我国风力发电机组塔架基础设计
风能发电系统 风力发电机组塔架和基础设计要求
风能发电系统风力发电机组塔架和基础设计要求1. 引言风能发电是一种可再生能源，具有广泛的应用前景。
在风能发电系统中，风力发电机组塔架和基础承担着支撑和稳定发电机组的重要作用。
本文将介绍风力发电机组塔架和基础的设计要求。
2. 风力发电机组塔架设计要求2.1 结构设计要求风力发电机组塔架的设计要求如下：•具有足够的刚度和强度，以抵御风力对塔架的作用力。
•考虑到风力发电机组的重量和动态载荷，进行合理的载荷分析和安全系数设计。
•采用可靠的连接设计，确保塔身的整体稳定。
•良好的耐腐蚀性能，以适应恶劣的天气条件。
2.2 材料选择要求风力发电机组塔架的材料选择要求如下：•选用高强度和耐腐蚀的材料，如碳钢或钢铁合金。
•材料的强度和韧性要满足设计要求。
•考虑材料的可持续性和环境友好性。
2.3 稳定性要求风力发电机组塔架的稳定性要求如下：•考虑到大风和地震等外力的作用，进行稳定性分析和设计。
•采用适当的支撑结构和抗倾覆设计，以保证塔架的稳定。
•考虑土质条件和地基承载力，进行合理的基础设计。
3. 风力发电机组基础设计要求3.1 地基选择要求风力发电机组基础的地基选择要求如下：•选用稳定的土壤或岩石地基。
•考虑地基承载力和沉降性能，进行地基勘探和地质调查。
•根据地基条件，选择适当的基础结构。
3.2 基础设计要求风力发电机组基础的设计要求如下：•确定合适的基础类型，如混凝土基础、钢筋混凝土基础等。
•考虑基础的稳定性、强度和刚度，以确保风力发电机组的安全运行。
•进行合理的地震和风载荷分析，确保基础的稳定性。
•考虑基础的耐久性和耐腐蚀性能，以延长基础的使用寿命。
4. 结论风力发电机组塔架和基础是风能发电系统中重要的组成部分。
塔架需要具备足够的刚度和强度，并考虑到动态载荷和耐腐蚀性能。
基础的选择和设计需要考虑地基承载力、地震和风载荷等因素。
在设计和施工过程中，应遵循相关的规范和标准，确保风力发电机组的安全运行和可靠性。
以上是风力发电机组塔架和基础设计的要求，希望能对相关领域的工程师和研究人员提供一定的参考和指导。
风力发电机组的塔架与基础
风力发电机组的塔架与基础第一节塔架塔架和基础是风力发电机组的主要承载部件。
其重要性随着风力发电机组的容量增加，高度增加，愈来愈明显。
在风力发电机组中塔架的重量占风力发电机组总重的1/2左右，其成本占风力发电机组制造成本的50% 左右，由此可见塔架在风力发电机组设计与制造中的重要性。
由于近年来风力发电机组容量已达到2~3MW，风轮直径达80~100m，塔架高度达100m。
在德国，风力发电机组塔架设计必须经过建筑部门的批准和安全证明。
一、塔架的结构与类型塔架主要分为桁架型和圆筒型。
桁架型塔架如图10-1示。
桁架型塔架在早期风力发电机组中大量使用，其主要优点为制造简单、成本低、运输方便，但其主要缺点为不美观，通向塔顶的上下梯子不好安排，上下时安全性差。
圆筒型塔架如图10-2 示。
在当前风力发电机组中大量采用，其优点是美观大方，上下塔架安全可靠。
以结构材料可分为钢结构塔架和钢筋混凝土塔架。
钢筋混凝土塔架在早期风力发电机组中大量被应用，如我国福建平潭55kW风力发电机组（1980年）、丹麦Tvid2MW风力发电机组（1980年），后来由于风力发电机组大批量生产，从批量生产的需要而被钢结构塔架所取代。
近年随着风力发电机组容量的增加，塔架的体积增大，使得塔架运输出现困难，又有以钢筋混凝土塔架取代钢结构塔架的苗头。
二、塔架的设计与计算塔架的主要功能是支承风力发电机的机械部件，发电系统（重力负载），承受风轮的作用力和风作用在塔架上的力（弯矩、推力及对塔架的扭力），塔架还必须具有足够的疲劳强度，能承受风轮引起的振动载荷，包括起动和停机的周期性影响、突风变化、塔影效应等。
塔架的刚度要适度，其自振频率（弯曲及扭转）要避开运行频率（风轮旋转频率的3倍）的整数倍。
塔架自振频率高于运行频率的塔称之为刚塔，低于运行频率的塔称之为柔塔。
1. 塔架静强度的载荷条件1）横吹：风速为65m/s（2s 平均）风轮不转动，叶片顺桨，风向是横向吹在机舱上。
风力发电塔架基础与塔架的设计
风力发电塔架基础与塔架的设计一、风力发电塔架基础设计稳固的塔架基础是风力发电塔架系统的重要组成部分，它需要能够承受塔架和风力机的整体重量，并能够抵御风力对其产生的侧向力。
风力发电塔架基础的设计主要包括以下几个方面：1.地质勘察：在设计塔架基础之前，需要进行地质勘察，以确定地下地质条件，包括土壤的类型、强度和稳定性。
这对基础的设计和施工有着重要的指导作用。
2.基础类型：根据地质勘察结果，选择适合的基础类型，常见的有浅基础、深基础和桩基础等。
在选择时需要综合考虑地质条件、塔架重量、风力加载等因素。
3.基础尺寸：根据塔架和风力机的重量以及风力加载条件，确定基础的尺寸。
一般来说，基础的宽度要足够大以提供稳固的支撑面积，基础的深度要足够深以达到稳定的层，从而确保塔架的稳定性。
4.材料选择：在设计基础时，需要选择适合的材料。
常见的材料有钢筋混凝土和钢结构。
钢筋混凝土基础通常用于较小规模的风力发电塔架，而大型风力发电塔架更适合采用钢结构。
二、风力发电塔架结构设计1.塔筒设计：塔筒是连接风力机与塔架基础的关键部分，承受塔架和风力机的重量以及风力对其产生的侧向力。
设计塔筒时需要考虑综合因素，如载荷分布、结构强度和成本等。
