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摘要:论文主要探讨了内陆山地风力发电项目建设中常见的几个问题,并提出了解决问题的相应对策,以便进一步提高内陆山地风力发电项目建设工作的科学性、准确性和可靠性。
关键词:内陆山地风电、土石方平衡、环境保护、大件设备运输
引言:
近些年来,我国的社会经济在高质量的发展,人们的物资与文化需求也在快速增长,各种各样的新型电力产品出现在市场当中,这在一定程度之上加大电力供给的压力。同时为达到本世纪中叶的碳中和目标,我国一直都在大力发展新能源,由此作为一种清洁、无害环境和可再生能源,风能在当今社会会发挥更加重要的作用。
但随着“三北”地区优质风区风电项目饱和及并网送出限制,风力发电项目已经逐渐从戈壁、草原、浅滩等平坦地带转移至内陆山区。但内陆山区地势地貌复杂、植被和森林多,山地风电建设很容易受到各种因素的制约,为确保风力发电工程建设项目顺利完工,结合一些项目得建设管理经验对山区风力发电项目建设的难点进行探讨,提出解决方案。
一、山地风力发电项目建设的现状
风力发电工程建设主要为土建、场内运输、场内输电线路、接入系统、风机吊装、基础建设和电力送出等。而山地风力发电项目建设过程中,道路施工、水土保持和环境保护、大件设备运输、风力发电设备安装工程是重中之重较为复杂,协调方面较多。此外,山区风电项目的建设还会受到施工组织、成本控制、安全、施工质量和进度管理等方面的影响。
二、山地风力发电项目建设的特点
2.1.风力发电机组选址在山顶高程落差大。
风力发电项目微观选址时,为了追求风资源最优化,风资源工程师基本都会选择山体顶部作为风力发电机基础中心点,有一些是连片的山脉,也有一些是单个独立的山头。项目整体高程落差较大,施工过程中,场内道路需要从山底盘旋至机位平台,山体顶部需要下挖扩建以满足大型起重机械站位作业及大件设备运输车回转。多变的地势、狭小的场地、山区林木等等都给山区风电项目施工增加了难度。
2.2.山区项目道路施工是项目进度的关键控制点。
山区风电项目的场内道路贯穿所有风机机位、集电线路终端杆塔、箱变,有些项目升压站选址在山上,也需要场内道路具备通行条件后才能施工。因此只有场内道路具备车辆通行条件后,风机基础、集电线路等施工所需的挖掘机、商混车辆,钢筋、模板、施工人员才能就位。因此道路施工进度成为了山地风电项目推进的关键控制点。
2.3.山区项目道路施工环境影响因素较大。
在风电项目施工中不同的地质条件对项目工程进度和环境影响也不同。山区道路施工在Ⅰ至Ⅳ类路基土石,可以使用机械开挖作业,配套运输车随挖随运将弃土运至渣场,边坡滚落碎石相对较少,施工进度和环境影响基本处于可控状态。在遇到Ⅴ类及以上坚石地质时,机械开挖缓慢,道路需要经过多次整修才能成型,渣土车无法通行,采用爆破作业就会导致大量的石渣随边坡倾覆,破坏边坡植被,环境影响较大,增加了环保水保工程量和资源投入力度。
2.4.风机大件设备运输对风机安装进度的影响。
风力发电机组设备尺寸大,吨位重,目前国内2.5WM及以上机组单件设备重量在30-100t之间,叶片长度约60-72m。以山西左权项目为例从国道到山区项目现场,沿途多为四级公路,桥涵承重、架空线路、路标路牌,山区道路的林木、坡度、转弯半径等因素都会对大件设备的运输带来影响。同时由于吊装场地受限,为了便于主吊转场和组装,基本无法将全部的风机设备提前卸车,大吨位的塔筒、机舱、轮毂、叶片运输车爬坡时往往需要装载机牵引,运输速度比较慢,每一件设备的运输情况都会影响到现场风机安装进度。
三、山地风力发电项目建设过程中的一些思路
3.1.山地风电项目前期决策阶段对道路建设的策划。
在项目报审批时针对不同山地性质(林地、村集体土地)在项目前期与主管部门沟通时,可尝试提议将场内道路作为共建防火通道、扶贫道路、旅游道路来审批,可减少项目征地困难和民事协调压力。在道路设计上,进场道路勘察时如果存在有多处沟壑、山体转角、树木、房屋等地势且无法避开,致使常规平车无法通行,应果断采取具备转向功能的专运车辆,这样在坡度和转弯半径上可以有安全余量,减少转弯半径开挖和填方工作量、减少临时砍伐林木审批以及费用投入,减少征地协调和赔偿的困难。
