淺談風電塔筒“移動工廠”式制造

摘 要：風電塔筒制造在如今的行業(yè)中，市場競爭已較為殘酷。在這種形勢下，如何降低制造成本才是風電塔筒制造的一條可持續(xù)發(fā)展道路。“移動工廠”的研究主旨在于對塔筒運輸距離的大幅度縮短以及突破傳統(tǒng)制造場地限制的方式來節(jié)省更多的成本。風電塔筒的新型移動式生產，對于當前塔筒制造業(yè)來說，將會是一次革命性的飛躍。

關鍵詞：移動；內外壁自動拋丸機；履帶轉運車輛；液壓裝卸車裝置

風電塔筒的制造，目前均為工廠制造再運輸至風機安裝現(xiàn)場。風場的位置大都在偏遠的地方，一般距離制造工廠200公里，較遠的500公里左右。從塔筒廠制作完成的塔筒，長寬高都超限，遠距離的運輸必定花費高額的成本。設想如果將塔筒制造廠搬到風機安裝現(xiàn)場附近實現(xiàn)就地制造，那樣將極大的降低運輸成本。這樣，“移動工廠”的理念油然而生。

“移動工廠”的理念是根據(jù)風電項目短、平、快的特點，在風電安裝現(xiàn)場附近進行塔筒制造，利用附近地方工業(yè)園區(qū)，進行風電塔筒生產線的布置和規(guī)劃；通過設計和研究專用設備，解決風電塔筒制造中的大型塔筒的吊裝、轉運工作；采用新型設備減少防腐施工的成本投入；最終以最近的運距完成風電塔筒的制造和交貨。

1 移動工廠的選址

風電塔筒的制造周期一般較短，因此移動工廠的選址極為重要，其主要的考慮方向為風機安裝現(xiàn)場較為密集的區(qū)域。

在工廠的選址之前，首先要大量收集風場的建設信息，提前與業(yè)主方取得聯(lián)系，獲取投標資格，并集中投標風場距離相近的項目，盡可能的讓中標項目滿足生產需求。其次與風機安裝現(xiàn)場所在地的地方政府進行溝通和商談，獲得地方政府的支持。最后實地考察距離風場相近的各個企業(yè)，考慮其是否具備合適的廠房、場地、供電、環(huán)保等條件。待條件符合后，即可選定廠址，商談租賃廠房以及合作模式。

2 工廠“移動”的解決方案

固定工廠的生產線按工序一般可分為下料、卷板、調圓，組對，焊接、防腐及存儲。廠房內工序，只需要有相應的設備，即能夠完成生產，這些廠房內的制造設備，是可移動的，而難以移動的，則是噴砂房以及廠外的大型起重設備。

2.1 移動工廠的噴砂房建設

為了解決砂房建設的難題，可引進內外壁自動拋丸機，該設備可謂是表面預處理行業(yè)的顛覆之作，它能夠實現(xiàn)自動收砂、噴砂、除塵一體化，環(huán)境污染小，安裝、拆卸以及運輸都較為方便，它可以同時對塔筒內外壁進行噴砂除銹，單段塔筒平均2-3小時可完成合格的除銹工作。

噴砂房的設施建設需要一間簡易的鋼結構房，鋪設一條可供臺車行走的鋼軌，配置一臺內外壁自動拋丸機，另外在噴砂房內四周墻壁布置帆布簾，可有效的阻擋鋼砂對墻壁的損傷。

2.2 移動工廠的吊裝轉運設備

目前國內內陸的風機已逐步從1.5MW向2.0MW、2.5MW機型發(fā)展[1]，單段塔筒重量已經(jīng)逐步向60噸位以上發(fā)展，與之對應的塔筒直徑，長度等也逐步增大，這樣對塔筒廠的起重設備帶來了嚴峻的考驗，而在塔筒生產中，大型起重設備是影響塔筒制造能力和產量的一個非常重要因素。大型的起重比如門式起重機，不僅成本太高，安裝及調試較為復雜，安裝完成之后也難以拆卸移動，因此，在“移動工廠”的實施方案中，門式起重機等大型吊裝轉運設備不可取。