2.横梁设计：横梁连接塔筒和风力机，承受塔架和风力机的重量。
横梁需要具备足够的强度和刚度，以保证塔架的稳定性和安全性。
3.工作平台设计：风力发电塔架上需要设置工作平台，以方便维护和检修风力机。
工作平台的设计需要考虑人员的安全，通常包括防护栏杆和安全门等设施。
在进行风力发电塔架结构设计时，需进行强度和稳定性分析，并采用计算或模拟软件进行验证。
设计过程中还需考虑施工可行性，尽量减少材料和成本的使用，提高施工效率。
综上所述，风力发电塔架基础与塔架的设计需要综合考虑多个因素，包括地质条件、载荷要求、施工条件等。
通过合理的设计和分析，可以确保塔架的稳定性和安全性，提高风力发电系统的可靠性和效益。
风电场风电机组塔架的地基基础荷载荷载工况与荷载效应组合及分项系数设计方案
风电场风电机组塔架的地基基础荷载荷载工况与荷载效应组合及分项系数设计方案1.1 荷载1.1.1 作用在风电机组地基基础上的荷载按随时间的变异可分为三类：1 永久荷载，如上部结构传来的竖向力F zk、基础自重G1、回填土重G2等。
2 可变荷载，如上部结构传来的水平力F xk和F yk、水平力矩M xk 和M yk、扭矩M zk，多遇地震作用F e1等。
当基础处于潮水位以下时应考虑浪压力对基础的作用。
3 偶然荷载，如罕遇地震作用F e2等。
1.1.2 根据GB 50223的有关规定，风电机组地基基础的抗震设防分类定为丙类，应能抵御对应于基本烈度的地震作用，抗震设防的地震动参数按GBl8306确定。
1.1.3 上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载效应宜用荷载标准值表示，为正常运行荷载、极端荷载和疲劳荷载三类。
正常运行荷载为风力发电机组正常运行时的最不利荷载效应，极端荷载为GB 18451.1中除运输安装外的其他设计荷载状况（DLC）中的最不利荷载效应，疲劳荷载为GB 18451.1中需进行疲劳分析的所有设计荷载状况（DLC）中对疲劳最不利的荷载效应。
1.1.4 对于有地震设防要求的地区，上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载还应包括风电机组正常运行时分别遭遇该地区多遇地震作用和罕遇地震作用的地震惯性力荷载。
1.1.5 地基基础设计时应将同一工况两个水平方向的力和力矩分别合成为水平合力F rk、水平合力矩M rk，并按单向偏心计算。
1.2 荷载工况与荷载效应组合1.2.1 地基基础设计的荷载应根据极端荷载工况、正常运行荷载工况、多遇地震工况、罕遇地震工况和疲劳强度验算工况等进行设计。
极端荷载工况为上部结构传来的极端荷载效应叠加基础所承受的其他有关荷载；正常运行荷载工况为上部结构传来的正常运行荷载效应叠加基础所承受的其他有关荷载；多遇地震工况为上部结构传来的正常运行荷载效应叠加多遇地震作用和基础所承受的其他有关荷载；罕遇地震工况为上部结构传来的正常运行荷载效应叠加罕遇地震作用和基础所承受的其他有关荷载；疲劳强度验算工况为上部结构传来的疲劳荷载效应叠加基础所承受的其他有关荷载。
天然地基上风力发电机组塔架基础设计研究
天然地基上风力发电机组塔架基础设计研究风力发电机组塔架基础的合理设计关系到机组的安全运行，即位于地基条件较好的基础的设计，存在的隐患也很多。
充分考虑具体的地质条件、机组各项参数，进行可靠的地基基础设计，在工程界形成共识。
本文介绍了合理的风机基础设计考虑的因素、参数、尺寸的取舍，并给出了具体过程、尺寸，设计出了实际工程的基础。
标签：基础；天然地基；基础沉降风电场风力发电机组塔架是一种耸结构，叶片、轮毂、机舱位于塔架顶部，风荷载使塔架基础承受很大的倾覆力矩，这是机组塔架基础不同于一般的高耸结构的特点，在倾覆弯矩作用下短基础柱与基础底板交界处着承受着较大的集中应力，这一集中作用力可以达到应力计算值的3～5倍，风电场时因基础这一部位的损坏产生倒塌事故。
由于较大的倾覆弯矩，基础底部产生较大的不均匀压力，严控不均匀沉降和偏心距，保证机组的正常运行，是有一特点。
1 塔架基础概念设计1.1 材料风机基础承受有风带来的低周疲劳荷载，材料应符合疲劳要求，混凝土强度等级不小于C30；钢筋应选用HRB400、HRB500高强钢筋。
1.2 地质条件基础地基持力层应选择稳定性较好的土层上，未经修正的地基承载力特征值应大于150KPa，压缩模量大于8MPa。
塔基附近无冲沟、断裂带、崩塌等不良地质条件。
软弱地基、不均匀地基、湿陷性黄土等应采用合适的处理方式。
1.3 基础体型基础环外围混凝土厚度不小于1000mm，基础底板外沿尺寸不小于1000mm，悬挑与根部厚度比值不大于2.5.基础环深入基础底板0.7m左右，电缆管位于基础环下法兰一定距离，从基础外边缘中部穿出。
1.4 基础配筋基础环周围配置钢筋应均匀，环向距离不应大于400m，钢筋之间的间距150m左右，钢筋在基础环内外周边多圈均匀布置。
底板钢筋宜环向布置，辐射筋内环间距不宜小于80mm，侧辐射筋外环间距不应大于300mm，环向筋间距宜为150～200mm。
2 天然地基风机基础设计案例锡林郭勒盟正镶白旗哲里根图风电场风电场，建设规模为49.5MW，安装33台1.5MW的风力发电机组。
1.5MW风力机组塔筒及基础设计
