山地风电场风机基础优选方案探讨.pdf

2012年第3期(总184期
安微建筑
山地风电场风机基础优选方案探讨
Study on Selecting Favorable Project in Fan Foundation for Wind Farm around Hills
康传芳,汤镇宗(安微省电力设计院,安徴合肥23060
摘要:岩石锚杆基础较传扩展基础增加了锚杆部分,在场
表1
地岩石上钻孔,然后放入锚杆并灌浆,让锚杆与基础及岩石之间
部件
质量
有可靠连接。利用锚杆的拉力来抵抗上部结构产生的偏心拉力
从而有效地编小了基础底面积,该造价在诸多基础形式中最低,
叶轮
48.61t
有较大经济优蛴。因此在山地风电场中,建议用岩石锚杆基础。
机舱
80.00t
关键词:风电场;岩石错杆基础;方橐比价
第一段塔架(底部)
41.39t
中图分类号:TU47
文就标识码:B
第二段塔架(中下
43.129t
文章编号:1007-78359(2012)03-0102-03
第三殷塔架(中上
40.567t
1概况
第四段塔架(部)
467t
风力发电是再生能源中仅次于水电技术最成熟、最
计算工况
基底脱开面积AT/基底面A(100%)
具规模化开发的发电方式之ー。我国风能资源丰富,据估
算,我国风能资源总储量约32.26x10kW,其中陆地可开
正常运行荷载工况多遇地篾工况
不允许脱开
发利用风能资源储量约2.5x10?W(离地10m高度资料
极端荷载丁况
25%
岩计算),海上可开发利用风能储量约7.5x10kW,合计约
表5
士10x10W,风能开发的前景十分广阔。截至到2011年
岩石坚硬程度
软岩
较软岩
硬质岩
工
程12月末,中国风电累计装机容量达到654415×10kW(包
粘结强度
0.2
0.2-0.4
0.4-0.6
与括已经并网和吊装后调试中)。我国风力发电较好的主要
基
础在内蒙古、新、甘肃等西部地区以及沿海地区,但是随
处着风力发电机制造技术的迅速发展,大容量低风速发电
天然地面
理机已投入市场,给如安徽这样的内陆地区发展风电提供
了良好的条件。安徽目前筹建和在建的风电场项目很多,
有理由相信再过1~2年,江准大地上随处可见美丽壮观
的大风车
单位:m
在风电场设计中,风机基础设计是其中最重要的工
图2
程,它是风机是否安全运行必要条件,同时也是控制工程
造价的重要手段。
2
2风机基础受力特点
目前风电市场主打风机类型为额定功率1500kW和
额定功率2000kW
1840
单位:mm
的2种机型,但对
图3
于安徽这样的低
风速地区,额定功
率2000kW风机
安
更具优势。以上海
图1荷载坐标系
电气设备有限公
徽
可W2000-105-80风力发电机组为例。风轮直径为
建
筑
收稿日期:2012-03-08
4
P」作者筒介:康传若(1963-),女,安合肥人,毕业于或汉大学,105m、轮教中心高度为80m、额定功率为2000风力发电机组的
学士,高级工程师,国家注册一级鈷构工程师。
质量总重155.53t,具体分布如表1所示,坐标系见图1
安微建筑
2012年第3期(总184期}
风机基础设计的同时满足《建筑
地基基础设计规范》有关大偏心基础
的要求
由于风机基础设计的特殊性,我
们选用中国水电工程顾问集团公司
水利水电规划设计总院、北京木联能
软件技术公司CFD风机工程软件一一
机组塔架地基基础设计软件(WTF
单位
3.1)进行计算
图5
岩石力学参数表
表
3风机基础选型
士层岩上厚重力
承载力
宽度承深度承地基抗
编号名度密压缩模量Es内聚力摩擦角
特迹債载力修载力修震承载3.1方案比选
力修正
(MPe)C(kPa)ψ(°)
正系数正系数
以山地风电场为例,此类风场多
为岩石地基,根《风电机组地基基础
①泥灰岩2022
0
100030
500
0
设计规定(试行)》FDO03-2007),按照风
软件计算所需各工况荷载表( Mrmax)
表4
电机组的单机容量、轮毂高度和地基
复杂程度,本工程地基基础设计级别
工况名称
Fx(KN) Fy(KN Fz(KN)Mx(KNM)My(KNM)Mz(km)
为1级;根据风电场工程的重要性和
正常运行荷载工况
2950
35300
0
963
基础破坏后果的严重性,风电机组基
极端荷载工况
687
270
48400
298
础结构安全等级为1级,结构设计使
多遇地震工况
2502890.7442008.4730
用年限为50年。根据《建筑工程抗震
罕遇地震工况
1162.274
02535.18182259.308
963
设防分类标准》(GB5022-2010),按照岩
疲芽荷载工况(上限
建筑物使用功能重要性划分,本工程土
23
18246
抗设防类别为丙类
工
疲劳荷载工况(下限)
176
39.5
12562
1952
现根据岩石地基的情况,对4个程
与
各方案工程量对比表含造价
表5基础方案(即圆形岩石锚杆基础方案、基
方案
方案二
方案三
方案四
圆形肋梁基础方案及圆形、八边形扩础
基础类圆形岩石铺杆基础圆形肋梁基础圆形す展基础八边形扩展基础展基础方案)进行计算比选,基础各尺理
寸选取均在工程经验的基础上以《风
基础直径m)
18.40
内切圆直径18.00
电机组地基基础设计规定(试行)》
基础娌深(m)
3,00
FDO03-2007为依据由软件计算而得。
C30混凝土(m
355.00
324.00
3.2钢筋、混凝士及岩土カ学参数
C15混凝土(m)
27.00
混凝土:强度等级C30;
三级钢筋
36.990
52.508
45.361
钢筋:等级HRB400(20 Mnsiv
岩石挖方
1150
1065
混凝土容重:25kN/m3;
般填方
883
混凝土保护层厚度:底板80mm,
36根直径32,孔
侧面及顶面40mn
锚杄
径96,孔深2.05m
无锚
无锚杆
无锚杄
覆土容重:20