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引言：

風電混塔是一種將風電機組支撐在塔架上的結構，它可以提供更強的支撐力和更穩(wěn)定的結構，從而提高風電機組的工作效率和壽命。風電混塔結構因其良好的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性成為風力發(fā)電機組的常見支撐形式。然而，風電混塔既要承受風機運轉時的巨大載荷，又要面對復雜多變的自然和工作環(huán)境。這些因素都極大地影響了風電混塔結構的安全性能，使得實時數(shù)據(jù)檢查成為不可或缺的環(huán)節(jié)。

一、混塔結構安全在線監(jiān)測意義

在風電場的設備管理中，風電機組的安全運行是設備管理首要考慮的問題。風電機組地處野外，不能實現(xiàn)實時設備外觀的檢查，特別是對于存在地質(zhì)隱患的區(qū)域，如泥石流、礦山開采、地震等自然災害，目前現(xiàn)場無法實現(xiàn)進行事前預控。此外，風電機組的主要設備均運行在幾十米高的塔架上方，在風速、重力、葉片扭力的作用下，風電混塔的螺栓和焊縫能否承受住設計載荷，特別是在極端風速下保證混塔安全，均已成為風電行業(yè)所重視的課題。

1、運行環(huán)境惡劣

風電機組的運行環(huán)境很多時候是及其惡劣的，比如大多數(shù)風電機組安裝在山地、戈壁沙漠等野外環(huán)境，不可避免要長期受風沙、日曬、雨淋、鹽霧等侵襲。勢必帶來風機防腐方面的難題，國內(nèi)對于風機混塔(架)底部基礎環(huán)外的防腐并未形成行業(yè)標準。大部分業(yè)主未進行有效的底部基礎縫隙的防腐處理。此外、由于部分風機所處環(huán)境晝夜溫差大，載荷變化頻繁，不同風機的基礎地質(zhì)條件也各不相同，以上多種因素造成風機運行環(huán)境惡劣，直接關系到設備的健康狀況，影響設備的使用壽命。

（左圖）這是安裝在高山上的風電塔。（右圖）這是安裝在戈壁沙漠的風電塔，

2、存在薄弱環(huán)節(jié)

目前，風電機組的設計壽命大多是20年，在這期間，每一個塔架螺栓至少要被力矩扳手拉伸40多次，這使螺栓接近設計疲勞期。同時，在實際的運行工況下風機必須適應在各種風速下運行，塔架螺栓和焊縫受各方向的剪切力，極有可能造成焊縫的應力集中或螺栓的過度疲勞，致使風機使用壽命降低。

3、設備健康狀況不佳

設備質(zhì)量良莠不齊。一方面源于風電產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)的快速發(fā)展，產(chǎn)能過剩引起設備質(zhì)量相對進口機組不是很高，另一方面是有些機組引進技術改造后存在國外的技術壁壘，致使部分國內(nèi)風電機組設備健康狀況不佳。

有的風機可能因為設計原因或者環(huán)境因素等，發(fā)生傾斜，或者受力能力差，在極端的風速下就可能發(fā)生斷裂，這都是非常危險的。

二、風電混塔結構安全檢查的實施策略

哈爾濱全安測控技術有限公司在中鶴鳴湖風電場混塔19號和37號風機，北安風電場混塔8號和13號風機分別安裝完成一套公司自主研發(fā)生產(chǎn)的DKF20風電結構安全動力監(jiān)測系統(tǒng)。DKF20風電結構安全動力監(jiān)測系統(tǒng)對混塔整機的結構基頻進行實時監(jiān)測。

在鶴鳴湖風電場的19號風機和37號風機共安裝8臺傳感器，趙光風電場的8號和13號共安裝8臺傳感器，四個風機的高度相同結構大致相同故在采取在相同的位置進行傳感器安裝檢測，每個風機設置2個檢測點，檢測點分別設置在一級鋼平臺，二級鋼混平臺。每個檢測點放置一個雙分向傳感器。具體安裝位置如圖所示：

1. 實時監(jiān)測：實時顯示返回的時域數(shù)據(jù)，通過觀察幅值來判斷風機的運行狀態(tài)。右側的頻域曲線是通過時域數(shù)據(jù)1分鐘計算更新一次，方便觀察基頻變化。實時監(jiān)測功能具有時效性方便及時發(fā)現(xiàn)各種問題。

2. 采用先進的檢查技術：單預應力錨索穩(wěn)定性分析通過曲線、雷達圖和偏離比表格三種形式反應錨索的穩(wěn)定性。

3. 數(shù)據(jù)記錄與分析：將檢查結果記錄下來，并進行分析比對，追蹤潛在問題的發(fā)展趨勢，為后續(xù)的維護和修復提供依據(jù)。 

結論：

風電混塔結構的安全檢查是確保風電場長期穩(wěn)定運行的關鍵環(huán)節(jié)。通過實時檢測，可以預防和及時處理安全隱患，延長風電混塔的使用壽命，并確保風電場的高效運行。風電場運營商應重視安全檢查的必要性，投入必要的資源和精力，采取科學的策略，以實現(xiàn)風電混塔結構安全性的持續(xù)優(yōu)化。

隨著對風電混塔結構安全性研究的深入以及檢查技術的不斷進步，未來風電混塔的檢查將更加高效、精準，風電產(chǎn)業(yè)的安全性和可靠性也將持續(xù)提升，為全球的可再生能源發(fā)展做出更大貢獻。