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海上基础的演变

海上基础的演变

基础是任何海上风电场的主要基础设施,需要在非常具有挑战性的环境中支撑风力发电机组。通常基础占总设备成本的很大一部分。因此,选择合适的基础类型是任何项目经济可行性的关键。

由于海床的最大深度(深度越深意味着成本越高)和到海岸的距离(距离海岸线越远,可以部署的发电机组的尺寸和功率越大,通常情况,深度也越深)的局限性,只有少数地方能被选为海上风电场。然而,现在的趋势是,这些设施比以往任何时候都离海岸线更远。

目前有几种不同的基础技术在应用,例如重力基础结构(GBS)、单桩、三脚架、导管架和近年来的浮式基础。其中,单桩在不同海床深度下的使用频率和范围都很突出。由于其简单性和适应性,目前60%以上的海上风电装置中选择了单桩。

单桩设计不断改进,以适应越来越苛刻的风电场:直径、厚度和长度稳步增加,以支持安装在更深处的更高和更重的发电机组。例如,6~7MW发电机组的单桩通常为100m长,底部截面直径和厚度分别为9m和100mm,总重量通常超过1500吨。然而,海上风力发电机组的容量肯定会增加,12~14兆瓦的发电机组已经在测试中:所需的所谓XXL单桩预计重达3000吨,直径12~14m,底部厚度120~140mm。

制造业面临的挑战

海上基础是将大型板材卷成筒体和锥体,然后组装并焊接成长度达120m的大型结构件。当厚度接近140mm,直径为12~14m时,尽量减少环向焊接量则是关键,从而最大限度地减少所需的工件数量,以达到所需的总结构长度(导致所选板材越来越大,宽度高达4.5m)。

因此,制造商需要克服两个主要的技术挑战:管理直径和厚度之间不断增加的比率(高比率导致工件不稳定和变形,影响卷制精度)和处理角度高达14°的大直径锥筒所需的高度不平衡锥形板(用于从单桩的底部过渡到顶部)。

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批量生产要求高精度和可重复性,同时要保证操作人员的安全和最小化停机时间,因此必须提供高性能和可靠的卷制方案。自2007年,DAVI专门的风能部门成立以来,该部门通过与行业内主要制造商合作研发尖端技术,不断更新独特的进料和支撑辅件,为制造商提供最先进的设备,使他们能够在越来越具有挑战性的市场环境中获得竞争优势。

对于塔筒、过渡件和单桩等大直径工件,或导管架的大直径销桩,DAVI4辊卷板机以及拥有专利的高效生产线是满足不断提高的市场要求的最佳方案。

DAVI高效生产线配备了多个辅件,包括一个特殊的由CNC控制的液压调整系统。在输入最终工件的几何尺寸后,与板材材料数据一起,专利软件计算并建立从板材定位和对齐阶段直到卷制结束的完整工作循环。

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首先,进料装置中特殊的定位系统,允许板材的完美定位和对齐,相较于手动系统,它保证至少节省50%的时间。其次,在利用后侧辊进行板料对齐后,进料台倾斜以在预弯板时托住板材;为了更精确和节省时间,前侧辊升起以弯曲板材,同时进料台和前侧支撑完全同步上升,以保持板材完美对齐并在同一水平面上。预弯操作完成后,进料台、侧支架和前侧辊完全同步向下移动,使板材水平,并准备开始卷制板材。与其他没有倾斜进料台的常见解决方案相比,这一独特的专利解决方案使预弯操作更快,更准确,更安全。

一旦板材回到水平位置,出口侧辊上升以弯曲板材并开始卷制阶段。当圆筒卷到一半的时候,上方的支架会自动升起来支撑板材。在卷制结束时,如果薄板卷制的直径非常大,前侧支撑会升起,以防止板材塌陷和重叠,这要归功于特殊的勾手钩住板材并将其拉回,使其保持完美的圆形。最后,送板进行尾端预弯完成全部成形。

在锥筒卷制的过程中,板材旋转由控制系统自动管理。对于较薄的板材,它是通过连续的板材旋转来完成的,而对于较厚的板材,它是间歇的;但是,这两种情况,都是通过CNC系统进行完全管理的,以实现最精确和最快的锥筒成形过程。

整个过程,包括板材定位、对齐、卷制、点焊,持续时间不到20分钟!

特别是,倾斜进料台具有许多优点,从一次预弯到完全预弯能力,从高精度卷圆到无需校圆。而且最重要的是过程中的安全性,没有板材掉落或无夹紧的风险。

DAVI的市场主导地位不断被正服务于风能行业的300多台设备所证实,其卷制设备的市场份额接近60%。高效生产线是许多知名公司已经选择的解决方案,充分证明其是市场上最好的产品。在世界各地,无论是在成熟市场还是在新兴市场,250多条风能产线已被安装。

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