风电机组塔筒与基础环法兰间隙原因探
查及处理
摘要：某风电场建成投产后，发现个别风机塔筒与基础环连接T型法兰外侧存在不同程度的间隙。文章对法兰间隙产生的原因进行分析，认为间隙产生的原因为设备制造期间工艺质量方面存在问题；并对法兰缝隙安全性进行了评估，根据分析及评估结果采取了相应的措施进行加固处理，主要是通过采用加装规格不同的垫片塞实间隙，使法兰之间紧密结合，取得了良好的效果；同时对后续运行过程中检查监督提出了建议意见。
关键词：法兰；间隙；加固；垫片
引言：
某风电场采用单机容量3.2MW的风机，风机基础环及塔架塔筒由主机厂家设计,委托第三方加工，采用T型法兰连接。风机安装完成投运前，发现三台风机塔筒底部法兰与基础环法兰外侧结合不严密，整个圆周方向上均存在宽度不同的间隙，塔筒底部法兰内侧与基础环法兰内侧结合严密，无间隙。为了保证风机的安全稳定长周期运行，对发现的问题进行分析，并根据分析结果采取措施对间隙问题进行处理。
1现状调查
1号风机法兰间隙深度为110mm-125mm,宽度为1.3mm-2.6mm；法兰对接存在错边，错边值为3mm-4mm。
2号风机法兰间隙深度为100mm-120mm,宽度为1.8mm-2.5mm。
3号风机法兰间隙宽度为1.2mm-2.2mm，因受密封胶干扰未进行间隙深度测量；法兰对接存在错边，错边值为2mm-3mm。
2法兰间隙原因分析
2.1 设计原因调查
对法兰缝隙可能产生影响的设计要求主要包括平面度要求和内倾度要求，根
据设计资料，该项目法兰具体设计要求为：1) 塔基法兰和基础环顶法兰焊
接后平面度要求为1.5mm，且90°范围内0.5mm；2) T型法兰内倾度要求为
≤1mm。
评估单位根据设计的内倾度≤1mm要求，采用两法兰间初始缝隙高度最大值
取为2mm，缝隙沿法兰一周分布，同时内外侧法兰均建立缝隙进行有限元建模，
计算了预紧力工况下的法兰位移，发现加载完设计预紧力后，法兰内圈间隙闭合、外圈未闭合，间隙为0.137mm。如考虑平面度偏差，则设计条件下，内外圈螺栓
同时施加预紧力后法兰外圈缝隙最大可达2.137mm。
2.2 法兰制造过程调查
对现场有法兰间隙的基础环和底部塔架相关制造记录进行调查，发现有平面
度超出设计要求的地方，见下表。
结果可知，有法兰间隙的3 台机组其基础环和底部塔架相关制造记录中均存
在不同程度的平面度超出设计要求的情况，对法兰间隙亦有影响。根据制造记录
的数据，由于制造平面度超出设计要求，上下法兰配合后法兰缝隙最大可能超出
设计要求0.886mm（1号）。
2.3 运输和吊装过程调查
经查吊装和运输过程中未发生异常磕碰，且现场勘察也未发现法兰位置有明
显磕碰的痕迹，因此可排除运输和吊装过程中的磕碰导致法兰间隙的可能。
2.4 法兰间隙变化调查
由于现场吊装过程中螺栓力矩内外圈拧紧顺序没有明确规定，而内外圈不同
拧紧顺序可能会对法兰的间隙产生影响，因此现场任选机组进行了螺栓松动后的
间隙测量验证工作。综合考虑安全性和预紧力的影响范围，现场选定间隙较大位
置附近的20 颗内外圈对应螺栓进行螺栓力矩内外圈拧紧顺序对间隙的影响分析。首先完全松开20 颗内圈螺栓，然后紧固对应的20 颗外圈螺栓到设计力矩，最
后重新拧紧20 颗内圈螺栓到设计力矩。经缝隙测量发现外圈法兰缝隙相比于此
次重新预紧前有所减小但依然未闭合，其中靠近中部的法兰外侧缝隙在重新预紧
前后变化约为0.3mm，内外圈拧紧顺序对法兰外圈间隙有影响。
3法兰间隙安全性调查
为了评估现场法兰连接强度是否满足安全性要求，采用有限元建模计算的方
式进行评估，通过建立有缝隙的有限元模型并施加已运行期间可能的关键外载荷Mxy=20000kNm及螺栓的预紧力载荷，计算存在缝隙的法兰连接强度是否满足要求。
根据检查结果，现场测量三台机组的T 型法兰外侧缝隙最大值为2.6mm。因此，有缝隙模型初始缝隙高度取为4.6mm（施加预紧力后缝隙高度接近现场测量
的最大值2.6mm），缝隙沿法兰一周分布，同时仅外侧法兰建立缝隙。设计极限
载荷工况下（塔底法兰位置关键载荷分量Mxy=95006KNm），计算塔筒和基础环法
兰圆角应力结果不满足设计要求，因此需对法兰缝隙进行处理。
在运行期间可能的外载荷Mxy=20000kNm 工况下，计算塔筒和基础环法兰圆
角应力结果远超强度要求的许用值、塔筒和基础环法兰焊缝的应力小于设计许用值、法兰螺栓应力最大值超出螺栓设计屈服强度。考虑现场机组带缝隙运行时间
较短，故采取对缝隙进行处理后观察运行，但应更换螺栓。
4处理措施及后续注意事项
4.1 处理措施
4.1.1根据现场实际情况和相关管理和技术文件要求编制详细的作业指南，
并对参与各方进行交底。提前准备所需工具、材料和防护用品等，包括电动扳手、检定后的扭矩扳手、扭矩扳手匹配的液压站、螺栓润滑剂及全新的同规格同批次
的螺栓副等。
4.1.2采用Q345钢或者接近的不锈钢材料按需准备厚度分别为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm 的垫片，垫片应平整无毛刺，形式可按照一个垫片套多个螺栓情况
制作，圆周方向上相邻垫片可间隔3mm 左右，垫片与螺栓之间保持1-3mm间距，
并根据现场实际情况适当调整。
4.1.3选择机舱风速5m/s以下的良好天气停机进行处理。选定间隙最大区域
对应的内外圈各20 颗螺栓并编号，编号从小到大的顺序内外圈宜一致，逐颗螺
栓进行松动和更换，更换前剔除干净法兰结合面原密封胶，并按50%设计预紧力
拧紧，然后采用对角线逐步更换其余螺栓。螺栓松动、预紧及更换应符合整机厂
家的相关技术要求。
4.1.3在此预紧力矩下进行间隙检查，根据结果决定加装垫片的厚度和数量，一般每处垫片不超过3 层，径向和圆周方向可做成阶梯型，第一层垫片塞紧后可
退出5mm 左右，多余部分可剪除，后续第二层和第三层垫片塞紧。垫片垫入后缩
入法兰外圆表面2-3mm，便于后续的密封处理。
4.1.4垫片加装完毕按照厂家安装手册要求拧紧螺栓，拧紧螺栓后检查法兰
外圈，确保其无间隙。填充法兰间隙以防止雨水渗入，并进行必要的补漆。
4.1.5单台机组应当天处理完成，同时法兰处理过程和结果检查情况均应形
成记录，并归档。
4.2 后续注意事项
4.2.1法兰间隙处理达到要求，机组全面检查无异常后方可试运行，试运行
时按一定百分比限功率，运行过程中观察底法兰位置螺栓、圆角、垫片情况，如
无异常可逐渐放开功率直至正常运行。
