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發展道路。“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制造場地限制的方式來節省更多的成本。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場附近實現就地制造，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”的理念是根據風電項目短、平、快的特點，在風電安裝現場附近進行塔筒制造，利用附近地方工業園區，進行風電塔筒生產線的布置和規劃；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場較為密集的區域。

在工廠的選址之前，首先要大量收集風場的建設信息，提前與業主方取得聯系，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，考慮其是否具備合適的廠房、場地、供電、環保等條件。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的顛覆之作，它能夠實現自動收砂、噴砂、除塵一體化，環境污染小，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機型發展[1]，單段塔筒重量已經逐步向60噸位以上發展，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，可進行換位思考，采取頂升移動裝置來實現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自由轉動。液壓驅動底盤可以實現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過調試，已經能夠承載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化能夠使其安全性以及穩定性的大幅提高。

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，在安全穩定的前提下，還能夠提高工作效率，節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.國內外風電的現狀和發展趨勢[J].上海電機學院學報，2009，01.

[2]高恒路，桑勇，邵龍潭.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。