既然吊裝方式在“移動工廠”中無法實現(xiàn)，可進行換位思考，采取頂升移動裝置來實現(xiàn)對塔筒的升降及轉運，塔筒的轉運則采用履帶轉運車輛，遠距離的塔筒的倒場、存儲、發(fā)運則是采用平板車和塔筒液壓裝卸車裝置配合實施。通過自主研發(fā)的特殊設備，再加上汽車吊以及平板拖車的配合使用，完全可在不借助大型吊裝設備的情況下來完成吊裝、轉運等工作。不僅省去了門式起重機的高額成本，在生產效率上還能得到較大的提升。

2.2.1 履帶式轉運車輛

為解決塔筒的轉運，我廠設計制造了一臺履帶式轉運車輛（見圖1），該履帶式轉運車輛已獲得專利，該車是以柴油發(fā)動機為動力，液壓驅動履帶行走，履帶底盤與車架通過內升筒剛性摩擦從而實現(xiàn)自由轉動。液壓驅動底盤可以實現(xiàn)360度自由轉向，底盤上設置的4個液壓千斤頂可以將車身頂起和落下，從而實現(xiàn)塔筒的升降。而履帶底盤對場地的平整要求較小，不需要花費大量的成本和時間去澆筑混凝土場地。

傳統(tǒng)的門式起重機，都是在固定的鋼軌上行走，活動的范圍受到較多的限制，并且目前的門機起重限額一般為50噸，已不能滿足大噸位的塔筒吊裝。該履帶式轉運車輛經(jīng)過調試，已經(jīng)能夠承載60噸左右的塔筒進行直行、斜行、倒行、上下坡的動作，突破了行走路線的限制，其行走速度也可調整，基本實現(xiàn)了設計功能。

2.2.2 液壓裝卸車裝置

液壓裝卸車裝置主要構造由兩組同步的液壓缸[2]以及橫向的塔筒固定支撐組成，液壓缸的單缸承載重量為50噸，當平板車到達指定位置時，將該裝置與塔筒兩端的法蘭孔扣合，然后同步頂升塔筒至高于平板拖車的高度，平板車倒車移動就位，再同步往下收縮液壓缸，即可將塔筒平穩(wěn)放置在平板車上，反之亦可完成塔筒的卸車工作。

液壓裝卸車裝置能很大程度上取代汽車吊等大型吊裝設備，而且對支撐工裝的設計優(yōu)化能夠使其安全性以及穩(wěn)定性的大幅提高。

3 結束語

通過上述方案，基本能夠解決移動工廠實施中存在的各種難題，在安全穩(wěn)定的前提下，還能夠提高工作效率，節(jié)約大量制造及運輸成本。但為滿足大噸位塔筒的制造，移動工廠的實施還存在一些亟待解決的難題，比如目前履帶式轉運車輛的承載重量以及車輛本省的動力尚顯不足，液壓裝卸車裝置的液壓缸行程以及裝置的穩(wěn)定性還有待提高，不過有了以上方案作鋪墊，風電塔筒的移動工廠式制造，已不再僅僅是一個設想，將會是風電塔筒制造領域中的革命性突破。

參考文獻

[1]梁昌鑫，賈廷綱，陳孝祺.國內外風電的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].上海電機學院學報，2009，01.

[2]高恒路，桑勇，邵龍?zhí)?同步控制策略及其典型應用的研究[J].液壓氣動與密封，2012，05.

作者簡介：上官清（1986，12-），男，土家族，湖北省宜昌市，本科，助理工程師，主要從事金屬結構制造及焊接技術工作。

張靈波（1981-），男，高級工程師，主要從事金屬結構制造及焊接技術工作。