1.5MW风力机组塔筒及基础设计1.5MW风力机组塔筒及基础设计摘要: 70年代初期，由于“石油危机”，出现了能源紧张的问题，人们认识到常规矿物能源供应的不稳定性和有限性，于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。
风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起了人们重视。
2006年中国共有风电机组6469台，其中兆瓦级机组占21.2%，2007年，这个比例跃升为38.1%，提高了16.9个百分点。
在国家政策支持和能源供应紧张的背景下，中国的风电特别是风电设备制造业迅速崛起，已经成为全球风电最为活跃的场所。
2009年5月，国家投资3万亿资金支持新能源，在整个投资中风力发电行业的投资在国家总投资中占了很大的一部分，进一步推动了风电行业的发展。
据国家能源局统计，中国风电2010年新增装机容量将超过1600万千瓦累计装机容量达到4182.7万千瓦。
预计在2020年末我国新增发电装机容量将达到6000万千瓦累计装机将超过1亿万千瓦。
随着国家“十二五”规划对风电行业的大力支持和政策的不断完善与调整，中国风电将又一次迎来黄金的发展期。
并且风机的制造企业技术也不断完善和创新，一批具有国家啊自主知识产权的产品纷纷亮相。
从600千瓦、750瓦、1500千瓦、2500千瓦到现在的5000千瓦,而且更大发电量的风机已经研制和立项。
大容量风机的出现让我国风机装备制造技术有了飞速的提高，使国产风机整体技术水平与西方国家进一步缩小，由于风机的容量的不断增大，使风力机的体积和重量不断增加，对塔架与塔架基础的结构强度、加工材料和整体设计都有了更高要求，在未来风机塔架将向着的大型化、人性化、科学化、和风机塔架基础的复杂化、重荷化、高抗化去发展。
由此看出1500千瓦的风机技术已经趋于成熟，其塔架与塔架基础设计也已经完备，根据现有的技术资料我将针对1.5MW风机塔架与塔架基础进行系统分析,并简述1.5MW风机的基础与塔架的设计。
1.5MW风力发电机塔架基础设计
-2-
内蒙古科技大学硕士学位论文
Key words：Wind turbine foundation；Tower foundation；Lattice wind turbine tower foundation；Optimal design
-3-
内蒙科技大学硕士学位论文
目
摘
录
要 ........................................................................................................................ I
王创江
硕 士
学号： 201102455
建筑与土木工程 白利明 李 斌
职称： 高工 职称：
教授
2013 年 6 月 8 日
内蒙古科技大学硕士学位论文
摘
要
随着风电技术的发展，风力发电机组的容量不断增大，塔架的高度逐渐增加， 塔架基础的受力也越来越复杂，对基础的强度、稳定性提出了更高的要求。目前， 风机基础结构设计技术不够成熟，基础设计的不合理，直接导致风机倒塌事故的发 生，所以需要对基础的受力特性进行分析研究，保证基础设计的合理性。 本文针对风力发电机塔架基础的受力特点，以及实际工程中出现的问题，对基 础的形式及各部分尺寸进行优化设计，得到了影响塔架基础的主要因素，研究结果 可供工程设计人员参考。 通过对锥台型塔筒方形和圆形扩展基础的分析可知：圆形基础的抗倾覆、抗滑 移稳定性均优于方形基础，选择圆形基础进行优化设计；随着基础台柱高度的增 加，基础底面的反力增加，脱开面积减小，抗滑移、抗倾覆稳定性更好，建议基础 台柱高度占基础埋深高度的比例宜控制在 0.3 左右。随着基础半径增加，基础底面 的反力减小，基础底面的脱开面积减小，抗滑移、抗倾覆稳定性增加，基础的稳定 性提高；随着基础环的埋置深度增加，基础环下混凝土的最大压应力增加，混凝土 局部受压破坏，建议基础环的埋深宜为基础埋深的 0.5 左右。对格构式塔架平板式 基础和独立基础进行了对比分析，在地质条件和荷载相同的条件下，独立基础可节 约混凝土用量 49.7%，基础开挖量减小 50%，钢材用量节约 30%。因此，格构式塔 架选择独立基础有良好的经济效益。
风电场风力发电机组塔架基础设计分析
风电场风力发电机组塔架基础设计分析发布时间：2023-02-06T07:04:10.581Z 来源：《当代电力文化》2022年第17期作者：赵勇、周峰池、马喜要[导读] 随着我国经济需求的发展，人们对于环保和节能越来越关注，尤其是对绿色能源的需求与日俱增。
赵勇、周峰池、马喜要中国电建集团河南工程有限公司河南省郑州市 450000摘要：随着我国经济需求的发展，人们对于环保和节能越来越关注，尤其是对绿色能源的需求与日俱增。
我国在各方面都提倡绿色能源的开发和利用，构建无污染的绿色能源。
风资源就是人们发现的一种绿色可再生能源，它主要是通过一种发电装置，将风能转化为电能，只要有风就能够持续发电。
在风电场的建设中，风机塔筒等设备的安装极为重要，其中风机塔筒垂直度的控制尤为突出。
2.0风机塔筒高度一般在80m～90m，如果塔筒的垂直度超过规定范围，塔筒不垂直受力，塔架将会产生较大的弯曲，严重者会发生倒塌事故。
表面细微凹坑也可能造成塔筒局部应力集中，导致弯曲；运行过程中会产生从上到下的“香蕉型”倾斜；另外长期往复的循环载荷也有可能造成地基沉降、塔架倾斜，进而对风电机的运行造成损害。
因此，本文重点论述风机塔筒垂直度控制技术，以期解决此类问题。