4.2.2正常运行后加强对有间隙机组法兰、焊缝及连接螺栓的定期观察和螺
栓预紧力的定期检查，如发现法兰张口、裂纹或螺栓松动和断裂，需及时停机并
进行妥善处理。
5加固效果
经过半年时间的检查跟踪，在机组正常运行情况下未发现密封胶开裂、间隙
变大、法兰裂纹、螺栓松动或断裂等情况，目前运行情况良好，但为确保机组安
全稳定长周期运行，后续应持续跟踪检查。
6结束语
任何一个建设工程项目，必须贯彻“百年大计、质量为本”理念，结合工程
实际，对设备、材料、施工、试运等全方位、全过程进行质量管理，高标准高要
求制定质量管控细则、质量控制要点、质量通病防治工作实施方案细则和管控机
制、验收程序。加强施工加工质量教育及过程质量管控，严格执行相关制度方案细则，按照验收节点进行验收，并根据要求进行必要的复检、送检、测设，确保合格后再进行下一步施工，做到每一步精细化管理；若发现问题，应及时组织专业人员分析原因，研究制定方案并进行整改，以此保障整个工程建设高质量高标准，进一步打造精品工程。
参考文献：
[1] 风力发电机组塔筒技术条件，文件编号：DEW-T001ASP，版本号：A
[2] 吴启仁，风机基础环水平度纠偏方法探讨[J].水利水电技术，2009，09（43）
[3] 康明虎，某风电场风机基础故障分析及处理[J].可再生能源，2014，32（6）
风机塔架检查方案（参考文案） 质量控制点
H~~~~点为停工待检点 W~~~~点为现场见证点 R~~~~~~为文件见证点 基础环下法兰质量控制过程
筒节板质量控制过程 4. 外购法兰质量检测控制：br/>锻件法兰入厂检验。（1）. 外观质量（厚度，孔的位置度，平行度）。（2）. 有无标记。 （3）. 有无焊后热处理。 （4）. 20%UT检查。
拼接法兰入厂检验： （1）. 外观质量（厚度，孔的位置度，平行度）。 （2）. 有无标记。 （3）. 有无拼接焊缝焊缝标记。 （4）. 有无焊后热处理。 （5）. 拼接焊缝后100%UT。 （6）. 法兰原材料抽样20%UT。 （7）. 不得大于8块拼接。 5.原材料复检及产品试板质量控制过程： 原材料复检： （1）.同一炉批号的钢板取一块化学试验板。 （2）.同一炉批号不同厚度的钢板各取一块化学试验板。 产品试板： 每10台做一个批次，每个批次做一套或2套产品试板，但必须满足其覆盖最后的板材。 6.法兰焊接后质量检测标准： 上法兰：平面度：0.5mm、内倾度：-1.0mm、不允许外翻；孔的位置度：φ1.0. 中法兰：平面度：1.0+2.0mm、内倾度：-2.0、+0.2mm、不允许外翻；孔的位置度：φ2.0. 下法兰（单排孔）：平面度：1.0+2.0mm、内倾度：-2.0、+0.2mm、不允许外翻；孔的位置度：φ2.0. 下法兰（双排孔）：平面度：1.5+2.0mm、内倾度：±1.8、±2.0mm；孔的位置度：φ2.0. 基础环下法兰：平面度：5.0mm、内倾度：±8mm；孔的位置度：φ2.0. 7.塔筒两端面法兰及塔筒质量检测标准： （1）.下段塔筒：平行度：2.0mm、同轴度：3.0mm、母线长度差：3.0mm。[Xmax-Xmin]≤3.0mm、[Bmax-Bmin]≤3.0mm. （2）.中段塔筒：平行度：2.0mm、同轴度：3.0mm、母线长度差：3.0mm。[Xmax-Xmin]≤3.0mm、[Bmax-Bmin]≤3.0mm （3）.上段塔筒：平行度：2.0mm、同轴度：3.0mm、母线长度差：3.0mm。[Xmax-Xmin]≤3.0mm、[Bmax-Bmin]≤3.0mm、[Smax-Smin]≤9.0mm 8.塔筒内部焊接件及可拆零件的检测 （1）.门孔、梯子的方位。 （2）.平台底部支撑板的相对位置。 （3）.电缆盒，防雷接地耳板、耳板、电缆架、马鞍架等部件的相对位置。
1.5兆瓦风力发电机组塔筒及基础设计 摘要：风能资源是清洁的可再生资源，风力发电是新能源中技术最成熟、开发条件最具规模和商业化发展前景最好的发电方式之一。塔筒和基础构成风力发电机组的支撑结构，将风力发电机支撑在60—100m的高空，从而使其获得充足、稳定的风力来发电。塔筒是风力发电机组的主要承载结构，大型水平轴风力机塔筒多为细长的圆锥状结构。一个优良的塔筒设计，可以保证整机的动力稳定性，故塔筒的设计不仅要满足其空气动力学上得要求，还要在结构、工艺、成本、使用等方面进行综合分析。基础设计与基础所处的地质条件密不可分，良好的地质条件可以为基础提供可靠的安全保证，从风机塔筒基础特点的分析可以看出，风机塔筒基础的重要性及复杂性是不言而喻的。在复杂地质条件下如何确定安全合理的基础方案更是重中之重。 关键词：1.5兆瓦；风力发电机组；塔筒；基础；设计 1、我国风机基础设计的发展历程 我国风机基础设计总体上可划分为三个阶段，即2003年以前小机组基础的自主设计阶段，2003— 2007年MW机组基础设计的引进和消化阶段，2007年以后MW机组基础的自主设计阶段， 在2003年以前，由于当时的鼓励政策力度不大，风电发展缓慢，2002年末累计装机容量仅为46.8万kw，当年新增装机容量仅为6.8万kw，项目规模小、单机容量小，国外风机厂商涉足也较少，风机基础主要由国内业主或厂商委托勘测设计单位完成，设计主要依据建筑类的地基规范。 从2003年开始，由于电力体制改革形成的电力投资主体多元化以及我国开始实施风电特许权项目，尤其是2006年《可再生能源法》生效以后，国外风机开始大规模进入中国，且有单机容量600kw、750kw很快发展到850kw、1.0MW、1.2MW、1.5MW 和2.0MW，国外厂商对风机基础设计也非常重视，鉴于国内在MW风机基础设计方面的经验又不够丰富，不少情况下基础设计都是按照厂商提供的标准图、国内设计院
风力发电机组预埋地脚螺栓根底质量控制措施 风力发电机钢制塔筒是通过在根底混凝土的预 埋构件来和根底连接固定的。通常的预埋结构件有基础环和地脚螺栓两种。根底环安装简单，调平步骤容易，所以在中小功率风电机组中，这种预埋方法被大多数风机厂商采用。地脚螺栓是风力发电机组根底中受力较为合理的一种根底预埋结构形式。预埋在根底混凝土部的地脚螺栓一直伸入到根底承台的下外表，地脚螺栓通过外面的螺栓套管与混凝土隔离开。当基础承受来自塔筒传递的偏心弯矩时（e > b /6），根底顶面一侧受拉一侧受压。地脚螺栓将拉力传递到根底底面，而压力由根底顶面混凝土传递到整个根底承台。采用预埋地脚螺栓的结构形式，可以使根底设计埋深变化更为灵活，不会造成像预埋根底环那样因为调整根底埋深而牺牲结构受力合理性，且必须要配置大量钢筋满足受力要求。现阶段风力发电机功率迅速提高，各个风机厂商都相继推出了3, 5，6MW的风机样机，更大功率的风机也在研制当中。随着风机功率的提高，风机的载荷也成倍增长。华锐风电3MW 110m 的风机塔筒底部法兰直径已近达超过5m,塔筒底部载荷的极限弯矩已经到达16万kN - m而5MW 110m海上风机塔筒底部载荷的极限弯矩接近22万kN - m 风机载荷的增大，带来了风机根底承台体量的增大，地脚螺栓根底的优势开场显著提高。采用预埋地脚螺栓比预埋根底环的风机根底，能在一定程度上节约钢