2019年10月1日发布实施《风电场工程道路设计规范》(NB/T10209-2019)为我国已发展多年的风电施工道路施工提供了设计依据。该规范的推出不仅规范了风电行业道路工程的设计标准,让风电行业道路设计师们有规可依,同时作为风电场投资重要组成部分的道路工程,也能够从设计源头上规范统一标准,提升工程质量标准,从而降低风电场的道路建设成本。
在工期上,也可以尝试将道路工程单独提前招标,提前开工建设,为后续其他单位工程施工创造有利条件。
3.2.充分考虑天气因素对风机基础混凝土浇筑造成的影响。
山区气象多变,夏季雨水多、冬季降雪早。在风机基础浇筑时,要密切关注天气预报情况,注意避开高温和降雨。山区项目商混站一般建在山脚下,有的甚至在城区周边距离项目路途远,加上爬坡缓慢,出入仓间隔时间较长,混凝土的质量控制有一定的难度。可以在浇筑基础垫层时,组织对混凝土运输时间、商砼运至现场后塌落度、车辆往返时间、道路危险点进行专门的测试,依此做好混凝土浇筑施工方案。同时要做好应对突发降雨的应急措施,可提前准备好装载机、牵引钢丝绳、车辆配备防滑链,在浇筑过程中突发降雨后可立即使用装载机对路面进行清理,确保安全的情况下牵引商砼运输车,尽力避免大体积混凝土浇筑过程因商砼中断出现施工缝或基础报废事故。
3.3.要始终做好大件设备运输安全管控。
安全是项目建设的生命,关系所有参建各方的集体和个人利益。在进场道路施工临近尾声机械设备尚未撤出时,要组织所有设备、机械运输单位到现场进行踏勘,按照道路设计图纸,以项目最重最长的设备运输参数为依据,对现场道路坡度、转弯半径、凌空障碍物等路况进行测量,并提出书面的勘察报告,经过设计、施工方、运输单位共同讨论后确定修整方案。道路修整完成后,可先使用空车对道路通行条件进行验证,并确定风险点,依次做好大件设备运输安全控制措施。
设备运输前,运输单位要严格按照经审批的方案做好设备加固和车辆维保,提前查勘并确定当班运输路线、临时停靠点、吊装平台卸车点、车辆调头方式等情况,专职安全人员要对车辆轮胎气压、防溜车措施、牵引绳外观、车辆通讯设备等进行检查。运输过程中,安排引导车辆先行,注意观察路况,保持通讯畅通,载重车司机、转向操作员和观察员要密切配合细心操作。雨雪天气后要安排人员对道路进行检查,具备运输条件后方可安排车辆通行。
尤其为满足叶片运输需要,在道路改造过程中要求外侧弯道的叶片扫尾处不得有电缆杆、灌木、房屋、公路护栏(墙)等障碍物;转弯半径过小的弯道应按设备运输最小转弯半径要求进行改造。悬崖处弯道(危险地段)路宽增加1-2m,并做好安全标识。内弯道过小,外侧为陡壁或盘山公路的护坡段时,填补外侧水沟尽可能加宽原有路面,仍未达到叶片运输最小半径时需填补内侧土方,按设备运输最小转弯半径要求进行改造。而转弯圆曲线半径越大,改造工程越大,为降低道路建设成本,推荐在风电场设计时要考虑叶片、塔筒的运输专用车辆要求,尤其是在叶片越来越长、塔筒越来越高的情况下,采用带后轮转向的专用运输车辆可显著减小转弯半径(见下表),从而降低风电场的建设成本。
设计条件 | 一类 | 二类 | 三类 | ||||
内弯 | 外弯 | 内弯 | 外弯 | 内弯 | 外弯 | ||
圆曲线最小半径(m) | 一般值 | 50 | 40 | 35 | 30 | 30 | 25 |
极限值 | 40 | 35 | 30 | 25 | 25 | 20 |
结语
综上所述,风力发电是一种十分清洁的发电方式,相比于传统的火力发电方法来说,其在很大程度之上改善了发电过程对于环境的污染,并且其所 应用到的动力核心也是可再生能源,完全符合可持续发展的理念,因此必须要进一步的完善风力发电的建设工作。而在新的常态下,山区风电项目外部政策环境越来越严谨,政府部门监管力度越来越大,各种建设行为需要规范,风电行业迫切需要自律。在实际工作中,要积极总结山区风电建设的经验,根据山区风电建设的特点做好施工组织设计,不断提高山区风电建设水平,改变以往粗放的管理理念,体现企业的社会责任,促进我国风电产业的健康发展。
参考文献:
[1]风力发电电气控制技术及应用分析[J]. 李杲. 大众用电. 2021(06)