关键词：风电场；组塔架基础1 工程概况某风电工程基础环作为影响风机塔筒安装质量的关键因素，也是塔筒垂直度控制的第一步，所以基础环的安装尤为重要。
在风机基础混凝土浇筑过程中基础环的复测和塔筒安装过程的垂直度控制也不可忽略。
2 塔架倾斜的原因2.1 地基承载力差异较大风机基础地基承载力不均匀、地质勘察精度不够等。
在没有完全掌握风电场地质情况就开始设计、施工，这是造成地基不均匀沉降的主要原因。
比如林区或山区风机基础区域勘察时钻孔间距太远，而地基岩面起伏又大，勘察报告不能充分反映实际地质情况。
山地风电建设范围广，地质条件差异较大，风机基础浇筑后以及风机设备安装完成后会产生巨大的永久荷载，经过长期的荷载作用地基可能会发生不均匀沉降，导致塔筒倾斜甚至倒塔。
风电机组地基基础设计规定fd003-
1 范围1.0.1 本标准规定了风电场风电机组塔架地基基础设计的基本原则和方法，涉及地基基础的工程地质条件、环境条件、荷载、结构设计、地基处理、检验与监测等内容。
1.0.2 本标准适用于新建的陆上风电场风电机组塔架的地基基础设计。
工程竣工验收和已建工程的改（扩建）、安全定检，应参照本标准执行。
1.0.3 风电场风电机组塔架的地基基础设计除应符合本标准外，对于湿陷性土、多年冻土、膨胀土和处于侵蚀环境、受温度影响的地基等，尚应符合国家现行有关标准的要求。
2 规范性引用文件下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用标准，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些标准的最新版本。
凡是不注日期的引用标准，其最新版本适用于本标准。
GB 18306 中国地震动参数区划图GB 风力发电机组安全要求GB 50007 建筑地基基础设计规范GB 50009 建筑结构荷载设计规范GB 50010 混凝土结构设计规范GB 50011 建筑抗震设计规范GB 50021 岩土工程勘察规范GB 50046 工业建筑防腐蚀设计规范GB 50153 工程结构可靠度设计统一标准GB 60223 建筑工程抗震设防分类标准GB 50287 水力发电工程地质勘察规范GBJ 146 粉煤灰混凝土应用技术规范FD 002—2007 风电场工程等级划分及设计安全标准DL/T 5082 水工建筑物抗冰冻设计规范JB/T10300 风力发电机组设计要求JGJ 24 民用建筑热工设计规程JGJ 94 建筑桩基技术规范JGJ 106 建筑基桩检测技术规范JTJ 275 海港工程混凝土防腐蚀技术规范3 总则3.0.1 为统一风电场风电机组塔架地基基础设计的内容和深度，特制定本标准。
3.0.2 风电机组地基基础设计应贯彻国家技术经济政策，坚持因地制宜、保护环境和节约资源的原则，充分考虑结构的受力特点，做到安全适用、经济合理、技术先进。
风电场风力发电机组塔架基础设计研究
风电场风力发电机组塔架基础设计研究一、引言风电场是目前常见的一种可再生能源发电方式，其基本原理是利用风力将风能转化为电能。
在风电场中，风力发电机组的塔架基础设计对于确保风力发电机组的稳定性和可靠性具有重要的意义。
塔架基础设计的合理性和稳定性直接影响到风力发电机组的安全运行和发电效率。
二、塔架基础设计的要求风力发电机组塔架基础设计需要满足以下几个基本要求：1.承重能力：塔架基础需要能够承受风力发电机组的自重以及各种外力作用，如风力、震动等。
因此，塔架基础的设计需要具有足够的强度和刚度，以确保风力发电机组的稳定运行。
2.抗风能力：风力发电机组是通过风力来转动叶片产生电能的，因此需要有良好的抗风能力。
塔架基础的设计需要考虑到不同风力下的荷载作用，通过合理的结构设计和选材，确保塔架基础能够抵御大风的力量。
3.耐久性：风力发电机组是长期运行的设备，塔架基础需要具有足够的耐久性，能够经受住长期的风雨侵蚀。
因此，在塔架基础的设计中，需要选用适合的材料，并且进行必要的防腐处理，以延长塔架基础的寿命。
4.基坑开挖与处理：塔架基础的设计还需要考虑基坑的开挖和处理，确保基坑的结构稳定，并且满足施工和操作的要求。
三、风电场风力发电机组塔架基础设计方法1.地质勘探和地基处理在塔架基础的设计前，需要进行地质勘探，了解地下的土质和岩性。
根据地质勘探结果选用合适的基坑方法，如开挖基坑、打桩等。
地基的处理可以采用加固方法，如加设钢筋混凝土桩、处理软弱土层等，提升基坑的承载能力和稳定性。
2.塔架基础设计塔架基础的设计需要结合地质勘探结果和机组的技术要求。
在设计时，需要考虑以下几个方面：(1)基础类型选择：根据地质情况和机组的要求，选择合适的基础类型，如桩基、浅基础等。
(2)强度和稳定性计算：根据风力发电机组的重量和设计风力荷载，计算出塔架基础的强度和稳定性。
可以采用常规的结构设计计算方法，如承载力设计方法、确客方法等。
(3)材料选择：根据塔架基础的强度和耐久性要求，选择适当的材料，如高强度混凝土、钢材等。
风力发电塔架基础与塔架的设计