筋和混凝土用量。另外，采用预埋地脚螺栓根底，可以在一定程度上减小塔筒根部筒身的直径，缓解塔筒的运输难题。如图1所示。 1问题分析与措施 地脚螺栓根底施工过程中常见的质量问题主要 有：①螺栓定位不准螺栓定位不准最直接的影响是塔筒吊装，由于螺栓错位严重，致使塔筒起吊后法兰螺栓孔对孔困难，延误吊装。对于错位不严重的螺栓虽然可以采用人工纠偏的方法进展补救，但是由于螺栓和螺栓孔产生了较大的机械摩擦力，给螺栓受力造成隐患。对于错位严重的螺栓，根底只能做报废处理，此案例屡见不鲜。②螺栓套管漏浆按照地脚螺栓受力 105 模型，地脚螺栓应将塔筒传递来的拉力一直传递到基础混凝土底部，因此地脚螺栓通长都应当与根底混凝土隔离开。一旦地脚螺栓漏浆，尤其是螺栓上下套管漏浆，螺栓将在该部位产生预应力损失，在风机运转过程中，该部位会承受不应当承受的作用力，一旦超过混凝土的抗拉强度，该部位会发生裂缝，进而影响根底的结构平安。由于这一问题一般不容易被发现，所以更应当引起足够的重视。③灌浆层地脚螺栓根底都在塔筒法兰下部设置灌浆层，以承当塔筒传来的疲劳载荷。灌浆层在施工中很容易出现基层吸水不饱和致使灌浆料中的水分被吸走影响灌浆层的强度。另外，灌浆层成品保护问题，一旦出现缺棱掉角，米用修补的办
探析风电塔筒制作技术及质量控制 摘要：风电塔筒制作有很多工程也有非常多的工序在制作的过程中要采取更加科学合理的制作技术，才能够提升制作的质量，与此同时在制作的过程中必须要做好质量控制，才能够确保制作的效果。本文主要探析风电塔筒制作技术及质量控制。 关键词：风电塔筒制作技术质量控制 风电塔筒作为风力发电机组的基础骨架支撑，同时兼具电力输送，运行维护作用，对整个风电发电机组全寿命安全运行起着至关重要的作用。风电塔筒的制造有严格的制作步骤和质量控制措施，其主要材料有钢板、法兰、油漆，内附件材料，焊接材料，紧固件，成品构件等。 一、塔筒制造流程 首先根据各项目整体情况，采购选择符合当地气候等特点的钢板，钢板运送至加工厂后采用专业机械将钢板卷筒并检验其圆柱度，检验合格后焊接卷筒纵缝，然后安装法兰并且进行环缝焊接，确保连接强度，再就是将每一个卷筒拼装焊接起来，整体焊接完成后要进行防腐处理，防腐处理后安装内饰，最后就是进行包装运输。 塔筒制造过程中涉及到的每一个焊接部分都是质量控制点，焊接完成后都需要使用专业的探伤仪进行焊缝探伤，检测焊缝中是否含有杂质或者是气泡，确保焊缝的牢固性。 二、塔筒制造方案 1.材料准备及检验 采购回来的钢板、法兰等材料要检验其外观尺寸，达到一定的合格率才可以验收。每采购一批钢板都要随机抽取总数量的10%进行全方面检验，质量达到JB/T4730.3-2005Ⅱ级才算合格。而环锻法兰检测外形合格后除了要随机抽取总数量的10%进行UT检测外，还要进行MT检测。UT检测结果要符合JB/T4730.3I
级标准要求，MT要满足JB/T4730.4I级标准要求。 2. 钢板下料 钢板下料采用的是数控切割机。首先根据工艺要求进行编程，校验无误后将 程序输入数控切割机，然后标记出钢板的编号，进给方向，厚度等，最后由数控 切割机按照编写程序进行切割。切割完成后要检验其尺寸，长度误差小于2mm， 宽度误差要小于2mm，对角线误差小于3mm，而且要选择五个以上的点进行测量 然后取平均值。下料合格后按照工艺卡片的要求，切割瓦片的坡口，方便之后进 行环缝和纵缝的焊接，坡口的尺寸也要符合工艺规定。切好坡口后要进行打磨， 使其平整光滑，便于装载运输。 3. 卷板及校圆 卷板机是对比样板尺寸进行的，首先制造弦长1.2m的标准样板，然后卷板 机根据样板的尺寸来一点点卷起钢板，卷筒和样板的间隙不得超过2mm。卷板完 成并检验合格后要进行卷筒加固，防止其变形，一般采用的方式是在坡口处点焊，这样既可以加固，又可以很容易的清除。纵缝的焊接间隙控制在2mm左右，两焊 接边的差值小于3mm，圆柱度的要求为：Dmax-Dmin≤0.5D%。 4. 纵缝焊接 纵缝的焊接一般分两次进行，内缝焊和背缝焊。先进行的是内缝焊，焊接 完成后整个卷筒也就完全固定了，接着彻底清除背缝的杂质，露出焊缝坡口金属，使得背缝的深度大致相同，焊接也就更容易保证尺寸精度。如果纵缝的宽度大于 1mm，则必须先进行气保焊，为正式的焊接打底。焊接完成后要对其进行全方位 超声波探伤，达到Ⅰ级才算合格。探伤后要检查焊缝外观，不合格的要加以处理。此外，灭弧也要采用专业的方法，严禁采用敲打法灭弧。 5. 拼装（法兰拼装、大节拼装） 法兰节的拼装在法兰拼装平台上进行。拼装之前必须先测量法兰节瓦片和 法兰对接处的管口周长，估算错边量。拼装时将法兰有坡口的管口（上法兰颈部 朝上）朝上。在法兰上放出梯子安装中心线、门中心线、导电轨中心线、筒节纵 缝位置、0°、90°、180°、270°象限线等方位线，并作出明显的标记。拼装 时法兰与筒节之间不留间隙，管壁外边对齐，局部错边量小于1.5mm。拼装合格 后在外壁焊缝处封焊。单元节拼装在环缝组对机上进行。每节管节拼装前，都必 须检测管口周长值以预估错边量。周长值相差较大的不许强行拼装。拼装时各管
