山地风电场大件设备运输问题及对策

山地风电场大件设备运输问题及对策

罗洪伟,徐怀武

（中国能源建设集团投资有限公司中南分公司）

摘要：山地风电场开发建设因地形地貌等制约着叶片等大件设备运输，而运输方案、场内道路建设、场外道路改造等在一定程度上影响项目建设的可行性。基于此，本文首先简述了山地风电场及风电设备运输的特点，再结合实际案例，简述案例风电场的基本情况，再针对案例风电场大件设备在运输方面存在的问题和采取的对策展开分析，希望能为相关工作人员提供一定的参考。

关键词：山地风电场；大件设备运输；问题；对策

引言

随着“3060”碳达峰碳中和目标的提出，各地相继出台新能源政策，加快实施可再生能源替代行动，推动可再生能源加快步入高质量跃升发展新阶段，意味着风电项目建设也进入一个新的发展阶段。不同于风能资源禀赋较好的“三北”地区的沙漠戈壁、荒漠或草原地势相对平坦，建设条件优越，我国中东部、南部及西南区域可利用的陆上风资源主要分布于山地、丘陵地带。随着可利用风资源的不断减少、机组大型化的单瓦成本优势，山地风电场风电机组叶片不断加长，机舱及塔筒外形尺寸及重量持续加大，从而要求更大的道路转弯半径，对道路桥梁载重、道路坡度等提出了更高的要求。大件设备运输直接影响风电场项目的进度、安全、造价等，在山地风电场项目建设中表现的尤为突出。

1.山地风电场的特点

(1)山地风电场包括地面起伏和缓，地面自然坡度大于3°至小于或等于20°围，相对高差在200m以内的丘陵地区；地面自然坡度大于20°，相对高差在200m以上的山岭重丘区[1]。

(2)山地风电场一般具有海拔高、气温低等特点，从而相对湿度大，往往伴随着雾凇、冰冻、雷暴等特殊气候条件。

(3)道路运输受限因素多。受山地地形及用地政策影响，风电项目场内道路较一般道路坡陡、弯多且急。一般采用泥结碎石路面，较易受长期大雾、雨雪等天气影响。

2. 山地风电设备运输的特点

项目建设物资安全、及时的送达施工现场，才能保障项目建设施工连续作业，保证项目进度目标和投资收益实现。风电项目建设过程中，需要采购、运输大量物资，如叶片、机舱、塔筒、混凝土、电气设备及大型吊装设备等。在这些物资的运输过程中，受天气、疫情、供应链等多方因素影响，情况多变、技术复杂、各环节的不确定性因素都非常多[2][3]。山地风电项目设备运输具有以下特点：

(1)一次性。由于风电项目建设选址、风电机组的机型不同，导致项目建设的环境、条件、主要设备各不相同,不同风电项目的工程物资物流组织也就各不相同。在一个项目建设完成后，与之相关的物流活动随之结束。风电项目建设的这一特性，使风电项目建设物流组织在实践中难以复制，再好的运输方案也仅能使用一次，其它风电项目建设中的物流组织经验对新的风电项目仅能作为参考。新项目建设时，需要根据具体的条件，在缜密勘测的基础上，重新制定运输方案，完成运输任务，因此风电项目建设物流活动具有明显的一次性特征。

(2)高风险性。风电项目设备运输物资的价值高。风力发电机组是风电项目建设的核心部件，一般占到风电项目建设总投资的 40%以上，单台风力发电机组的造价近千万元。而且风力发电机组属于定制化产品，在运输中一旦出现损坏，将需重新制造生产，将严重影响工程建设进度、质量和造价。由于风电项目设备运输都是一次性的，没有成功的经验可供参考，因此运输失败的风险相对较高。在风力发电机组大型化趋势下，对应的风机机舱、轮毂也越来越重，风机叶片越来越长、塔筒直径越来越大，运输风险相应增加。超限物资的吊装、运输都需要借助专用设备，运输途中，对道路、桥梁的要求也非常高，因此导致运输难度和风险的加大。采用叶片举升车等特种车辆，对车辆性能、人员素质要求较高，稍有不慎，将造成叶片损坏、车辆倾翻等事故。