酒泉职业技术学院毕业设计（论文）09 级风能与动力技术专业题目：1.5MW风力机组塔筒及基础设计毕业时间：2012 年7 月学生姓名：刘文源指导教师：任小勇班级：09 风电（4）班年月日酒泉职业技术学院09 届各专业毕业论文（设计）成绩评定表姓班级专业名指导教师第一次指导意见年月日指导教师第二次指导意见年月日指导教师第三次指导意见年月日指导教师评语及评分成绩：签字（盖章）年月日答辩小组评价意见及评分成绩：签字（盖章）年月日教学系毕业实践环节指导小组意见签字（盖章）年月日学院毕业实践环节指导委员会审核意见签字（盖章）年月日1.5MW风力机组塔筒及基础设计摘要: 70年代初期，由于“石油危机”，出现了能源紧张的问题，人们认识到常规矿物能源供应的不稳定性和有限性，于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。
风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起了人们重视。
2006年中国共有风电机组6469台，其中兆瓦级机组占21.2%，2007年，这个比例跃升为38.1%，提高了16.9个百分点。
在国家政策支持和能源供应紧张的背景下，中国的风电特别是风电设备制造业迅速崛起，已经成为全球风电最为活跃的场所。
2009年5月，国家投资3万亿资金支持新能源，在整个投资中风力发电行业的投资在国家总投资中占了很大的一部分，进一步推动了风电行业的发展。
据国家能源局统计，中国风电2010年新增装机容量将超过1600万千瓦累计装机容量达到4182.7万千瓦。
预计在2020年末我国新增发电装机容量将达到6000万千瓦累计装机将超过1亿万千瓦。
随着国家“十二五”规划对风电行业的大力支持和政策的不断完善与调整，中国风电将又一次迎来黄金的发展期。
并且风机的制造企业技术也不断完善和创新，一批具有国家啊自主知识产权的产品纷纷亮相。
从600千瓦、750瓦、1500千瓦、2500千瓦到现在的5000千瓦,而且更大发电量的风机已经研制和立项。
风力发电机塔架结构模型设计与制作分解
风力发电机塔架结构模型设计与制作分解一、设计阶段1.功能要求分析：根据风力发电机的工作原理和使用要求，确定风力发电机塔架的功能要求，确保其具备承载、稳定支撑和抗风能力。
2.结构设计：根据功能要求，设计风力发电机塔架的结构。
通常，风力发电机塔架主要由塔身、塔盖、塔基和塔帽等组成。
塔身是主要承载部分，要具备足够的强度和刚度。
塔盖是顶部保护装置，用于遮挡塔顶和风轮。
塔基是作为塔身的支撑部分，要具备稳定性和抗风能力。
塔帽是用于连接塔身和塔盖的部件，要具备紧固和密封功能。
3.材料选择：根据设计要求和安全性能，选择适合的材料。
通常，风力发电机塔架采用钢材制作，其具备高强度、耐腐蚀和抗风能力。
二、制作阶段1.制作准备：根据设计要求和相关标准，准备所需的材料和工具。
确保材料的质量符合要求，工具齐全，操作规程清楚。
2.制作塔身：根据设计图纸，将所需的钢材切割成合适的长度，然后进行预先加工。
将预先加工好的部件进行拼接，用焊接工艺进行固定。
确保焊接接头的强度和质量。
3.制作塔盖：根据设计图纸，将所需的钢材切割成适当的形状和尺寸。
然后进行加工，将部件焊接在一起，形成塔盖的结构。
确保焊接接头牢固可靠。
4.制作塔基：根据设计要求和实际需要，选择适当尺寸的混凝土块进行制作。
在现场根据设计图纸将混凝土浇筑成塔基的形状。
确保塔基的稳定性和强度。
5.制作塔帽：根据设计要求，将所需的钢材切割成合适的形状和尺寸。
然后加工和焊接部件，形成塔帽的结构。
确保塔帽的安装牢固。
6.装配与测试：将塔身、塔盖、塔基和塔帽等部件进行装配，确保相互之间的连接牢固可靠。
然后进行结构的测试，如抗风性能、承载能力等测试，确保风力发电机塔架的稳定性和安全性。
三、总结风力发电机塔架结构模型的设计与制作分解需要在设计阶段充分考虑功能要求和结构设计，选择合适的材料。
在制作阶段，要进行制作准备，确保材料和工具的质量和齐全性。
然后按照设计图纸和操作规程进行制作，包括塔身、塔盖、塔基和塔帽等部件的制作与焊接，最后进行装配与测试。
风机塔架基础设计
风机塔架基础设计——高斌根据中华人民共和国国家际准《高耸结构设计规范》ＧＢＪ １３５-９０，设计风机塔架基础时，主要考虑四个环节。
四个环节包括：１）、塔身与基础的联接；２）、基础上部的承载能力；３）、地基的承载能力；４）、抗倾覆。
即在具体设计中，应按最不利荷载组合对各控制断面进行强度计算外，还应对基础的整体稳定性、地基承载力和变形进行计算。
在设计风机塔架基础前，必须分析塔架的尺寸、安装标高、荷载数据以及气象条件、工程地质资料。
以便做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。
一、已知荷载一）、荷载分类：ｌ、永久荷载：１）、结构自重：塔架及设备：约２00吨基础自重：约650吨２）、土压力：基础上部埋土,２、可变荷载：１）、风荷载：弯矩（±00）：水平力（±00）：按规范要求，在风荷载（标准值）作用下，高耸结构任意点的水平位移不得大于该点离地高度的１／１００。
２）、裹冰荷载：３）、地震作用：４）、安装检修荷载：５）、温度变化：６）、地基沉陷：３、偶然荷载：导线断线，风扇断脱等。
二、塔身与基础的联接：一）、螺栓联接国际规定，螺栓外排时，中心间距：最大：8d0 或12t最小：3 d0d 0 ──为螺栓的孔径； t ──为外层板件的厚度。
根据螺栓横截面积应与板件横截面积相等的原则，计算：Ｓ= D •π•δ= n •（d 0/2）2•π= 4300×3.14×24 = 324048 mm 2S ──螺栓横截面积或板件横截面积 D ──塔身直径（±00） δ ──板件厚度 n ──螺栓数量计算结论：须用螺栓直径太大，实际上无法使用。