大型风力发电机塔筒的失效分析与制造工艺过程控制 摘要：本文通过两个风电场风机塔筒失效案例，分析了大型风机塔筒基础环的结构薄弱点，提出了基础环法兰结构的优化方案。为保证大型风机安全运行，指出在塔筒制 造的关键工序中进行工艺过程控制和质量监督的具体措施。 关键词：大型风机；基础环；结构优化；工艺控制 风能可再生、取之不尽的洁净能源，随着能源的持续紧张和人们环保理念的加 强，风能因其开发利用技术相对成熟，经济性较高而受到各能源公司、发电企业的青睐。 塔筒是风力发电机组的基础设备，用来支撑机舱及风力发电机部件，使风力发电 机风轮中心达到设计•工作高度。一般塔筒要求具有足够的疲劳强度，承受机组启 停、风况变化等周期性疲劳载荷的影响。因此塔筒的制造、安装质量直接关系到整个 风力发电机组的设备安全与可鼎运行。 2大型风机塔筒失效 风力发电机组塔筒在运行中不仅承受塔筒自身和发电机组重力，还受到风轮旋转 所产生的周期性载荷和自然随机风载的多重作用［1］。风力塔筒在外界多重力的作用下最大应力分布于于塔筒与混凝土基础连接的部位，塔筒结构上薄弱点是连接法兰与 塔筒对接焊缝、壁厚变截面处。风电机组建造时，混凝土基础与塔筒基础环浇筑成为 一体，因此整个风机塔筒的最大应力主要分布在塔筒基础部位对接焊缝和壁厚变截面处，内蒙古科技大学闻洋进行的按比例缩放塔筒拟静力试验, 塔筒破坏过程中，应力测点验证了当这些部位应力远超出了屈服应力时，其余部位均为达到屈服点［2］。 2.1风机塔筒基础环开裂 某甲风电场装机24x2MW大型风电机组，塔高80米，基础环直径4.2米，筒体周长约13.2米，基础环筒体壁厚42mm。2015年8月份，该风电场工作人员巡检时发现1号风机基础环塔筒开裂，开裂位于基础环与法兰对接焊缝的法兰一侧母材，裂纹贯 穿塔筒壁厚。外壁裂纹长约1・9米，占全周长的14.4%,外壁裂纹张口约2mm,可塞入钢锯条，见图2.1,塔筒内壁裂纹长约3.6米，占全周长的27.3%o 1号风机塔筒基础环焊缝金相组织为魏氏体组织，为焊接过程热输入过大所致； 焊缝硕度165HB.熔合线硬度207HB,母材硬度仅为140HB,熔合线硬度高于焊缝和母材，此种组织状态组织和硬度分布会降低材料的塑性和冲击韧性，使熔合线附近材料的抗 疲劳性能大幅下降，在长时间高疲劳应力运行条件下极易发生开裂。 对该风电场24台风电机组塔筒基础环焊缝进行扩大检查，发现20台风机塔筒基础焊缝组织具有魏氏倾向或典型的魏氏组织，2台为典型的淬硬马氏体组织, 焊缝硬度达300HB,而熔合线硬度为190HB,母材硬度仅为140HB左右；2台风机焊缝表面有空洞和裂纹状磁痕显示，6台焊缝超声波检测显示内部有超标缺陷。 2.2风力发电机组倒塌 2016年2月，某乙风电场14号风力发电机组发生倒塌事故，现场风机塔筒与基础环分离，倒向一侧，塔筒变形，叶片、机舱、轮毂设备损坏。倒塌的风机塔筒断口位于底部塔筒与法兰对接焊缝法兰一侧母材，法兰侧断口中间凸起，同焊缝坡口形貌相似，断面光洁整齐，人字形疲劳纹明显，为脆性断裂，塔筒侧断口与法兰侧断口对应，中间凹陷，塔筒外缘焊缝形貌完整，图2.3。
风电工程质量工艺标准化（风机塔筒安装） 1 工艺流程 2 施工流程及控制要点 2.1 吊装准备 （1）道路：通往安装现场的道路要清理平整，路面须适合卡车、拖车和吊车的移动和停放。松软的土地上应铺设厚木板/钢板等，防止车辆下陷。 （2）基础：风机的基础完好，安装前，混凝土基础应有足够的养护期，一般需要28天以上的养护期，且各项技术指标均合格。
（3）基础环水平度检查：用水平仪和标尺检查相隔120°的三个方向上（其中之一对应法兰对接标记）基础法兰面是否水平。测量点位于法兰中环，每个方向最少测量两次，最大水平误差平均不超过2mm。 （4）部件临时堆放区：风机零部件临时放置时应避开工作区，并要求临时放置区域地面平整、硬实、无沟壑。 （5）技术交流：安装前，建设、监理、施工、制造四方应召开技术交流会。确定各方职责，根据天气状况确定安装计划，讨论并确定安装方案。 （6）安装用具：全面检查吊装设备的完好性，根据吊装工装清单检查工装的符合性、齐全性、完好性。 （7）安装设备选择：工程管理机构应参照风机技术文件中所列的重量、高度及现场情况选择合适的吊车。主吊车设备规格选择应根据安装机型的风机部件重量和轮毂中心高度以及对照吊车性能参数表和相关起重规范来确定。 （8）吊装前应对现场所有设备进行检查、核对，到货产品应为验收合格的产品，核对货物的装箱单及安装工具清单，确定机组部件是成套、完好的。 2.2 塔基平台安装 （1）基础内部水平面可能会出现或高或底的情况，故需要现场安装时提前测量塔筒内围板到安装法兰的高度，根据实际测量值调整基础平台 4 个底 座高度。确保第一段塔筒安装时平台围板和基础平台吻合。 （2）利用水平仪检查电气柜平台是否水平，通过微调支腿螺母位置，确保电气平台保持水平，将支腿上下两侧螺母紧固。电气平台放置完成后应立即完成电气接地。 2.3 塔底控制柜安装 （1）将基础环内的杂物清理干净，对塔架内外壁进行清理，打扫干净。
风电塔基础结构监测方案 风力发电设备一般分为风电机组、风电塔基础结构等部分。 由于风力塔筒承受各种力和力矩的作用，不仅会受到地表的影响， 在内因和风向风速等外因的共同作用下，还有可能发生倾斜和沉降，严峻时会发生倒塌大事，会威逼人们的平安、带来不必要的破坏。 风力塔筒负责给风轮及机舱供应满意要求的、牢靠的稳定支撑，使 风轮能够获得较高且稳定的风速，也就是使风轮处于风能最佳的位置。因此保持风电塔筒的正常状态对于风力发电来说很重要，是风 电机组正常发电的前提条件。 由于风力发电行业在我国起步较晚，新落成、还在质保期的 风电机组具有相当规模。而近年来随着大量风电机组出质保，许多 隐患问题也开头出现。这些隐患短期或许短期内诱发事故的可能性 不高，但不加以适当养护、修理，很可能加速劣化，酿成重大平安 事故。 例如，基础结构不匀称沉降的问题，在发生严峻事故前，主 要有以下表现： 1、风机基础环与混凝土基础之间存在较大间隙。 2、风机基础中穿孔钢筋被剪断，防水层遭到严峻破坏并伴有 大量灰粉灰浆沿基础环与基础之间的间隙挤出。 3、法兰的上三角区混凝土消失严峻压溃；现场实测混凝土强 度达到并超过了设计强度。 据调查200余台风机，对外观消失明显隐患特征的22台风机
进行了水平度测量、抽芯强度测量、视频探孔等多种形式的检测， 发觉这22台风机均已消失大量问题，检测结果不容乐观。迫切需要 对其进行完善的修理和处置，并进行长期监测。 和网源电气在结构健康监测、智能传感、大数据分析等领域 具有多年的专业积累，担当过大量大路交通、轨道交通、能源等行 业中桥梁、铁塔、大坝、建筑物的结构健康监测工作。基于在结构 监测领域中的专业积累，和风电机组平安运行的需求现状，研制了 风电塔基础结构健康在线监测系统，利用无线智能传感设备和大数 据分析技术，精确捕获风力发电机组基础结构平安问题，有效避开 劣化、失效和事故的发生。 一、方案介绍 由于风电基础结构简单，对其进行有线监测，会造成极大的 工作量，有线传感网络的部署同样也会对塔架结构性能指标造成较 大的影响。因此，本方案设计的风电基础结构监测系统整体架构分 为实地部署的无线传感网和在线监测云平台两部分。 风电塔基础结构监测方案 实现方式是在结构关键部位部署相应无线传感器组成无线传 感网，包括倾角传感器、振动传感器、温湿度传感器、应变传感器、静力水准仪、风速风向仪等。这些传感器采集到的信号，通过无线 的传输形式，经由网关进行汇聚，并通过GPRS网络（2G/3G/4G）、 以太网等形式将监测数据实时传输至云平台，云平台对监测数据进 行多种智能分析处理。
