9月6日,17级台风“摩羯”强势登陆海南文昌翁田镇,带来了极端强风和暴雨,成为近年来登陆我国的最强台风之一。
在不断变化的气候面前,风电设备必须具备足够高的稳定性和承载力。有一种应用于桥梁和军事工程防护、可以抵御地震的超强材料——超高性能混凝土(UHPC)塔筒风机的应用,为抵御台风提供了新的可能性。
什么是UHPC?
UHPC是一种纤维增强材料,完整的英文名称缩写为UHPFRC——Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concrete(超高性能纤维增强混凝土)。UHPC的“超高性能”主要体现在其超强的“力学性能”和“耐久性”上。
·UHPC的超强力学性能
传统混凝土是脆性材料,易开裂和折断,而UHPC由于增加了钢纤维,获得了高抗拉和高韧性的特点,同时具备了混凝土和钢的材料特性。用UHPC材料做成的塔筒具有极其优越的力学性能,在面临台风和地震等极端气候时,不易发生倒塔、开裂等问题。
·UHPC的超高耐久性
UHPC由于其基体材料(砂浆或混凝土)的高密实度,强度可以达到150MPA以上,抗渗性和护筋性极好,可以保证内部钢纤维和钢筋的不发生锈蚀,提高材料的使用寿命。
(图片来源:混凝土与UHPC)
为什么要使用UHPC材料的风机?
上海风领新能源在江苏涟水、志丹顺宁等项目中应用了UHPC150材料的风机,UHPC材料的不仅提升了结构的安全性和发电效率,还减少了维护成本,延长了使用寿命。
UHPC塔筒与普通混塔相比的优势:
1、高效率使用水泥与钢材
(1) 与传统混凝土相比,UHPC可大幅度减小材料(特别是水泥)用量,整体降低结构重量。
(2)利用钢纤维的高强度,并将增强钢筋用于需要的部位,UHPC担负其它功能,大幅度减少结构的用钢量,降低造价。
2、高耐久性,免维护。UHPC风机塔筒的高强度和高韧性意味着即使在结构开裂后,仍能继续承载荷载并保持一定的刚度。同时,这种材料的致密性和低渗透性有效阻止了水分和有害物质的侵入,延长了塔筒的使用寿命,减少了维护成本。
随着风电技术的不断进步,UHPC风机塔筒的应用潜力巨大。上海风领新能源计划开发200米以上的超高UHPC混塔风机,这将进一步破除风区划分概念,降低度电成本,推动风电技术的创新和应用。
