淺談?chuàng)跹〇艡谠陲L(fēng)力發(fā)電場(chǎng)中的應(yīng)用

汪成偉　李月忠　楊勇軍

摘要：瑪依塔斯風(fēng)區(qū)是新疆九大風(fēng)區(qū)之一，因風(fēng)吹雪經(jīng)常造成交通封堵而出名，被人們稱為“魔鬼風(fēng)區(qū)”。文章主要根據(jù)已建成中電投瑪依塔斯風(fēng)電三期工程110kV升壓站周圍擋雪柵欄，闡述在大風(fēng)大雪惡劣天氣影響下，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)擋雪柵欄的設(shè)計(jì)、施工，以期望在風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)擋雪柵欄建設(shè)中提供參考。

關(guān)鍵詞：擋雪柵欄；風(fēng)吹雪；風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)；透風(fēng)率；柵欄高度；風(fēng)向 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM614 文章編號(hào)：1009-2374（2016）14-0053-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.14.027

1 概述

中電投瑪依塔斯風(fēng)電場(chǎng)三期49.5MW工程位于塔城市托里縣境內(nèi)瑪依塔斯風(fēng)區(qū)，以西距離喇嘛昭鄉(xiāng)約6.5km，距離鐵廠溝鎮(zhèn)30km處。項(xiàng)目區(qū)位于S318線附近，地勢(shì)較為平坦，總地勢(shì)北高南低，海拔集中在980～1100m。風(fēng)電場(chǎng)年平均風(fēng)速8.67m/s，風(fēng)電場(chǎng)50年一遇70m高度最大風(fēng)速為42.33m/s，主風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)，次風(fēng)向?yàn)槲黠L(fēng)。場(chǎng)內(nèi)新建一座110kV升壓站。在冬季大風(fēng)大雪的影響下，雪粒遇到站內(nèi)建筑物阻擋后會(huì)沉積在站內(nèi)，使站內(nèi)室外電氣設(shè)備被積雪掩埋，引發(fā)電氣設(shè)備短路、跳閘，同時(shí)也給站內(nèi)人員出行造成困難。針對(duì)站內(nèi)積雪問題，通過調(diào)查分析后，設(shè)置擋雪柵欄（墻）是一種比較經(jīng)濟(jì)、合理的辦法。本文就風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)擋雪柵欄（墻）的設(shè)計(jì)、施工進(jìn)行了探討。

2 擋雪柵欄的類型和影響因素

2.1 擋雪柵欄的基本結(jié)構(gòu)和類型

擋雪柵欄一般由擋雪板塊和支撐組成，擋雪板塊一般由防風(fēng)網(wǎng)、鐵皮、角鐵和槽鋼等制成，支撐一般由角鐵、槽鋼、鋼管、鐵絲通過連接、拉、埋、支撐等手段安裝。

固定式：固定在地面，不能移動(dòng)。

移動(dòng)式：在防雪期間，根據(jù)柵欄后的積雪情況可以隨時(shí)移動(dòng)。

縱欄式：結(jié)構(gòu)與橫欄式相同，只是柵欄條垂直于地面方向設(shè)置，并在柵欄間設(shè)置縱向間隙。

可調(diào)節(jié)透風(fēng)率式：在擋雪柵欄的支架上，對(duì)每塊擋雪柵板設(shè)置可調(diào)節(jié)角度的裝置，用于調(diào)節(jié)擋雪柵欄的透風(fēng)率。

2.2 擋雪柵欄的作用原理

當(dāng)風(fēng)吹雪穿越擋雪柵欄時(shí)，一部分由于受到擋雪柵欄的阻擋作用，損耗風(fēng)能，在擋雪柵欄前面形成渦流，使風(fēng)吹雪的風(fēng)速迅速下降，削弱氣流帶動(dòng)雪粒的能量，使大量風(fēng)吹雪雪粒沉積在擋雪柵欄前后，形成積雪。

2.3 影響擋雪柵欄作用的主要因素

2.3.1 透風(fēng)率。不同透風(fēng)率的擋雪柵欄對(duì)風(fēng)速的影響范圍和程度有著很大的差異，透風(fēng)率越低，阻擋效果越好，風(fēng)速減弱程度也越大，但同時(shí)風(fēng)速恢復(fù)得也越快，從而其影響范圍越小。根據(jù)理論，透風(fēng)率為50%～60%的擋雪柵欄阻擋效果最佳。

2.3.2 柵欄高度。總體來說，擋雪柵欄高度越高，其阻雪總量越大。但高度太高，不僅施工難度增大、成本增高，且不利于自身穩(wěn)定。在實(shí)踐中，擋雪柵欄高度可設(shè)置在地面上1.5～2m。地下可根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、地形、風(fēng)力大小等因素設(shè)置0.3～0.5m的基礎(chǔ)。

