更新时间:2024-08-18 20:37
测风塔是作为用于风资源的数据采集的需要而新兴的一种塔型,测风塔架设在目标风场内,目的是为了分析该风场内风能资源的实际情况。
在塔体不同高度处安装有风速计、风向标以及温度、气压等监测设备。可全天候不间断地对场址风力情况进行观测,测量数据被记录并存储于安装在塔体上的数据记录仪今。需要开展3—5年风能资源观测工作,才能满足为风场内风能条件进行评估要求。测风塔架设在风电场场址内,多为折架式结构和圆筒式结构,采用钢绞线斜拉加固方式,高度一般为10—150米。根据现行国家规定,测风塔高度普遍为100M。
风荷载与基本风压、地形、地面粗糙度、距离地面高度,及建筑体型等诸因素有关。中国的地理位置和气候条件造成的大风为:夏季东南沿海多台风,内陆多雷暴及雷线大风冬季北部地区多寒潮大风,其中沿海地区的台风往往是设计工程结构的主要控制荷载。台风造成的风灾事故较多,影响范围也较大。雷暴大风可能引起小范围内的风灾事故。
(1)永久荷载
永久荷载是指统计规律与时间参数无关,其量值在整个设计基准期内基本保持不变的荷载,一般的永久荷载由有结构自重、固定设备重、导线和线网张力、结构上的物料重、基础上的土重、土压力等。
(2)可变荷载
可变荷载是指统计规律与时间参数有关,其量值在整个设计基准期内可以变化的荷载,可变荷武一般包活有风荷载、裹冰荷载、地震作用、雪荷载、安装或检修荷载、塔楼楼面或平台的活荷载、温度变化、基础不均匀沉陷等。
(3)偶然荷载
偶然荷载是指在整个设计基准期内不一定出现,而一旦出现其量值很大的荷裁,一般有线网拉断的作用力、桅杆纤绳绝缘子或支座绝缘破坏的作用力等。按照结构的动力反应分类可以分为动力荷载和静力荷载。动力荷载由惯性力的作用,静力荷载则是荷载本身有一定的动力特性,使得结构产生的惯性力及动力效应可以忽略的荷载。
高耸结构是高大的直立式结构,因此侧向作用的荷载将对结构产生最为不利的影响,例如风荷载和地震作用,它们作用在结构上是水平力,使得结构在水平方向上产生很大的位移。
根据大量的风实测资料显示,在风的顺向时程曲线中,包含了两种成分:一种是长周期部分,其时间常在10分钟以上;另一种是短周期部分,常只有几秒钟左右。
根据上述两种成分,实用上常把风分为平均风(即稳定风)和脉动风(常称阵风脉动)来加以分析。平均风是在给定时间间隔内,把风对建筑物的作用力速度、方向以及其它物理量都看成不随时间而改变的量,考虑风的长周期大大地大于一般结构的周期,因而其作用力相当于静力,脉动风是由于风的不规则性引起的,它的强度随时间按随机规律变化,由于周期较短,因而其作用力是动力性质的,将引起结构的振动。
平均风速是一个重要统计特征,对确定风力的大小具有决定性,平均风速是一个重要统计特征,对确定风力的大小具有决定性。风速的分布是空间的,沿着离地而高度的不同,风速应有所不同。风压沿高度变化是由地表摩擦的结果,地面越粗糙,其影响越大。高楼林立的大城市对风压的影响比广阔的海平而要大的多。实测结果表明,在一定时间间隔内,一个固定位置上的风速的平均值几乎是不变的,但却随高度的增大该值逐渐增大。如上所述,作用于一点的风速可用平均风速和脉动风速来表示,而平均风对确定风荷载大小具有决定性的意义。
近年来,随着全球对风能资源的普遍关注和风力发电行业的迅速发展,各国政府、企业或是风电开发商开始投资兴建测风塔,为将来风电场的投资建设获取第一手风能资料。
测风塔架设在风电场场址内,多为绗架式结构和圆筒式结构,采用钢绞线斜拉加固方式,高度一般为10-150米。
在塔体不同高度处安装有风速计、风向标以及温度、气压等监测设备。
可全天候不间断地对场址风力情况进行观测,测量数据被记录并存储于安装在塔体上的数据记录仪中。
测风塔结构设计:常见的测风塔结构形式有自立式和拉线式两种。
自立式测风塔塔体下部较宽,塔架材料用量相对较大,对基础要求也较高;拉线式测风塔受力较为合理,可靠性高,塔体截面小,塔架材料用量小,但拉线基础数量多,施工工艺复杂。
测风塔塔架可采用单根钢管、三角形桁架及四边形桁架等结构形式。
单根钢管结构形式所需钢管直径大,迎风面积亦大,材料量大;三角形桁架结构形式较为稳定,塔架受风荷载作用较小,最为经济;四边形桁架结构形式较为稳定,一般情况下当三角形桁架不能满足受力及变形要求或不经济时,塔架可选用四边形桁架结构形式。
测风塔的主要功能:环境监测,风、气压、湿度等资源数据采集。
为相应的仪器设备的安装做支撑。
适用单位:发电厂前期规划、海岛测风、气象数据采集、环境监测等部门。
优点:风荷载系数小,抗风能力强。
塔身挡风面积小,利于采集数据准确客观,将实测数据和实际数据的差距降到最低。
采集塔柱采用外法兰盘连接,螺栓受拉,不易破坏,钢绞线加固。
塔柱正三角型布置,节约钢材,跟开小,占地面积小,节约土地资源,造价低廉(仅为角钢自立塔的1/3或更少).选址便利.塔身自重轻,运输和安装便捷、建设工期短,塔型随风荷载曲线变化设计,线条流畅,遇罕遇风灾不易倒塌,安全系数高.设计符合国家钢结构设计规范和塔桅设计规程,结构安全可靠.
执行标准:风电场风能资源测量方法(GB/T 18709-2002)|
抗风能力:最大抗风60米/秒;抗震烈度:8度
设计重量:〉1吨(具体重量根据地域而定,西部地区,沿海多风区与中部地区略有差异。
测风数据被用来进行风资源评估和投资前景预测。
基本设计依据:钢结构设计规范(TJ17-74).
基本参数:设计风速:60米/每秒
垂 直 度:1/1000
适宜温度:-45C-+45C
防腐处理:热镀锌