混塔塔架健康监测解决方案

1.混塔塔架潜在风险分析和安全监测的必要性

风机塔筒和基础结构的安全性是风机安全运营的关键因素之一，塔筒和基础在长期的交变载荷下易出现严重的疲劳情况，容易出现基础开裂、基础沉降、塔筒倾斜、塔筒结构损伤的现象，一些新型机组，因为设计、当地风资源条件等因素，容易出现涡激振动的共振情况，故障现象出现后不能及时发现不能及时治理，经常出现故障进一步扩展导致塔筒倾覆的重大事故。

混塔塔架结构为近几年发展的新型塔架结构，一方面混塔结构施工工艺和经济上存在独特优势，另外一方面混塔塔架结构也存在一定的技术风险，混塔塔架结构在长期周期荷载或者极端的动力荷载作用下，在运行过程中塔架晃动幅度过大、基础不均匀沉降、垂直度超限、耦合共振和振动疲劳、拉索预应力损失、被扫塔、混凝土开裂等风险。

2 监测方案

2.1监测内容和作用

（1）、在施工期，监测拉索的预应力张拉值的变化情况，用于评估拉索因为温度和张拉质量等引起的材料特性而导致其往回缩的情况，为因为拉索往回缩所损失的张拉力的补张拉提供重要参考值，进而提高施工质量。

（2）、在运营期，实时监测混塔的拉索预应力值，可尽早识别拉索预应力损失趋势，为维修争取更多宝贵的时间，避免混塔因为预应力损失发现不急时而倒塌。

（3）、在运营期，实时监测混塔顶部振动加速度和动态倾斜，用于验证混塔结构的实际抗涡振性能和因其导致的振动响应强度和振动疲劳现象的严重性；及用于识别风机的偏航卡钳、机组、叶片变桨等关键部件对混塔的不利工况，和评估其受影响程度，及为纠正不利工况提供重要参考。

（4）、在运营期间，实时监测基础不均匀沉降或倾斜度，可尽早识别基础的不均匀沉降或倾斜趋势，为维修争取更多宝贵的时间，避免混塔因为基础倾斜发现不急时而倒塌。传统的人工定期观测，并不能尽早识别基础的倾斜趋势。

（5）、在运营期间，实时监测叶片扫塔时塔筒的振动加速度，可用于扫塔后快速评估混塔安全性和制定混塔维修方案提供重要参考。

2.2测点布置

u 在混塔最顶部安装1台双向振动加速度计、1台双向动态倾角仪。具体布置位置为混塔顶部法兰盘下1米处。各传感器的X轴正向朝向主风向，Y轴垂直主风方向。

u 在叶片尖划过高程对应的这节混塔内壁的两个竖向裂缝上分别安装1台裂缝计，共计2台裂缝计；及在内壁安装1台双向振动加速度计。

u 在基础顶部安装1台双向的倾角仪。

u 在混塔底部选择4`/8束拉索50米高程处，分别安装1台锚索力计，用于监测锚索的张拉预应力值。

                        图4  混塔动态缝隙和索力监测传感器布设图

2.4系统组网架构

3.混塔业绩：

  河北建投昌黎20MW；河北建投永宁100MW

 河北建投巨鹿二期10万千瓦；河北建投宁晋一期100MW

 河北建投晋州一期100MW；河北建投深圳一期100MW

 中国电建张北40万干瓦；内蒙古能源突泉县40万干瓦风储基地项目