陆上风电场大件运输创新方法思考——从场外大件运输角度_万军.pdf
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1、第 4 卷 第 1 期2023 年 8 月新能源科技New第 4 卷 第 1 期2023 年 8 月新能源科技New EnergyEnergy TechnologyVol.4,No.1August,2023TechnologyVol.4,No.1August,2023 作者简介:万军(1986),男,湖北黄冈人,高级工程师,博士研究生;研究方向:电力工程(含新能源)设计及研究。陆上风电场大件运输创新方法思考 从场外大件运输角度万 军1,2,3,方伟定1,何卫星1,李 琪1(1.中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司,浙江 杭州 310012;2.东南大学 交通学院,江苏 南京 210018;
2、3.中国能源建设集团东北电力第二工程有限公司,辽宁 大连 116023)摘要:陆上风电场大件运输一般包含两部分内容:场外运输和场内运输。无论是场外运输还是场内运输,其根本还是在于道路,场外大件运输道路主要着眼于对现有道路的改造,场内大件运输道路的工作重点则在复杂地形条件下道路展线、土石方量控制、水土保持及道路边坡复绿等问题上。文章主要从风力发电机组设备运输技术创新的角度,结合风电大件运输道路,以场外大件运输为切入点,对陆上风电场大件运输相关创新方法进行了深入思考,提出了相应的解决和应对方案,以供广大风能发电相关从业人员交流与探讨。关键词:风能发电;大件运输;场外改造;模拟运输中图分类号:U41
3、 文献标志码:A 0 引言 在国家大力推动“3060 双碳”战略的当下,积极发展以风力发电为代表的清洁可再生能源是响应国家战略规划要求,践行绿色可持续发展的重要举措。陆上风电作为风力发电行业的重要组成,风电大件设备的运输问题一直以来都是行业难题。一般来说,风电场大件运输是指借助相应的运输工具,通过运输道路将风电大件设备:机舱、塔筒、叶片及相关附件等,从设备厂家运至风电场各风机机位点。陆上风电场的大件运输,从根本上就是运输道路的问题,其一直以来都是风电场建设过程中的重点,也是难点。如何既尽可能地降低建设及改造成本、减少水土扰动,又能保证大件设备的顺畅运输,一直是行业内相关从业人员不断追求的目标和
4、努力的方向。一般而言,风电场大件运输是以拟定的风电场场内、外道路分界点为界,分为场外大件运输和场内大件运输,本文主要从场外大件运输角度,以风力发电机组设备运输技术创新为研究点,提出相应的解决方案,以供广大风能发电相关从业人员交流与探讨。1 场外大件运输的技术要求及难点1.1 技术要求1.1 技术要求 陆上风电场场外大件运输道路的主要技术要求如下1-5。(1)陆上风电大件运输时,风电机组的叶片、塔筒由于尺寸较长,叶片的扫尾区域、塔筒的半挂车后段转弯区域不能有任何障碍物,如:电力杆塔、树木、建构筑物等4。(2)若必须途径的现有道路转弯半径较小,不能满足大件运输转弯需要时,应按照大件运输需要改造现有
5、道路的转弯处,这些改造往往涉及道路弯道填筑加宽或开挖山体削坡等处理手段4,6。(3)风电场大件设备运输时,净空要求不低于运输车辆平板高度与风电大件设备最大尺寸之和,随着近年来陆上风电机组单机容量不断变大,对运输道路的净空要求也逐年提高4,6-7。(4)当风电机组叶片运输采用举升运输时,举升高空内不得有架空电缆、管道、树木、建构筑物等障碍物4,6-8。(5)开展风电大件运输前,应充分调研、论证途经桥梁、涵洞的最大承载能力,确保风电大件设备能安全顺利通行4,8-9。75新能源科技新能源科技(6)大件运输时必须途经的现有道路的转弯半径、道路宽度、道路坡度等,必须结合实际风电场项目对应的具体风电机组设