预应力锚栓和基础环对风机安全运行影响对比分析 摘要：风电场风机基础常用预应力锚栓和基础环两种形式。锚栓贯穿基础整个 高度并通过下锚板将锚栓锚固在基础底板，结构连续、无刚度和强度突变；基础 混凝土长期处于受压状态，混凝土不产生裂缝，其耐久性得到提高；基础环与基 础主体混凝土连接部位存在刚度突变，在长期交变荷载的作用下，基础环附近的 混凝土存在疲劳破坏的风险。综上所述，预应力锚栓类基础受力更合理、施工方 便等优点，将会得到越来越广泛的应用。 关键词：锚栓；基础环；安全运行 前言： 近几年来，国家加大对新能源产业特别是风电产业的扶持，我国风电装机规 模不断扩大。随着大型风电场的陆续建成投产，风电场因风机基础问题造成的事 故不断出现，特别是沿海水系发达的风电场运行几年后，多台风机陆续出现报警 停机情况，维护人员发现很多基础环与混凝土基础承台接缝喷浆，部分风机基础 承台上表面出现开裂现象。 1 典型故障分析 某风电场于2012年建成投产，装机规模为3.8万千瓦。运行3年后，风机基 础环接缝泛浆现象，根据现勘察和综合分析，认定基础环与混凝土接缝已经形成，推论基础环与混凝土间已经产生破碎带，基础环下法兰处可能形成空腔，存在严 重安全隐患。故障原因分析：基础法兰环与底端基础台是一个钢筋混凝土整体组 合结构，受工程结构特点，在基础大体积混凝土浇注过程中度应力、混凝土自收缩、法兰环与混凝土不同材质的温缩差、环形结构等各种因素组合无法避免的使 法兰与混凝土间产生微量间隙；风机基础环（法兰筒），由于雨水（有明水时） 灌入塔筒内或砼基础缝内，导致部分塔筒内、外出现泛浆现象。泛浆物呈灰状液体，不凝结，该泛浆现象随着时间推移将进一步加剧基础环受力结构恶化，随着 泛浆量加大，钢结构基础环与混凝土基础结构间隙将不断扩大，势必对风机基础 及风机安全造成严重影响，可能造成风机倾倒的安全生产事故。整改措施：将风 机的基础环与混凝土接缝泥浆杂物清理干净，压缩空气吹扫干。在风机基础承台 上斜向下打孔至基础环下法兰处，打孔处进行环氧注浆加固。 2 基础环基础优缺点 2.1 基础环类风机基础受力特点 对于采用基础环连接方式的风机基础，基础环实质是一个厚壁钢筒，可以视 作一个刚体，其弹性模量与混凝土差别非常大。基础环埋入混凝土中的部分是一 个刚性结构，而露出部分以及整个塔筒又是一个柔性体，在基础环和混凝土基础 最上面的交线，就形成了一个应力集中部位，如果基础环在这个部位材料有缺陷 或承受的应力过大，就很容易在这个部位造成疲劳破坏。基础环连接主要通过混 凝土基础中埋置钢筒，钢筒上部带有上法兰，通过高强度螺栓与塔筒进行连接， 下部带有下法兰。钢筒作用于基础混凝土的压力主要靠下法兰传递；上拔力则通 过下法兰传递给上方的混凝土并传递给周边的钢筋。节点的强度取决于钢筒埋深、混凝土强度、钢筒周边配筋形式及长度等因素。 2.2 基础环类风机基础优点 基础环与塔筒连法兰接螺栓安装较为简便，即使螺栓拧断，也可以轻易更换；
风机基础纠偏及常见问题探讨 摘要：近年来新能源发展快速增长,特别是风电，整个产业链呈现井喷式增长，已经成为绿色电力的重要力量，然而随着风机容量的增加,其主机重量、轮毂高度、风叶直径以及相应的竖向荷载和横向荷载都在不断增加,风机基础施工过程中质量和安全问题，在并网发电运行两三年后，各种问题逐渐暴露出来。 关键词：风机基础；纠偏；加固改造 陆上风机基础与上部塔筒连接方式主要为基础环和预应力锚栓，基础环作为传统的连接方式，早期1.5wm、2.0wm、2.5wm机组中占有率比较高。近年来基础质量问题频发，如基础环与混凝土连接处出现较大缝隙，混凝土结构裂缝，防水结构损坏，基础环水平度偏差较大，塔筒倾斜度增大、二次灌浆强度及锚栓质量问题等。 1. 常见质量问题安全性检测 对风机基础质量问题，要遵循先评估后治理，安全第一原则。出现问题要分析原因在整治，首先对风机基础做安全性及完整性进行检测。 风机基础安全性检测一般包括： 台柱体混凝土外观质量调查：采用钢卷尺、裂缝测宽仪对风机基础混凝土表观缺陷（含裂缝）特征进行描述，目的为调查外观缺陷展布情况；混凝土裂缝检测：采用跨孔声波法、内窥拍摄法对台柱体混凝土基础裂缝进行检测，目的为检测裂缝宽度、深度及发育特征；混凝土强度检测：对混凝土基础采用回弹法、超声波检测法，目的为判定混凝土强度是否满足设计技术要求；混凝土内部缺陷检测：采用钻机打孔三维超声成像法检测混凝土基础内部缺陷情况，目的为检测台柱内部混凝土可能出现的不密实或脱空缺陷；基础环观测：测量基础环水平度和
变形情况；锚栓组合件力矩张拉释放问题，常见原因为二次灌浆不密实，组合件 下法兰位置混凝土振捣不密实，混凝土缺陷检测同（2）. 二、风机基础的加固处理 1、机组纠偏 在基础加固前，须进行机组基础环水平度纠偏，纠偏方案步骤为：利用风机 的偏航、转桨方式，结合千斤顶顶升基础环进行纠偏。 1.1利用风机的偏航、转桨 检测显示风机基础下法兰位置存在空腔，因此风机在运转时，基础环水平度 会发生变化。可利用风机自身调节功能，通过风机的偏航和转桨，测量基础环的 水平度，有可能在某一角度下基础环水平度满足相关要求。再通过钻孔注浆，实 现风机的加固。 1.2风机的偏航、转桨和千斤顶顶基础环 当下法兰下部出现空腔导致基础环倾斜的情况时，通过1.1无法纠偏时，可 在风机塔筒内部基础环下放置千斤顶。通过风机的偏航和转桨，测量基础环的水 平度，再利用千斤顶将下沉一侧的基础环和塔筒顶起，实现纠偏的目的。再钻孔 注浆，将空腔填满。将千斤顶直接作用于塔筒下部基础环上，能有效地保证千斤 顶顶升纠倾，通过千斤顶间接作用于基础环上，千斤顶顶升减少基础环的水平偏差，以达到纠倾的目的。 具体操作方法：通过不断调整风机的偏航和转桨，及时测量基础环的水平度，坐好相关记录，检测在某一角度下基础环水平度是否满足基础环水平度控制在 4mm（具体按照风机厂家和设计要求）以内。如果转完一圈，扔无法满足，进行 千斤顶顶升操作。若可以满足，则用千斤顶支撑后进行注浆施工。在千斤顶布置前，需对风机塔筒倾斜角、基础环水平偏差进行准确测定，上述两项指标需校核 无误，即风机塔筒倾斜角、基础环水平偏差方向一致且数值满足其几何关系。采 用 4 个 200t 的千斤顶，以风机塔筒倾斜角、基础环水平偏差最大值方向为轴 线呈扇形布置，每个千斤顶之间至基础环中心夹角为 30 度，千斤顶放置位置需
