[科普中国]-风电塔筒

风电塔筒就是风力发电的塔杆，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动。

风电塔筒的生产工艺流程一般如下：数控切割机下料，厚板需要开坡口，卷板机卷板成型后，点焊，定位，确认后进行内外纵缝的焊接，圆度检查后，如有问题进行二次较圆，单节筒体焊接完成后，采用液压组对滚轮架进行组对点焊后，焊接内外环缝，直线度等公差检查后，焊接法兰后，进行焊缝无损探伤和平面度检查，喷砂，喷漆处理后，完成内件安装和成品检验后，运输至安装现场。

风力发电介绍风能的定义

风能(windenergy)是指地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。

风是没有公害的能源之一。而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW（陆地上离地10m高度资料计算），海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW，共计10亿kW。2003年底全国风力发电装机达到56.7万kW，2013年装机容量达到9141万kW。

风能的形成风能(windenergy)是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量，属于可再生能源（包括水能，生物能等）。空气流具有的动能称风能。空气流速越高，动能越大。人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力。1

方法是透过传动轴，将转子（由以空气动力推动的扇叶组成）的旋转动力传送至发电机。到2008年为止，全世界以风力产生的电力约有94.1百万千瓦，供应的电力已超过全世界用量的1%。风能虽然对大多数国家而言还不是主要的能源，但在1999年到2005年之间已经成长了四倍以上。

现代利用涡轮叶片将气流的机械能转为电能而成为发电机。在中古与古代则利用风车将收集到的机械能用来磨碎谷物和抽水。

风力被使用在大规模风农场和一些供电被被隔绝的地点，为当地的生活和发展做出了巨大的贡献。

风能的特点风能量是丰富、近乎无尽、广泛分布、干净与缓和温室效应。存在地球表面一定范围内。经过长期测量，调查与统计得出的平均风能密度的概况称该范围内能利用的依据，通常以能密度线标示在地图上2。

风能利用形式主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能量。风就是水平运动的空气，空气产生运动，主要是由于地球上各纬度所接受的太阳辐射强度不同而形成的。在赤道和低纬度地区，太阳高度角大，日照时间长，太阳辐射强度强，地面和大气接受的热量多、温度较高；在高纬度地区太阳高度角小，日照时间短，地面和大气接受的热量小，温度低。这种高纬度与低纬度之间的温度差异，形成了中国南北之间的气压梯度，使空气作水平运动。

风能发电利用人类利用风能的历史可以追溯到西元前，但数千年来，风能技术发展缓慢，没有引起人们足够的重视。但自1973年世界石油危机以来，在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。即使在发达国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视，比如：美国能源部就曾经调查过，单是德克萨斯州和南达科他州两州的风能密度就足以供应全美国的用电量。

风能利用主要以风力发电为主，即通过风力机捕获风能并将其转换成电能后并网传输供电力需求用户使用。风力发电是一个多学科交叉领域，涉及工程热物理与能源利用、空气动力学、结构力学、大气物理学、机械学、电力系统学、电力电子学、材料科学、电机学及自动化学等学科。该领域的基础研究对象大体包括：风资源评估研究，风电机组研究，风电并网研究以及近海风电研究等。

进入二十一世纪以来，能源和环境问题日益突出，成为当前国际政治经济领域的热点问题，也是国内社会经济发展的基础性重大问题。我国能源结构中煤电比例过高的问题十分严重，燃煤发电对环境、气候、水资源、交通运输等造成了很大压力。国家“十一五”规划制定了2010年单位GDP能耗降低20%、主要污染物排放总量减少10%的目标。可是,2006年与2007年,我国已经连续两年没有实现预期的节能降耗和污染减排目标。因此，能源结构的调整势在必行,大力发展可再生能源迫在眉睫。

风能是可再生能源中发展最快的清洁能源，也是最具有大规模开发和商业化发展前景的发电方式。我国是风能资源大国，据初步估算，就50米高度而言，陆地可利用的风能资源约为60-100GW，海上风能资源约为10－20GW，位居世界第三。到去年年底，全国风电机组累计装机容量达到1215.28万千瓦，位列全球第四，标志着我国风电产业进入高速发展时期。按照中国工程院对我国可再生能源发展策略的研究结果，在2010年到2020年期间，可再生能源将占总能源需求的10%（不包括水能），其中并网的风能预期达到3%，即到2020年风电装机总容量将达到80GW。由此可见，以风力发电为龙头的清洁电源形式对于改善我国电源结构，实现能源开发对环境友好、可持续发展以及二氧化碳减排具有重要的战略地位。

锈蚀原因1、因涂层使用寿命超限产生的旧涂层粉化、脱落、起泡、松动等造成的；

2、原始施工时表面处理不彻底或没有进行表面处理的情况下进行了油漆施工而造成的涂层脱落、松动、污物潮湿空气浸透至底材所造成的；

3、涂装施工过程中施工时没得到很好的控制使漆膜厚度不均匀出现大面积底漆膜现象没有起到很好的防腐效果所造成的；

4、设计防腐配套系统失败所造成的涂层过早失效；

5、由于自然灾害（特大风沙等）使得涂层损伤；

6、运输、吊装过程中没有得到很好的保护造成涂层损伤

维修方案塔筒外表面维修步骤：

1、局部锈蚀部位表面处理，采用喷射的方法完全去除锈蚀部位被氧化的锈蚀层和旧涂层露出金属母材达到S2.5级，被处理部位边缘采用动力砂轮打磨形成有梯度的过渡层以便进行油漆施工后有一个平滑光顺的表面。（喷射的方法较传统的手工打磨相比，它可以完全彻底地去除被氧化甚至产生坑蚀钢板深层的锈蚀和旧涂层并可以形成良好的锚链型的粗糙纹，有利于与底漆形成良好的结合力）

2、喷射处理后应按原始配套方案手刷（滚涂）底漆达到规定的漆膜厚度。（手刷、滚涂可以控制底漆施工时的部位控制，不污染边缘的原始涂层，也可以有效地控制底漆的消耗）

3、中涂漆施工可采用刷涂或喷涂达到原始配套的施工漆膜厚度，采用喷涂需对边缘区域进行保护遮挡，遮挡的形状应为“口”字形，形成有规则的外观效果（中涂漆施工进行边缘保护即可以有效的控制消耗又可以保证外观效果）

4、面漆施工：如果采取局部修补的方案，在中间漆施工达到厚度标准且满足第3点要求后可直接喷涂或刷涂面漆达到原始的设计厚度要求。如果采取全部施工面漆的方案在中间漆施工达到厚度标准后应对整个塔筒外边面进行彻底的清洁。清洁方法采用80-100目的砂布进行被涂表面磨砂，去除旧涂层外表的粉化层、灰垢、污物，存在油垢的部位采用化学清洗的方法去除油污，使得被涂表面彻底清洁后整体进行面漆的喷涂。

配套油漆作用底漆环氧富锌底漆或低表面处理环氧树脂漆：环氧富锌适用于大面积整体进行涂装施工所采用，它具有良好的防腐效果可提供阴极保护作用，低表面处理环氧树脂漆对局部修补具有优良的特性，也可应用在大面积施工，它对偏低的底材表面处理有相当的容忍性同时也有优越的屏蔽作用，可以起到对钢板良好的保护。

中间漆中间漆一般采用含云母氧化铁成分的环氧厚浆型涂料，它的功能主要是起到屏蔽作用，有效地对底漆进行封闭，保护底漆不受外界的侵蚀。

面漆一是起美观作用,品质好的面漆可以使得塔筒外观颜色长久靓丽光泽;二也可以起到一定的封闭作用。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学