淺談風力發電機組基礎預應力錨栓防腐技術

王德輝

【摘 要】論文首先分析了風力發電的廣闊前景，將逐步由補充能源向主力能源發展。其次分析了風力發電機組常見的兩種基礎形式，即基礎環和預應力錨栓的優缺點，并根據分析和實踐作出了隨著機組大型化趨勢的發展，預應力錨栓基礎將成為未來的主要基礎形式的判斷。論文指出防腐技術是預應力錨栓結構面臨的一個主要難點，同時總結了當前主要的幾種錨栓防腐技術，并最終提出行業內各方應攜手加大錨栓防腐技術的研究和經驗總結推廣，最終形成行業標準的建議。

【Abstract】Firstly， the paper analyzes the broad prospect of wind power generation， which will gradually develop from supplementary energy to main energy. Secondly， this paper analyzes the advantages and disadvantages of two common foundation forms of wind turbines， namely， foundation ring and prestressed anchor bolt， and makes a judgment that prestressed anchor bolt foundation will become the main foundation form in the future with the development of the upsizing trend of wind turbines based on the analysis and practice. This paper points out that anti-corrosion technology is a major difficulty for prestressed anchor bolt structure， summarizes several main anti-corrosion technologies at present， and finally puts forward the suggestion that all parties in the industry should work together to strengthen the research and experience summary promotion of anti-corrosion technology of anchor bolt， and finally forms the industry standard.

【關鍵詞】風力發電機組;基礎錨栓;防腐技術

【Keywords】wind generator; foundation anchor bolt; anti-corrosion technology

【中圖分類號】TM315 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2019）12-0136-02

1 風力發電是最有前景的可再生能源之一

水電總院鄭聲安教授談到，“十三五”前三年，可再生能源增量在全國能源、電力消費增量中分別占40%、38%，可再生能源在能源轉型中尚處于增量補充階段，未來可再生能源將成為我國能源電力消費的增量主體，并為后期逐步實現增量全替代、存量替代做好過渡。預計到2025年可再生能源發電量占全社會用電量比重將達32%左右。

當前，我國能源消費仍以煤炭為主，但煤炭消費占比正在逐年下降，從2011年接近70%，下降到2018年約60%，與此同時，天然氣核電、水電、風電等清潔能源消費占比則逐步提升，從2011年的不到15%，增長至2018年接近25%。

按照減排承諾目標，2020年和2030年非化石能源將分別占我國一次能源消費比重的15%和20%。從補充能源向替代能源轉變，將是可再生能源發展的總體思路。隨著可再生能源發展的持續加速，預計到2025年，可再生能源將占一次能源消費比重的19%左右，可再生能源發電量將占全社會用電量比重的32%左右。到2050年，可再生能源將占一次能源消費比重的50%左右，可再生能源發電量將占全社會用電量比重的70%左右。

2 風力發電機組基礎的主要形式

2.1 基礎環

基礎環結構支撐了我國前十年的風機發展，由于機組容量小且載荷不是很大，又加上設計初期，各個廠家設計余量較大，因此，只有小部分基礎環出現問題[1]。由于基礎環底部法蘭處存在較大應力集中，且基礎環本身將混凝土整體上割裂為兩部分，在風的晃動作用下，長時間運行后可能會出現開裂的現象，此時再加上基礎表面滲水進入裂縫，更加加劇了破壞的速度，嚴重的時候甚至引起倒塌，當然，如果能夠及時發現初期癥狀，及時修補，也可以避免倒塌，但也會產生較大經濟損失。

2.2 預應力錨栓

預應力錨栓避免了基礎環應力集中以及將混凝土分割開來的缺陷，受力相對均勻，且基礎內部混凝土基本上仍然保持一個整體狀態。其是在橋梁、高塔等高聳結構中廣泛使用的一種結構。但是也存在一定的問題，也就是防腐問題，當然這個問題并不是錨栓特有的，基礎環也存在著埋入部件防腐問題，其是否能夠滿足壽命期的要求暫時無法驗證。

3 結語

錨栓的機械性能基本是可以滿足要求也有成熟的經驗的。但是目前對于錨栓的防腐技術仍然沒有統一的認識。且對于是否能夠實現基礎25年的設計壽命也沒有確切的認識，現在防腐方面，有的是光桿不做防腐，有的是光桿+油脂，有的是光桿+油脂布+PVC，有的是光桿+油脂+油脂布+PVC，有的是光桿+油脂+油脂布+PE，有的是光桿+油脂+油脂布+PPR，還有達克羅+系列，有的是熱浸鋅系列。

對于效果如何目前尚且沒有統一的認識。

如能保證不產生氫脆熱浸鋅再加上PVC管，可以避免油脂時間長以后出現下沉，但目前不同的熱浸鋅廠家生產工藝差別較大，不能保證全部不產生氫脆風險。

還有廠家使用超級油漆+PE對不同的油脂性能如何，是否能夠有效地防腐，如何避免下沉目前還沒有成熟的研究。

建議分地區陸地和海上，制訂響應標準，同時加大可更換式錨栓基礎的研究和實踐，目前雖然行業內有兩種不同方式的可更換式錨栓方案，但都還沒有大規模的驗證，也都還存在一定的設計和推廣問題。整機廠、開發商、設計院、錨栓生產單位還有第三方設計咨詢機構應該聯合開展研究和驗證推廣工作。

【參考文獻】

【1】黃偉煌，王蕓，趙浩然，等.一種新型的永磁直驅風力發電機組控制策略在微網中的應用[J].太陽能學報，2015，36（1）：61-69.