风力发电机组塔筒安装质量控制 前言 为了促进风力发电建设更好更快的发展，提高风力发电机组塔筒吊装质量，规范施工工艺，推进技术创新，根据有关设计及设备资料，结合已建设完成并投产的风力发电建设项目的施工、监理、验收、运行维护等经验，并参考了出版的有关文献、报告，对风力发电机组吊装施工提供一些吊装方法。 一、吊装前的检查 1.1 施工场地 现场基础和吊装平台要求平整坚实，地面可承载力不小于设计要求，工作场地范围尺寸不小于30m×40m。 1.2 基础验收 1、完成风机基础施工，钢筋混凝土经过充分养护，（一般需要28 天以上的养护期，混凝土强度达到设计强度的90%），基础回填压实度必须符合设计及规范要求； 2、检查排水孔有无堵塞，并清洁基础环法兰表面及连接螺栓，检查螺栓连接孔是否与塔筒底部法兰吻合，检查法兰孔有无阻塞； 3、检查基础环下法兰面与基础环内基础顶面间的高度是否满足塔筒制造与加工、安装要求； 4、使用水平仪在基础环法兰表面四周八个均匀分布的点测
量水平度，校验基础环的水平度误差，确定基础法兰上平面水平度≤2mm，没有严重的损伤和变形，做好记录。 二、塔筒安装 2.1 塔筒卸车 利用两根规格为40t×20m×300mm的扁平吊带固定在塔筒重心两侧，选用一台200t汽车吊进行卸车，重心位置的计算公式为：h=H（R2+2Rr+3r2）/4（R2+Rr+r2）。 注：h为每节塔筒重心距下法兰面距离，R为每节塔筒的下端半径，r为每节塔筒的上端半径，H为每节塔筒长度。 2.2 塔筒的验收 塔筒卸车后，进行零部件到货验收，核实塔筒各段是否有遗漏零件和损坏。检查塔筒实际值与理论值之间是否出现超差，检查平台支架和钢板的固定是否坚固，如有松动零件，必须在塔筒起吊前进行复查紧固。检查塔筒内所有紧固件有无缺失，检查所有紧固件紧固情况，如有松动现象应及时用扳手拧紧即可。清洁各段塔筒内外壁灰尘及附着物，检查塔筒表面有无损坏情况，补刷损坏部位的油漆。在确定无误的情况下，做好验收记录。 2.3 塔筒安装过程 （1）吊装前准备 a）电缆布线：用电缆架子架起电缆滚筒，用吊机定好位置后将电缆拉入塔筒内。 b）塔筒内电缆用电缆卡子固定，安装塔筒内照明系统。
擂鼓台风电工程 风机基础环安装施工方案 施工单位（章） ________年____月____日
批准：____________ ________年____月____日审核：____________ ________年____月____日编写：____________ ________年____月____日
基础环安装专题施工方案 一、工程概况 擂鼓台风电场共设24台风机组，总装机容工程量48MW。 重要工作内容为：风机基础、风机接地网敷设，基础环旳卸车、检查、现场保管与安装、其他预埋件旳制作安装。建设地点位于湖北省孝感市大悟县大新镇境内。质量原则：到达国家有关施工规范。 风机基础构造形式为钢筋砼构造，105型风机塔筒基础，直径8米，垫层直径19.4米，基础底标高▽—2.800米；99型风机塔筒基础，直径8米，垫层直径20.2米，基础底标高▽—2.900米，基底下为150mm厚C15素砼垫层； 基础环是独立风机基础重要旳预埋部件，因此对基础环旳安装水平度规定是非常高旳，控制在0.5mm以内。由于基础环自重、体积较大，同步在基础浇筑时受作业环境影响原因多，因此从基础环进场到最终交接各个施工环节必须严格遵守规范旳施工工艺规定。 二、基础环进场卸车 1.基础环卸车前首先确定放置位置，确定位置旳原则是：有助于下一步旳吊装；距基础开挖坑边缘1-2米；受作业现场干扰原因最小。 2.将确定放置基础环位置场面运用人工清理平整并密实，保证基础环放置后处在水平位置同步基础环底面法兰与地面应密实接触，不应有悬空状态。 3.基础环吊卸采用25吨汽车吊，吊点为钢丝绳总长中点，吊装过程使基础环处在水平、垂直状态，采用人工保护，严禁磕碰，同步保持吊装平稳均匀。 三、支撑件旳安装与粗调 1.在垫层中以相隔120度旳位置设置三个预埋钢板，按照统一编号A、B、C（以门方向为A顺时针方向）排列。上部部件对应按此编号。同步以此建立多种测量登记表。计算出垫层中三个预埋钢板旳高差。 2.测量放出风机基础中心线及基础环支撑件旳中心位置。 3.采用自动安平水准仪测量垫层中三个预埋钢板旳标高， 4.调整上法兰面旳水平度相对高差值，复验上法兰面旳水平度、高程和机组位置中心无
风机基础施工过程中可能出现的问题及 解决方法的探讨 摘要：风机基础是风机塔筒的底座，承载其全部重量，肩负了支撑、抗震、 抗强风等情况在内的全部受力情况。它的坚固与耐久，对风机的安全、稳定运行 起到了关键性的作用，因此风机基础的施工质量尤为重要。 关键字：风机基础；施工；问题；解决方法 随着国家大力推动风电、太阳能等清洁能源建设发展，全国风电装机持续快 速增长，风电已成为绿色电源的重要力量。然而，随着风机并网发电，运行二三 年或数年后，各种影响风机正常运行问题逐渐暴露显示出来。风机基础作为支撑 风机的基础性结构，其质量好坏直接影响风机能否正常运行。 1.风机基础开裂 1.1原因分析 风机基础在运行后为什么会开裂呢？对这类病害严重产生裂缝的基础，邀请 国内顶级大学工程检测中心、 设计院的专门检测机构、主机厂家联合进行裂缝程度和砼强度检测，包括砼 碳化深度、裂缝深度检测、超声回弹检测、混凝土钻芯取样等，通过检测，一致 认为皆是风机基础施工过程中没有严格按照设计和施工规范造成的。具体原因如下： （1）基础混凝土浇筑振捣不密实，基础环下法兰可能存在空腔。 （2）经过检测发现塔筒内外混凝土碳化深度不一，塔筒内外混凝土强度不同、局部达到设计混凝土强度，塔筒内局部混凝土存在空鼓、裂缝、破碎等缺陷。
