风场道路与吊装平台设计分析
2020-04-30
(1.河北鲲能电力工程咨询有限公司,河北 石家庄 050000;2.河北省分布式能源应用技术创新中心,河北 石家庄 050000)
1 背景及意义
为了保护生态环境,越来越多的新能源逐渐取代传统能源。在电力行业,风力发电在保证电力供给和维持能源生态平衡方面扮演了重要的角色[1]。根据中国可再生能源学会风能专业委员会、中国农业机械工业协会风力机械分会和国家可再生能源中心联合发布的《2018 年中国风电吊装容量统计简报》显示:2018 年,全国(除港、澳、台地区外)新增装机容量2 114.3 万kW,同比增长7.5%;累计装机容量约2.1亿kW,同比增长11.2%,保持稳定增长态势。
据经验推算:以基本建设单位100 MW(33~50 台风电机组)进行统计,风电场区道路长度约30 km~50 km。可见全国风电场道路和吊装平台的工程建设量很大,并且在场内道路选线设计时,占用国道、省道、县道、乡道以及村村道路等[2-3]。因此,从生态保护的角度对风电场道路进行优化设计,减少农田、林地、耕地的占用面积,降低对生态环境的破坏,实现风电场建设与生态环境和谐共存,符合现代发展的环保理念,具有很好的推广意义。
2 风电场道路及吊装平台优化设计及案例分析
结合风电场区域的特点,场内运输道路的路径选择以及吊装平台的布置要充分考虑风电场的地形、地貌、水文地质条件。对于沿风机位修建的场内施工道路,要尽量利用原有道路进行扩宽、裁弯、取直、局部加固等。充分利用原有地形,使道路以及吊装平台的挖填方量与用地面积尽量减少,最大限度地减轻对原生态的破坏[4]。
2.1 检修道路与施工道路分离式设计
场内施工检修道路采用“永临结合”的原则,检修道路与施工道路为同一路径。但是在场内道路路径选取期间,存在一种特殊情况,尤其在平原地区,乡道及其以上级别的道路,其宽度和路基满足施工运输要求,但是因为转弯处存在不可拆除民房、变压器等,致使转弯半径不足,施工道路被迫占用原有耕地。有些等级公路可以兼顾检修道路的功能,可以充分利用减少检修道路的修建[5]。在施工结束后,部分临时道路可以复耕,这样既恢复原生态,又减少永久用地面积,一举两得。
以某风电场项目为例,按此方法优化,优化前后对比如图1 和图2 所示,其中图1 为优化前道路整体布置图。图2为优化后道路整体布置图;表1 为优化前后工程量对比表。
图1 优化前道路整体布置图
图2 优化后道路整体布置图
表1 优化前后工程量对比表
2.2 吊装平台与风机基础分离式设计
以某风电项目#B2 号风机吊装平台布置图为例。按以往的吊装平台布置原则,风机基础包含在吊装平台内部,图3 吊装平台优化前布置图按此原则布置,吊装平台跨越坎线,造成大量的土方挖填,投资较大,并影响河流的正常流动,对原生态影响较大。而且吊装平台(除风机基础占地外)为临时用地,后期恢复非常麻烦。
为了避免这种情况的出现,设计时可以在风机基础临近的位置,在不跨越坎线的情况下,找一块高程相近的地面作为吊装平台,同样能满足吊装要求,图4 为吊装平台优化后布置图。
图3 吊装平台优化前布置图
图4 吊装平台优化前后布置图
以挖填平衡的原则对优化前后的挖填方量进行对比,见表2。由此可见,优化后的方案大大减少了土方的挖填方量,减轻了对原生态的破坏。。这种吊装平台与风机基础分离的布置方式,在该工程中可以应用到多处,在整个工程填挖方量的统计中,土方的填挖量减少非常显著。
表2 挖填方量对比表
2.3 吊装平台边线顺应等高线设计
以某风电场项目F30 号风机吊装平台平面图为例。优化前吊装平台依据厂家设备吊装手册以及设备运输手册,按40 m×40 m 正方形设计,如图5 和图6 为优化前后场内吊装平台布置图。优化前,经吊装平台场平计算后发现,挖填方较大,最终的占地面积也比较大。优化后决定吊装平台边线顺应等高线设计。经试算,挖填方以及占地面积均减小,而且平台周围挖填也更加均匀,减少对原生态的破坏。优化前后工程量对比见表3,占地面积减少了127.95 m2,平台实际使用面积减少了20.9 m2,效果显著。
图5 优化前场内吊装平台布置图
图6 优化后场内吊装平台布置图
表3 优化前后吊装平台场平工程量对比表
3 结论
风场道路和吊装平台与等级公路相比,虽然设计标准低,工程造价低,施工工期短,但不能把它定义为临时用地就可以忽略其对生态环境造成的影响。考虑到风资源的优选,大部分场区道路都有可能占用农田、林地以及沟壑,在不违背场内道路及吊装平台设计规范的前提下,如何有效地减少原生态环境破坏,长期要解决的重要问题。通过优化风场道路和吊装平台的设计方案,最终实现风电场的建设与生态环境和谐发展。