

6.施工現場必須設置消防措施，配置手提滅火器材等。

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布《關于公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《風力發(fā)電塔架結構制作施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。 2100433B

本書為日本土木學會所編風力發(fā)電設備塔架結構設計指南及解說。主要講述風力發(fā)電設備塔架結構的設計流程、設計風速的評估、風荷載的評估、地震作用的評估、其他荷載 、塔架結構的計算、錨固部分的結構計算、基礎的結構計算、根據指南設計的實例、數值計算分析實例、相關法律以及法規(guī)、參考資料等。本書對我國風力發(fā)電設備塔架結構的設計具有較強的指導和借鑒意義。

我國是風電第一大國，風電塔結構健康狀況評估和有效的防災措施是保障我國風電產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要課題。自然基金項目《現役風力發(fā)電塔架結構健康評估的基礎研究》（51208382）的研究人員項目執(zhí)行期間通過協(xié)同攻堅，完成以下工作：（1）對在役塔架結構進行了現場測試，獲得了風電塔在現實環(huán)境下的振動特點，發(fā)展了風電塔振動參數識別方法；（2）根據風力發(fā)電塔現場測試的需要，發(fā)展了基于激光的結構非接觸性測試手段，研究了基于無線檢波器的場地土勘察的面波方法；（3）發(fā)展了基于實測信息的風力發(fā)電塔建模和模型修正方法，并在此基礎上實現了結構健康抗震評估；（4）拓展研究了風電塔振動控制的被動方法，發(fā)展了一種新型的被動控制裝置；（5）對風力發(fā)電塔所涉及的其他防災問題進行了初步探討，為未來課題的深入持續(xù)開展指明了方向。研究課題組選取一座65m高1.5 MW的現役風力發(fā)電塔為研究對象，先后6次赴現場進行振動測試，獲得了大量的風電塔振動的一手數據，并發(fā)展了可以用于白噪和諧頻混疊信號的分析方法，可以對不同運轉狀態(tài)下風電塔的振動參數進行識別。課題組結合調諧液體阻尼器（TLD）和顆粒阻尼器（PD），發(fā)展了一種新型被動減振裝置（TL-PD），并通過試驗論證了新型減振裝置較好的魯棒性。利用課題，共培養(yǎng)畢業(yè)碩士畢業(yè)生4人，課題組成員參加各類會議交流18人次，發(fā)表會議及期刊論文共26篇，其中SCI檢索5篇、EI檢索8篇。課題負責人以訪問客座研究人員身份（Western Fellow）在加拿大西安大略大學合作研究1次，課題責任人還獲得2013年度國際試驗力學協(xié)會Harting Award以及2013年度上海市浦江人才計劃。課題所發(fā)展的白噪和諧頻混疊信號的分析方法是風電塔基于動力特性的健康監(jiān)測的基礎，而課題所提出的新型減振裝置TL-PD則為是風電塔振動控制一種新型的技術措施。通過該項目研究，揭示了現役風電塔在實際環(huán)境中的振動特點，發(fā)展了風電塔抗震評估的方法，并指出了風電防災方向還需解決的問題。課題的研究成果，對于增加風電塔維護的科技含量進而提高我國風能基礎設施的防災能力具有重要意義。 2100433B

世界許多國家都在致力發(fā)展新能源技術，我國現有風電裝機總量世界第一。年輕的風電工業(yè)開始暴露出工程安全問題，而作為主要支撐結構的風電塔架，其準確的結構健康狀況評估和有效的防災措施是涵待研究的課題。本項目旨在此范疇內進行前期基礎性探索工作，研究內容包括：現役風電塔架結構特點及其在現實環(huán)境下振動機理、基于目標的風塔數值建模及模型確認技術、塔架結構健康評價方法。項目將借助激光遙感、無線傳感器等新型試驗手段，開展大量現場實測工作；結合實測分析、理論研究、數值模擬、模型試驗，深入討論風電塔低阻尼、振動耦合、土-結構相互作用等復雜物理現象，揭示風力發(fā)電塔架結構的破壞特征，研究風電塔架結構損傷識別方法。通過本課題，為深入開展旨在發(fā)展智能風電塔體系的健康監(jiān)測系統(tǒng)及其控制技術的研究作積累。