（3）基础施工完测温缺失，没有根据测温结果做到保温保湿养护，养护不 到位。 （4）基础环上法兰水平度测量不到位，施工中碰撞基础环，没有及时调平，导致基础环水平度超出误差范围，个别超出范围十分严重，对基础开裂也存在影响。 （5）基础渗水，在机组运行过程中，混凝土泡水后加快磨损加快，形成混 凝土浆液，机组运行的晃振动将混凝土浆液挤出，长时间如此，基础混凝土被掏 空部分流失，导致基础环与混凝土间隙加大，从而加速基础损坏。 2.2预防措施 为了保证风力发电机组在运行状态下不会发生裂缝和开裂现象，保证风机安 全运行，必须在建设期加强管控，防患于未然，消除隐患，不能等发生开裂情况 再处理，坚持质量第一，预防为先。 2.2.1基础砼施工前管控要求 （1）风机基础砼工程施工前，施工单位应对施工现场可能发生的危害、灾 害与突发事件制定应急预案，对应急预案应进行交底和培训。 （2）施工单位机构设置和人员组成，应满足砼工程施工管理的需要。施工 操作人员经过培训，具备各自岗位需要的基础知识和技能水平，并应逐级进行技 术交底，同时应建立严格的岗位责任制和交接班制度。 （3）风机基础砼工程施工前，施工单位应做好各项施工前准备工作，并与 当地气象台、站联系，掌握近期气象情况。必要时，增添相应的技术措施。施工 现场供水、供电应满足砼连续施工的需要。 （4）风机基础砼施工应在模板和支架、钢筋工程、预埋管件等工作完成并 验收合格后进行，对隐蔽工程进行验收。施工过程及时进行自检、互检和交接检；对重要工序和关键部位应加强质量检查或进行测试，并作出详细记录，同时宜留 存图像资料。
坝上地区风电机组基础问题研究及防治措施 蒋理论;方占正;吕伟荣 【摘要】从坝上问题风机基础检测开始,研究了基础环式风机基础常见的风致疲劳损伤及对应的检测方法,并有针对性的提出了风电场应加强持续性定期基础环水平 度检测,以实现风电基础问题的早发现早处理,为风电机组的正常运行提供有效的保证. 【期刊名称】《河北电力技术》 【年(卷),期】2019(038)003 【总页数】5页(P51-55) 【关键词】坝上地区;风机基础;风致疲劳;基础检测 【作者】蒋理论;方占正;吕伟荣 【作者单位】河北大唐国际新能源有限公司,河北承德067000;河北大唐国际新能源有限公司,河北承德067000;湖南科技大学土木工程学院,湖南湘潭 411201 【正文语种】中文 【中图分类】TV476 近年来我国内陆风电机组装机规模日益扩大，单机设计容量也不断增加，大叶片、低风速型风机也相继推出，作为风电机组主要承载部件的风机基础逐渐凸现出问题，尤其是当前主流的基础环式重力扩展基础，随着机组运行年限的增长，基础受疲劳载荷损伤和大自然的风侵、水浸、冻融影响而逐步出现了基础混凝土裂缝、压溃、
返浆、塔筒倾斜过大和机组振动等现象，危害机组安全稳定运行，问题严重的需拆除基础重建，将造成严重的经济损失。 1 风机基础风致疲劳问题典型特征 1.1 坝上地区风电场概况 文中提及的风电场位于东亚中温带、半湿润、半干旱、大陆性、季风型、高原山地气候区域，海拔1 470 m～2 150 m，受所处地理位置和地形的影响，年冰冻期达8个月之久。冬季冷空气活动频繁，最低气温为-37.4℃；春季气温回升快，4月份土地逐渐开始解冻，但波动较大，终霜期结束较晚，大风日数较多；夏季凉爽而短促，降雨集中在7-8月份，气温比较稳定，昼夜温差较大，时有冰雹、暴雨灾害；秋季气温下降迅速，初霜出现在8月上旬。 图1 基础环式风机基础构造 风电场在装机组单机容量为2 MW，风机基础均为基础环式重力式扩展基础，结构如图1所示，钢筋混凝土基础与塔架之间采用基础环进行连接，基础环直接承担上部塔架的荷载并把它传递到混凝土中，基础环上通过开孔穿钢筋的方式加强其与基础的连接。其依靠基础及压载物重量抵抗上部风机荷载和外部环境荷载产生的倾覆力矩和滑动力，使基础和风机塔架结构保持稳定。风机功率越大，风机基础需要承受疲劳载荷相应增加。 1.2 风机基础风致疲劳现场检查结果分析 某风电场建设7年后，陆续发现2号风机基础环内圈堆积灰浆并且运行中振动过大、5号和8号风机基础环内外圈基础台柱局部裂缝现象、21号风机运行中基础环有窜动现象、22号风机运行中基础有异常响动现象。 图2 某风电场风机基础典型问题示意 调研国内风电行业现状，目前已有多个内陆风电场出现类似风机基础问题[1-5]，并且发生过因风机基础导致风机塔筒摇摆过大而引发了相关工程事故。通过对风机
风电机组塔筒与基础环法兰间隙原因探 查及处理 摘要：某风电场建成投产后，发现个别风机塔筒与基础环连接T型法兰外侧存在不同程度的间隙。文章对法兰间隙产生的原因进行分析，认为间隙产生的原因为设备制造期间工艺质量方面存在问题；并对法兰缝隙安全性进行了评估，根据分析及评估结果采取了相应的措施进行加固处理，主要是通过采用加装规格不同的垫片塞实间隙，使法兰之间紧密结合，取得了良好的效果；同时对后续运行过程中检查监督提出了建议意见。 关键词：法兰；间隙；加固；垫片 引言： 某风电场采用单机容量3.2MW的风机，风机基础环及塔架塔筒由主机厂家设计,委托第三方加工，采用T型法兰连接。风机安装完成投运前，发现三台风机塔筒底部法兰与基础环法兰外侧结合不严密，整个圆周方向上均存在宽度不同的间隙，塔筒底部法兰内侧与基础环法兰内侧结合严密，无间隙。为了保证风机的安全稳定长周期运行，对发现的问题进行分析，并根据分析结果采取措施对间隙问题进行处理。 1现状调查 1号风机法兰间隙深度为110mm-125mm,宽度为1.3mm-2.6mm；法兰对接存在错边，错边值为3mm-4mm。 2号风机法兰间隙深度为100mm-120mm,宽度为1.8mm-2.5mm。 3号风机法兰间隙宽度为1.2mm-2.2mm，因受密封胶干扰未进行间隙深度测量；法兰对接存在错边，错边值为2mm-3mm。
2法兰间隙原因分析 2.1 设计原因调查 对法兰缝隙可能产生影响的设计要求主要包括平面度要求和内倾度要求，根 据设计资料，该项目法兰具体设计要求为：1) 塔基法兰和基础环顶法兰焊 接后平面度要求为1.5mm，且90°范围内0.5mm；2) T型法兰内倾度要求为 ≤1mm。 评估单位根据设计的内倾度≤1mm要求，采用两法兰间初始缝隙高度最大值 取为2mm，缝隙沿法兰一周分布，同时内外侧法兰均建立缝隙进行有限元建模， 计算了预紧力工况下的法兰位移，发现加载完设计预紧力后，法兰内圈间隙闭合、外圈未闭合，间隙为0.137mm。如考虑平面度偏差，则设计条件下，内外圈螺栓 同时施加预紧力后法兰外圈缝隙最大可达2.137mm。 2.2 法兰制造过程调查 对现场有法兰间隙的基础环和底部塔架相关制造记录进行调查，发现有平面 度超出设计要求的地方，见下表。