2.3.3 風(fēng)向。一般來說，擋雪柵欄的走向與主風(fēng)向垂直，效果最佳。

3 擋雪柵欄間的距離

擋雪柵欄高度可確定柵欄迎風(fēng)側(cè)（擋雪柵欄前）、背風(fēng)側(cè)（擋雪柵欄后）風(fēng)雪減速區(qū)的范圍，風(fēng)速在柵欄的迎風(fēng)側(cè)5～6h、背風(fēng)側(cè)10～15h（h為柵欄高）范圍內(nèi)減速，雪粒在這一范圍內(nèi)沉積。超過此距離，將不受擋雪柵欄的影響。

4 擋雪柵欄的布置原則

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，為更好地阻擋風(fēng)吹雪，采用設(shè)置多道擋雪柵欄。

4.1 風(fēng)電場(chǎng)110kV升壓站主風(fēng)向側(cè)

根據(jù)瑪依塔斯風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際情況，110kV升壓站主風(fēng)向側(cè)設(shè)置3排垂直于主風(fēng)向的擋雪柵欄，110kV升壓站與第一排擋雪柵欄間距為40m，第一排柵欄高度為3m，第一排擋雪柵欄與第二排擋雪柵欄間距為30m，第二排柵欄高度為2.5m，第二排擋雪柵欄與第三排擋雪柵欄間距為30m，第三排柵欄高度為2m。如圖1所示：

4.2 風(fēng)電場(chǎng)110kV升壓站次風(fēng)向側(cè)

110kV升壓站主風(fēng)向側(cè)設(shè)置2排垂直于次風(fēng)向的擋雪柵欄，110kV升壓站與第一排擋雪柵欄間距為40m，第一排柵欄高度為3m，第一排擋雪柵欄與第二排擋雪柵欄間距為30m，第二排柵欄高度為2.5m。如圖2所示：

5 擋雪柵欄施工流程

第一，立柱基礎(chǔ)利用人工進(jìn)行開挖，開挖尺寸為50*50*100，開挖完成后，將立柱基礎(chǔ)用C35混凝土進(jìn)行澆筑；第二，擋雪柵欄立柱采用￠80鋼管，擋雪板采用透風(fēng)率為50%的防風(fēng)網(wǎng)，通過螺絲固定在鋼管立柱上；第三，鋼管立柱前后采用鋼絞線錨固。

6 質(zhì)量要求

第一，施工前由技術(shù)人員進(jìn)行詳盡的技術(shù)質(zhì)量交底，嚴(yán)格按施工圖及相關(guān)規(guī)范要求施工，開挖基坑（槽）時(shí)不得超過基底標(biāo)高。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)、規(guī)范要求對(duì)地基進(jìn)行處理，壓實(shí)系數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求，回填前清除溝槽內(nèi)的積水和有機(jī)物?，F(xiàn)澆混凝土達(dá)到75%的強(qiáng)度后回填；第二，開挖后按施工圖紙規(guī)定的深度保證基面干凈、平整且無積水或流水，所有松散土、石均以清除；第三，嚴(yán)格控制混凝土的水灰比和坍落度，滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，混凝土攪拌完畢后，及時(shí)運(yùn)到澆筑地點(diǎn)澆筑，混凝土從攪拌到澆筑成型的時(shí)間，不得超過120分鐘，運(yùn)輸過程中保持混凝土的均勻性。混凝土澆筑完畢12小時(shí)內(nèi)對(duì)其加以覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)，使混凝土保持濕潤(rùn)狀態(tài)。每日澆水養(yǎng)護(hù)不少于2次，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7晝夜；第四，柵欄安裝前，對(duì)相關(guān)施工人員進(jìn)行質(zhì)量、安全教育和責(zé)任分工，對(duì)柵欄的編號(hào)、方向、長(zhǎng)度、斷面尺寸、螺栓孔位置及數(shù)量進(jìn)行檢查。每道工序完工后，由操作者自檢，相關(guān)人員檢驗(yàn)合格后進(jìn)入安裝工序；第五，安裝完成后的擋雪墻頂部要保持在同一高度，做到“橫平豎直”。

7 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，中電投瑪依塔斯風(fēng)電三期工程110kV升壓站擋雪柵欄在經(jīng)過了兩個(gè)冬季風(fēng)雪天氣的考驗(yàn)后，擋雪柵欄對(duì)風(fēng)電工程升壓站風(fēng)吹雪有較好的防護(hù)作用，便于施工。而擋雪柵欄的擋雪效果與地形、風(fēng)向、風(fēng)速等因素密切相關(guān)，要充分收集地形、降雪量、風(fēng)向、風(fēng)速等技術(shù)資料，科學(xué)合理地設(shè)置擋雪柵欄。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：汪成偉（1986-），男，青海湟中人，國(guó)家電投新疆能源化工集團(tuán)公司塔城分公司工程師，研究方向：工程建設(shè)管理；李月忠（1964-），男，青海樂都人，國(guó)家電投新疆能源化工集團(tuán)公司塔城分公司高級(jí)工程師，研究方向：工程經(jīng)營(yíng)管理。

（責(zé)任編輯：蔣建華）