引言：

風(fēng)電混塔是一種將風(fēng)電機(jī)組支撐在塔架上的結(jié)構(gòu)，它可以提供更強(qiáng)的支撐力和更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，從而提高風(fēng)電機(jī)組的工作效率和壽命。風(fēng)電混塔結(jié)構(gòu)因其良好的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性成為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的常見(jiàn)支撐形式。然而，風(fēng)電混塔既要承受風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的巨大載荷，又要面對(duì)復(fù)雜多變的自然和工作環(huán)境。這些因素都極大地影響了風(fēng)電混塔結(jié)構(gòu)的安全性能，使得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)檢查成為不可或缺的環(huán)節(jié)。

一、混塔結(jié)構(gòu)安全在線監(jiān)測(cè)意義

在風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)備管理中，風(fēng)電機(jī)組的安全運(yùn)行是設(shè)備管理首要考慮的問(wèn)題。風(fēng)電機(jī)組地處野外，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)設(shè)備外觀的檢查，特別是對(duì)于存在地質(zhì)隱患的區(qū)域，如泥石流、礦山開(kāi)采、地震等自然災(zāi)害，目前現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)進(jìn)行事前預(yù)控。此外，風(fēng)電機(jī)組的主要設(shè)備均運(yùn)行在幾十米高的塔架上方，在風(fēng)速、重力、葉片扭力的作用下，風(fēng)電混塔的螺栓和焊縫能否承受住設(shè)計(jì)載荷，特別是在極端風(fēng)速下保證混塔安全，均已成為風(fēng)電行業(yè)所重視的課題。

1、運(yùn)行環(huán)境惡劣

風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行環(huán)境很多時(shí)候是及其惡劣的，比如大多數(shù)風(fēng)電機(jī)組安裝在山地、戈壁沙漠等野外環(huán)境，不可避免要長(zhǎng)期受風(fēng)沙、日曬、雨淋、鹽霧等侵襲。勢(shì)必帶來(lái)風(fēng)機(jī)防腐方面的難題，國(guó)內(nèi)對(duì)于風(fēng)機(jī)混塔(架)底部基礎(chǔ)環(huán)外的防腐并未形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。大部分業(yè)主未進(jìn)行有效的底部基礎(chǔ)縫隙的防腐處理。此外、由于部分風(fēng)機(jī)所處環(huán)境晝夜溫差大，載荷變化頻繁，不同風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)地質(zhì)條件也各不相同，以上多種因素造成風(fēng)機(jī)運(yùn)行環(huán)境惡劣，直接關(guān)系到設(shè)備的健康狀況，影響設(shè)備的使用壽命。

（左圖）這是安裝在高山上的風(fēng)電塔。（右圖）這是安裝在戈壁沙漠的風(fēng)電塔，

2、存在薄弱環(huán)節(jié)

目前，風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)壽命大多是20年，在這期間，每一個(gè)塔架螺栓至少要被力矩扳手拉伸40多次，這使螺栓接近設(shè)計(jì)疲勞期。同時(shí)，在實(shí)際的運(yùn)行工況下風(fēng)機(jī)必須適應(yīng)在各種風(fēng)速下運(yùn)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(yīng)力集中或螺栓的過(guò)度疲勞，致使風(fēng)機(jī)使用壽命降低。

3、設(shè)備健康狀況不佳

設(shè)備質(zhì)量良莠不齊。一方面源于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)的快速發(fā)展，產(chǎn)能過(guò)剩引起設(shè)備質(zhì)量相對(duì)進(jìn)口機(jī)組不是很高，另一方面是有些機(jī)組引進(jìn)技術(shù)改造后存在國(guó)外的技術(shù)壁壘，致使部分國(guó)內(nèi)風(fēng)電機(jī)組設(shè)備健康狀況不佳。

有的風(fēng)機(jī)可能因?yàn)樵O(shè)計(jì)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(fēng)速下就可能發(fā)生斷裂，這都是非常危險(xiǎn)的。

二、風(fēng)電混塔結(jié)構(gòu)安全檢查的實(shí)施策略

哈爾濱全安測(cè)控技術(shù)有限公司在中鶴鳴湖風(fēng)電場(chǎng)混塔19號(hào)和37號(hào)風(fēng)機(jī)，北安風(fēng)電場(chǎng)混塔8號(hào)和13號(hào)風(fēng)機(jī)分別安裝完成一套公司自主研發(fā)生產(chǎn)的DKF20風(fēng)電結(jié)構(gòu)安全動(dòng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。DKF20風(fēng)電結(jié)構(gòu)安全動(dòng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)混塔整機(jī)的結(jié)構(gòu)基頻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

在鶴鳴湖風(fēng)電場(chǎng)的19號(hào)風(fēng)機(jī)和37號(hào)風(fēng)機(jī)共安裝8臺(tái)傳感器，趙光風(fēng)電場(chǎng)的8號(hào)和13號(hào)共安裝8臺(tái)傳感器，四個(gè)風(fēng)機(jī)的高度相同結(jié)構(gòu)大致相同故在采取在相同的位置進(jìn)行傳感器安裝檢測(cè)，每個(gè)風(fēng)機(jī)設(shè)置2個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)點(diǎn)分別設(shè)置在一級(jí)鋼平臺(tái)，二級(jí)鋼混平臺(tái)。每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)放置一個(gè)雙分向傳感器。具體安裝位置如圖所示：

1. 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)顯示返回的時(shí)域數(shù)據(jù)，通過(guò)觀察幅值來(lái)判斷風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。右側(cè)的頻域曲線是通過(guò)時(shí)域數(shù)據(jù)1分鐘計(jì)算更新一次，方便觀察基頻變化。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能具有時(shí)效性方便及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題。

2. 采用先進(jìn)的檢查技術(shù)：?jiǎn)晤A(yù)應(yīng)力錨索穩(wěn)定性分析通過(guò)曲線、雷達(dá)圖和偏離比表格三種形式反應(yīng)錨索的穩(wěn)定性。

3. 數(shù)據(jù)記錄與分析：將檢查結(jié)果記錄下來(lái)，并進(jìn)行分析比對(duì)，追蹤潛在問(wèn)題的發(fā)展趨勢(shì)，為后續(xù)的維護(hù)和修復(fù)提供依據(jù)。 

結(jié)論：

風(fēng)電混塔結(jié)構(gòu)的安全檢查是確保風(fēng)電場(chǎng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)，可以預(yù)防和及時(shí)處理安全隱患，延長(zhǎng)風(fēng)電混塔的使用壽命，并確保風(fēng)電場(chǎng)的高效運(yùn)行。風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商應(yīng)重視安全檢查的必要性，投入必要的資源和精力，采取科學(xué)的策略，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電混塔結(jié)構(gòu)安全性的持續(xù)優(yōu)化。

隨著對(duì)風(fēng)電混塔結(jié)構(gòu)安全性研究的深入以及檢查技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來(lái)風(fēng)電混塔的檢查將更加高效、精準(zhǔn)，風(fēng)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(xiàn)。