风机基础开裂原因分析与预防 摘要：随着国家大力推动风电、太阳能等清洁能源建设，全国风电装机持续快 速增长，风电已成为绿色电源的重要力量。然而，随着风机并网发电，运行二三 年或数年后，各种影响风机正常运行问题逐渐暴露出来。风机基础作为支撑风机 的结构，其质量好坏直接影响风机能否正常运行。这里就风机基础出现的开裂现 象进行阐述，分析病害产生原因，进而提出预防措施，为后续风电场工程建设和 运营提供有益借鉴。 关键词：风机基础；开裂；原因分析；预防 Cracking Analysis and Prevention Measures of Wind Turbines Foundation ZHAO Hongcang1，JI Yuchong2 (CGN New Energy Holdings Co., Ltd.，Xi’an 710061，Shanxi，China ) Abstract: With the vigorous promotion of clean energy construction, such as wind power and solar energy, wind power stations in our country continue to grow rapidly, and wind power has become an important part of green power. However, with the grid-connected generation of wind turbines, after two or three years or several years of operation, various problems affecting the normal operation of wind turbines are gradually exposed. As the supporting structure, the quality of wind turbines foundation directly affects the normal operation of wind turbines. This paper expounds the cracking phenomena of the wind turbines foundation, analyses the causes of the disease, and then puts forward preventive measures, which can provide useful reference for the follow-up construction and operation of the wind power station. Key words: wind turbine foundation; cracking; analysis; prevention 1 引言 为实现非化石能源占一次能源消费比重提高，促进能源转型，全国风力发电等清 洁能源新增装机容量不断增加，在电源结构中比例逐年提高，风电已成为继煤电、水电的第三大电源，成为推动能源转型和节能减排的重要力量。但是，纵观风电 行业，好多风电场投运后，风机基础开裂、塔筒倒塌、叶片断裂、风机着火、主 变爆炸、跳闸、断网等质量事故事件陆续出现，原因很多，这里就风机基础出现 的开裂问题进行分析。首先风机基础作为支撑风力发电机组的关键结构，其病害 直接影响风机运行安全。现在基础环式风机基础采用较多，而预应力锚栓式风机 基础近几年也逐渐应用。这里着重讲述基础环式风机基础开裂问题。 2 风机基础开裂病害陈述 其实，全国范围看，风机基础开裂事件屡见不鲜，单从某能源公司所属各分公司2017年、2018年对所辖运行风电场风机基础的排查情况来看，南方北方18个分 公司的风电场都存在不同程度基础开裂现象，引起公司管理层高度重视。其中湖 北某风电场2012年6月建成，2013年7月投运，2016年3月发现2台风机基础 开裂；黑龙江某风电场2017年10月发现6台风机基础不同程度开裂。 湖北某风电场的情况是这样的，基础外围混凝土损伤情况严重，见图1；基础内 部裂缝明显，见图2；2台风机进行停机处理。 黑龙江某风电场运维人员发现的32#基础塔筒底部外侧基础环与基础之间出现的 缝隙大小随风机启停张合变化，最大裂缝宽度3cm，见图3；塔筒底部内侧基础 顶面出现开裂，见图4。15#基础在门洞左上方位、塔筒内侧存在最大宽度
国家电投集团铝电新能源有限公司 中卫香山风电场 塔筒基础座防水 施工方案 编制单位：宁夏星越防水防腐工程有限公司 编制日期：2021年8月18日
目录 一、塔筒基础防水简介 (2) 二、推荐防水材料及施工工艺 (3) 三、部分现场施工图及修复前后对比 (5)
一、塔筒基础防水简介 现有风力发电机塔架与基础的连接主要有以下两种形式，基础环和锚栓笼，如下图所示： 1.1基础环形式基础： 基础环形式基础的塔架底段与预埋在钢筋混凝土基础里的基础环采用螺栓连接，由于基础环与混凝土为两种不同的材料，混凝土浇筑后会存在一定程度的收缩，导致基础环与混凝土之间存在天然的微小缝隙。 风机基础具有承受360度方向重复荷载和大影响偏心受力的特殊性，如果基础环与混凝土之间的微小间隙不进行密封防水处理，水的侵入将会导致钢筋混凝土结构内钢筋的锈蚀，基础环与混凝土之间的冲刷作用及基础环底法兰处压溃作用加剧，容易导致基础出现翻浆、局部压溃、机组振动超标等现象，威胁风力
发电机组的安全运行。 1.2锚栓基础： 锚栓基础的塔架与锚栓笼外露的锚栓进行连接，塔架底段法兰一般与锚栓笼的上锚板或高强灌浆层接触，塔架就位后，需采用张拉器对锚栓进行张拉，张拉作用会使塔架底法兰与锚板或灌浆层的接触更加紧密。 在风机运行过程中，锚栓对于风机上部结构与基础之间的连接起着至关重要的作用，由于塔架底段法兰与锚板或灌浆层的接触面都暴露在室外，如果长期雨水侵蚀，导致雨水顺着细微间隙侵入锚栓套管中，即使锚栓采取了有效的防腐方式，长期的雨水侵入将带来锚栓腐蚀的风险，锚栓腐蚀将直接导致塔架与基础的连接失效，故针对外露的锚栓基础进行有效的密封防水处理显得尤为重要。 二、推荐防水材料及施工工艺 2.1推荐防水材料 2.1.1 PMMA（聚甲基丙烯酸酯）防水涂料 （1）超长的耐久性和耐褪色性，抗紫外线； （2）防水系统的施工可在零下5℃环境下施工； （3）适用于混凝土、沥青、PVC、玻璃、金属等基层表面； （4）长期保持高弹性和高强度，低温动态裂纹桥接能力强； （5）耐温好，抗温变：-30℃~+90℃； （6）耐积水，抗湿度； （7）耐根穿刺性； （8）质保期限：8年