二）、法兰盘焊接：国家设计规范规定：塔身与法兰盘的联接构造和计算与该处塔身相同。
此联接方案中，法兰盘置于基础表面，焊缝水平总横截面积必须满足大于塔身板件±00处横截面积的１. ２倍。
国际同时规定，角焊缝的最小焊脚尺寸h ｆ不得小于1.5t ，ｔ为较厚焊件即塔身板件或法兰的厚度。
风力发电塔架基础与塔架的设计
`酒泉职业技术学院毕业设计（论文）09 级风能与动力技术专业[题目：风力机组塔筒及基础设计毕业时间： 2012 年 7 月学生姓名：***指导教师：任小勇班级：09 风电（4）班;年月日酒泉职业技术学院 09 届各专业毕业论文（设计）成绩评定表风力机组塔筒及基础设计摘要: 70年代初期，由于“石油危机”，出现了能源紧张的问题，人们认识到常规矿物能源供应的不稳定性和有限性，于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。
风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起了人们重视。
2006年中国共有风电机组6469台，其中兆瓦级机组占%，2007年，这个比例跃升为%，提高了个百分点。
在国家政策支持和能源供应紧张的背景下，中国的风电特别是风电设备制造业迅速崛起，已经成为全球风电最为活跃的场所。
2009年5月，国家投资3万亿资金支持新能源，在整个投资中风力发电行业的投资在国家总投资中占了很大的一部分，进一步推动了风电行业的发展。
据国家能源局统计，中国风电2010年新增装机容量将超过1600万千瓦累计装机容量达到万千瓦。
预计在2020年末我国新增发电装机容量将达到6000万千瓦累计装机将超过1亿万千瓦。
随着国家“十二五”规划对风电行业的大力支持和政策的不断完善与调整，中国风电将又一次迎来黄金的发展期。
并且风机的制造企业技术也不断完善和创新，一批具有国家啊自主知识产权的产品纷纷亮相。
从600千瓦、750瓦、1500千瓦、2500千瓦到现在的5000千瓦,而且更大发电量的风机已经研制和立项。
大容量风机的出现让我国风机装备制造技术有了飞速的提高，使国产风机整体技术水平与西方国家进一步缩小，由于风机的容量的不断增大，使风力机的体积和重量不断增加，对塔架与塔架基础的结构强度、加工材料和整体设计都有了更高要求，在未来风机塔架将向着的大型化、人性化、科学化、和风机塔架基础的复杂化、重荷化、高抗化去发展。
由此看出1500千瓦的风机技术已经趋于成熟，其塔架与塔架基础设计也已经完备，根据现有的技术资料我将针对风机塔架与塔架基础进行系统分析,并简述风机的基础与塔架的设计。
1.5兆瓦风力发电机组塔筒及基础设计解析
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、国内设计院根据风电场地质勘测资料和国内建筑材料的具体情况进行设计调整、厂商对国内设计院的设计调整成果进行复核确认模式。
风电场风力发电机组塔架基础设计研究
Ｒｅ ｅ ｃ ｎ ｔ ｅＤｅ ｉ ｎ ｏ ｉ ｄ Ｔｕ ｂ ｎ ｎ ｒ ｔ ｒ ｗｅ ｏ ｎ ａ ｉ ｎ ｉ ｉ ｄ ｓ ａ ｈｏ ｓｇ ｆ ｎ ｒ ｉ ｅＧｅ ｅ ａ ｏ ｓＴｏ ｒＦ ｕ ｄ ｔｏ Ｗ ｎ ｈ Ｗ ｎ
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中 图 分 类 号 ：Ｍ６４ＴＡ
风 电场风 力发 电机组 塔 架基 础设 计研 究
王 浩 ． 炽欣 王
（ 东天联 工程 有 限公 司 ， 东 ５ ０ ０ ） 广 广 １６ ０
１ 工 程 概 况
广 东 徐 闻洋 前 风 电场 场 址 位 于 湛 江 市 徐 闻 县
东部 的新 寮镇 （ 寮 岛） 部 海 岸 。风 电 场场 址 所在 新 东
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摘 要 ： 于 广 东 徐 闻洋 前 风 电 场 工 程 ， 风 力 发 电 机 组 塔 架 基 对 基 础 设 计 进 行 研 究 。 通 过 合 理 的设 计 优 化 ，在 基 础 形 式 、 桩 型 、 定性 等方 面采 用 了独 特 的思 路 和 新 工 艺 。 稳 关键 词 ： 力 发 电机 ； 架 基 础 ； 计 优 化 ； 定 性 风 塔 设 稳
风电机组地基基础设计规定FD003之欧阳美创编
1 范围1.0.1本标准规定了风电场风电机组塔架地基基础设计的基本原则和方法，涉及地基基础的工程地质条件、环境条件、荷载、结构设计、地基处理、检验与监测等内容。
1.0.2本标准适用于新建的陆上风电场风电机组塔架的地基基础设计。
工程竣工验收和已建工程的改（扩建）、安全定检，应参照本标准执行。
1.0.3风电场风电机组塔架的地基基础设计除应符合本标准外，对于湿陷性土、多年冻土、膨胀土和处于侵蚀环境、受温度影响的地基等，尚应符合国家现行有关标准的要求。
2 规范性引用文件下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用标准，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些标准的最新版本。
凡是不注日期的引用标准，其最新版本适用于本标准。