6、备厂家提供的相应参数进行改造和处置6。1.2 难点及痛点1.2 难点及痛点 根据工程实践经验,通过分析目前陆上风电场大件运输存在问题、产生原因及其深层机理,本文将目前陆上风电场大件运输的主要难点和痛点分析及总结如下10。(1)运输路线长,途经道路等级多样,改造工作量大10。风电设备通常都具有较大的尺寸,以目前广泛使用的陆上风电场主流机型(如:3.X 级、5.X级、6.X 级)为例,叶片的长度一般在 7090 m 之间,而单节塔筒的最长段一般也在约 2030 m 之间。这些设备显然属于典型的大件,一般在运输过程中面临着极大的困难。风电大件设备一般需要从设备厂运输至风电场场址所在地,这一过程会面临
7、着较长的路程,沿途地形复杂且变化多样。同时,这些途经道路在当初设计时往往并未考虑运输类似风电设备这样超大超长件的特殊需求。因此,需要大量的道路技术改造,这样便给风电场大件设备的运输及施工建设带来了巨大的困难。(2)运输前,由经验丰富的运输单位、施工单位、设计单位、设备厂家等多单位组成的人员数量庞大的前期路勘团队,往往耗费大量人力、物力以及时间10。陆上风电场在运输风电大型设备前,都会进行专门的道路前期勘察,都会按照拟定的运输路线,沿途勘察每个可能存在问题的障碍点,并制定相应的技术改造方案10。但这种常规传统的方式,几十甚至几百 km 路勘下来,要准确搞清楚每一个问题的节点,通常需要耗费大量的时
8、间、精力以及财力10。(3)常规传统的路勘缺乏准确性,可靠度不高。目前常规传统的道路前期勘查方式,即使拥有庞大的路勘团队,由于无实物参照,通常较多的主要还是依赖路勘人的个人经验和主观判断,往往会导致勘查结果与实际出现较大的误差10,从而严重制约陆上风电场工程建设进度,也非常不利于工程前期成本的控制。(4)采用实物直接模拟运输查找问题点并制定改造方案的方式,易导致设备损坏且造成交通阻塞,风险较大10。如果直接采用风电机组实物设备实地进行模拟运输来查找问题点从而制定改造方案的方法10,则往往存在以下两方面的问题。一方面,由于风力发电大件设备一般造价高、体积大,若在拟运输路线未经改造的情况下,就采用
9、实物设备模拟运输,查找问题点,一旦遇到无法通过的道路问题点,设备将会受损,风险较大10;另一方面,风力发电大件设备运输一般需要封闭管制相关道路,在特定时间段内进行专门运输10。若在拟运输路线尚未改造的情况下,就直接进行实物模拟运输,一旦遇到无法通过的问题节点,那么设备将会被卡在问题点,进退两难10。即使现场就地改造问题点,不仅耗时费力且难以放手展开施工作业,还会阻塞正常交通。2 创新研究思路及实现方式2.1 研究思路2.1 研究思路 为了解决现有常规大件运输的难点及痛点,本文重点从降低前期道路勘察成本、减少人力、财力投入,节省前期道路勘察时间,提高道路勘察的精度和改造方案的准确性等角度,有针对
10、性地提出一种充气式的仿真模拟运输装置创新解决方案,以提升陆上风电场场外大件运输改造的经济性、准确性以及效率10,从而较好地服务于陆上风电场施工建设。2.2 实现方式2.2.1 实施步骤2.2 实现方式2.2.1 实施步骤根据研究思路,建议具体实现步骤如下。(1)按照风力发电机组大件设备(主要是风力发电机组叶片和塔筒)的实际尺寸、体积大小,制造一种充气状态下与风力发电机组大件设备(主要是风力发电机组叶片、塔筒等)实际尺寸及外形体积完全一样的仿真模型装置,其排出全部气体状态下处于折叠状、体积较小10,如图 12 所示。(2)取出折叠状、体积较小的风力发电机组仿真大件设备组件,通过固定束缚装置上内置
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