GB 18306 中国地震动参数区划图GB 18451.1 风力发电机组安全要求GB 50007 建筑地基基础设计规范GB 50009 建筑结构荷载设计规范GB 50010 混凝土结构设计规范GB 50011 建筑抗震设计规范GB 50021 岩土工程勘察规范GB 50046 工业建筑防腐蚀设计规范GB 50153 工程结构可靠度设计统一标准GB 60223 建筑工程抗震设防分类标准GB 50287 水力发电工程地质勘察规范GBJ 146 粉煤灰混凝土应用技术规范FD 002—2007 风电场工程等级划分及设计安全标准DL/T 5082 水工建筑物抗冰冻设计规范JB/T10300 风力发电机组设计要求JGJ 24 民用建筑热工设计规程JGJ 94 建筑桩基技术规范JGJ 106 建筑基桩检测技术规范JTJ 275 海港工程混凝土防腐蚀技术规范3 总则3.0.1为统一风电场风电机组塔架地基基础设计的内容和深度，特制定本标准。
3.0.2风电机组地基基础设计应贯彻国家技术经济政策，坚持因地制宜、保护环境和节约资源的原则，充分考虑结构的受力特点，做到安全适用、经济合理、技术先进。
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2008 中国风电技术发展研究报告海南三亚我国风力发电机组地基基础设计王民浩 陈观福中国水电工程顾问集团公司，北京，100120 摘 要：我国风能资源丰富，近几年风力发电事业得到了长足发展，但我国机组设备制造、发电量预测 和风机基础设计等一系列技术问题还有待于进一步完善。
本文简述了我国风机基础设计的发展历程， 剖 析了几例风机基础质量事故， 结合我国第一本风机基础设计规范及其配套设计软件， 对基础设计及其热 点问题进行了分析， 并针对风机基础设计与施工存在的问题提出了建议， 以期为我国风机基础设计者提 供有益的参考。
关键词：风力发电，塔架基础，设计，施工 Design of Foundation for Wind Turbine Generator System in China Wang Minhao，Chen Guanfu HYDROCHINA CORPORATION，BEIJING，100120 Abstract: China owns very rich wind power resources, and also develop the wind power projects rapidly in recent years, but further efforts are indeed wanted in such aspects as manufacturing of turbine & generator， forecasting of electricity generation and technical standards issues. In this paper, authors reviewed the developing history of foundation design for wind turbine generator in China, introduced and analyzed two accidents about wind turbine generator collapse; based on the first specification and its corresponding software on foundation design for wind turbine generator System in China, authors analyzed the foundation design procedures and related issues. In the end, aiming at the problems existent in the design and construction of the foundation, authors brought forward a few suggestions. Key words：wind power，foundation，design，construction1、概述1997 年 12 月联合国气候大会在日本京都通 过《京都议定书》以后，全球温室气体减排压力 日益增大， 尤其随着煤炭价格和运费的不断上涨， 很多国家和地区出台了不少法律法规和税收财政 政策，积极鼓励发展清洁可再生能源，风电在近 些年得到了较快发展，2007 年末全球累计风电装 机容量达 9380 万 kW。
我国风能资源丰富，根据我国风能资源普查 结果， 陆地上离地 10 米高度层上风能资源技术可 开发量约 2.97 亿千瓦， 近海可开发利用的风能储 量约 7.5 亿千瓦。
随着 2003 年 9 月实施风电特许 权项目、2005 年 2 月《可再生能源法》出台，我 国近几年的风电建设速度加快，截至 2007 年底，1全国 （不含港、 台） 澳、 风电总装机容量达到 602.87 万 kW，仅次于德国、美国、西班牙和印度，排世 界第五， 其中当年新增装机容量 336.05 万 kW， 比 2006 年增长 126%。
与欧美等发达国家相比，我国风电产业总体 上发展较晚，风资源评价、规划和管理滞后，风 电发展与电网规划和建设不协调，风机研发能力 不足、制造基础薄弱，价格和税收等政策不够完 善，技术标准系统不健全，自主知识产权比重较 低。
以风机基础设计为例，由于风机多为国外进 口，2005 年以前不少基础设计是由厂家提供标准 图，设计单位修改还必须得到厂商的批准，导致 我国风电项目建设多方受制于人；有的设计照搬 有关技术规定，未充分考虑风力发电工程本身的 特点，加上工程建设管理上的疏忽，导致了几起2008 中国风电技术发展研究报告海南三亚风机倒塌事件。
在此背景条件下，中国水电工程 顾问集团公司作为我国水电和风电的前期工作技 术归口管理单位，花费大量的人力和物力，迅速 启动了有关技术研究和规范编制，在广泛吸取国 内有关工程设计经验、充分消化国外有关设计经 验的基础上， 2007 年底提出了我国第一本风机 于 地基基础设计规范，该规范对于争取我国风机基 础设计的自主权、确保风机在设计工况下的安全 运行，并规范和统一风机基础设计起到了重要作 用。
鉴于此，本文将对我国风机基础设计发展历 程、两起风机倒塌事故、风机基础设计等作简要 介绍和分析，并针对当前我国风机基础设计和施 工中遇到的问题，提出有关建议，以期为我国的 风机基础设计和施工提供参考和借鉴。
2、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，且由单机容量 600kW、750 kW 很快发展到 850kW、1.0MW、1.2MW、 1.5MW 和 2MW， 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出 标准图、国内设计院根据风电场地质勘探资料和 国内建筑材料的具体情况进行设计调整、厂商对 国内设计院的设计调整成果进行复核确认模式。
该模式不仅影响了风机基础的自主设计，同时受 制于厂商，甚至可能影响工程建设的决策、工期 和投资效益。
以 2005 年我国南方某风电场的基础设计为 例，当时该风电场已完成 24 个风机基础的施工， 但国外风机厂商认为已建基础不能满足要求，并 委托了第二家设计院进行了独立评估，由于当时没有专门的风机基础设计规范，设计单位只能参 照国内建筑和电力行业的类似规范进行设计，且 不同设计人员对具体条文的采用和理解也不尽相 同，导致不同设计院设计同一基础的安全评价结 论不尽一致。
随后国外风机厂商和项目业主又同 时委托第三家设计单位进行复核。
由于种种原因， 最终各方妥协的结果是在每个已施工基础上补浇 了一些混凝土。
因此，由于没有统一的规范，由 于国外厂商在基础设计方面的过多介入，导致了 成本的增加和工期的延长。
鉴于当时风机基础设计的重要性且没有专门 的设计规范，中国水电工程顾问集团公司作为我 国水电和风电的前期工作技术归口管理单位，于 2005 年 8 月迅速启动了风机基础设计技术研究和 规范的编制工作，经过广泛调研、专题研究和试 设计，并经过几次全国性的研讨和评审，于 2007 年 9 月发布了《风电机组地基基础设计规定》 [1] （FD003-2007） ，并同期推出了配套的设计软 件。
由于规范的统一指导和风电产业的不断成熟， 并经过我国项目业主和勘测设计单位的共同努 力，现在风机基础设计已步入自主设计的轨道。
3、我国最近的两次风机倒塌事故及 其教训在《风电机组地基基础设计规定》 编制过 程中及颁布后不久，出现了两起风机倒塌事故， 这两个项目都没有按照《风电机组地基基础设计 规定》进行设计，事故的原因值得我们深思。
因 此，本文对两起事故进行了简要介绍和分析，以 供同行参考。
[1]3.1 在桑美台风中破坏的风机及基础在 2006 年 8 月 10 日的桑美台风中，某风电 场 28 台机组全部受损， 其中 5 台倒塌 台 600KW （3 风机钢塔筒被折断、 台刚完成吊装的 750KW 风机 2 连基础被拔出） 台风机机舱盖被吹坏、11 台风 、5 机叶片被吹断。
据被吹倒的测风仪留下的最后数 据显示，山顶上风电场的瞬时风速达 85 米/秒。
如图 1 所示，两台连基础被拔出的倒塌风机非常 值得关注。
22008 中国风电技术发展研究报告海南三亚图 1 在桑美台风中破坏的风机及基础 另外，建议在经常遭遇台风地区的风电场必 该风电场的大部分基础承受了超设计风速的 要时可考虑配置备用电源或柴油发电机，并对控 考验，但连根拔出的基础至少在设计和施工方面 制系统作适当改进，遭遇台风电网断电后，风机 存在以下不安全因素： 不会刹车抱死叶轮，以减少风机承受的风荷载。
（1）基础环（法兰筒）的底端在基础台柱和 且经初步了解， 沃尔沃原装进口 412kVA 的柴油发 底板的分界面，没有伸入基础底板与扩展基础形 电机售价约 36 万元， 对整个风电场的投资增加不 成整体； 多。
（2）基础台柱和底板混凝土分两次浇筑，且 没有采取可靠的缝面处理措施， 缝面粘结质量差， 3.2 在正常运行中破坏的风机及基础 影响了台柱与底板之间的整体性； （3）从拉断的基础台柱底部断面看，穿越台 某风电场同批次施工安装了 59 台 850kW 的风 柱与底板之间的圆周向配筋太少，钢筋间距达 电机组， 并经过了 72 小时的试运行， 2008 年 4 在 60cm 左右，进一步削弱了台柱与底板混凝土之间 月正常运行时，一台风机突然倒塌，基础连根被 的整体性连接；台柱高度方向的配筋小很少，钢 拔出， 倒塌时风速约 12m/s， 已进入风机的额定风 筋间距在 40cm 左右，削弱了台柱本身的刚度； 速，塔筒底部（基础环）钢筋完整拔出，如图 2 （4） 混凝土级配和混凝土现场搅拌质量不理 所示。