(3)时效性。风电项目受国家新能源政策影响较大，为降低政策调整造成的不确定性损失，项目建设单位对风电项目建设进度都有较明确的时限要求，因此风电项目建设物流必须满足项目建设需要，以保证项目按期投运。风电项目主要设备都是定制化生产，一般根据项目进度安排生产发货，无库存保障。同时风电项目建设场地往往在交通运输保障能力相对薄弱的地区，且受项目用地政策和装卸限制，在风电场内无法建设较大堆场，一般都是主设备运至项目吊装、安装现场直接卸货吊装安装。

(4)整体性。风电项目建设是一个完整的过程，前一个作业工序是后一个建设活动的基础，一个环节的延误会造成其它环节的延误；在一些重要环节的延误，甚至会影响整个项目建设的进度。主设备运输滞后于现场吊装安装需要，会造成工期延误；主设备运输超前到达施工现场，会造成二次吊装、存储的风险的成本。因此，必须通过有效控制，实现主设备运输与项目施工进度的高度契合，以满足项目建设需要，减少风机主设备吊装、存储的风险和成本。

3.案例风电场基本情况

MY风电场位于MY镇内，距离市区西南方向约25km。位于湖南东部，罗霄山脉北段西沿，湘江支流渌水域，地貌以山地、丘陵和岗地为主。风电场装机规模50MW，安装单机容量2500kW 的风力发电机组20台。风电场场址布机位置均为山脊，海拔高度在 320m～750m之间，山高坡陡，地形坡度一般为30°～50°，局部呈陡崖，山顶上地形总体上连续。风机多位于山顶或山脊地带，覆盖层较薄。

湖南属亚热带季风气候,季风特征主要表现在冬夏盛行风向相反，多雨期与夏季风的进退密切相关，雨热基本同季，降雨量的年际变化大。MY风电场年均气温18℃左右，年平均无霜期288天左右，年平均日照1500至1910小时，年平均降水量1300至 1600毫米之间。

场内道路设计，首先需满足风电场风电机组大件运输和施工检修车辆正常通行的要求，做到技术上可行，同时还需考虑工程的安全可靠、环保美观以及经济合理等因素。风电场施工期间运输量大，且运输物件超长、超重，而施工结束后检修期间运输量较小，道路设计考虑永临结合。风电场内施工检修道路路面宽4.5m，泥结碎石路面，坡度一般不大于14%，急弯纵坡小于 10%，弯道半径不小于30m，小半径曲线段按运输最长车辆的通行要求，并按照大件运输要求进行相应路面加宽设计；路面设计标准轴载：BZZ—100。进场道路利用086乡道，长约2.27km，其中改造长度约0.17km，进场新建道路2.28km。场内新建施工检修道路33.92km。当地气候条件雨季较多，风化岩土含水率高，载重车辆行驶后道路翻浆，致使场内道路易积水泥泞，局部路段需重复换填，对工程建设影响极大，也是设备运输的重点和难点、堵点。

图1 风电场卫星地图

图2  风场对外交通示意图

叶片、塔筒、机舱、升压站主变等设备运输方案：运输路线为S11平汝高速—B27县道—B29县道—乡道—进场新建道路—风场，在S11平汝高速嘉树出口处选择设备堆场，用于存放叶片、机舱等。场外道路运输涉及场外约22km道路限高、扩建等改造。

4.大件设备运输存在的问题

4.1设备运输技术参数

表1 MY风电场项目主要大件设备运输技术参数

从上表可以看出，MY风电场的大件设备中，叶片和塔筒长度较长，对道路转弯半径要求较高；机舱和塔筒重量最重，对道路承载力要求较高。

4.2存在的主要问题

(1)道路转弯半径不能满足叶片普通平板车运输要求。场内道路转弯半径30m，小于叶片长度（71.5m），且场外道路转弯半径及道路两侧树木、杆线、房屋等限制较多，采用平板车运输道路改造工程量非常大。

(2)交通堵塞。从中转堆场将叶片运输至风电场机位，在场外道路运输过程中需经过2个乡镇5个村镇且沿路各种企业较多，因运输速度较慢且大多时间占用整条道路，对当地车辆出行产生较大影响，极端情况下，拥堵距离甚至超过1.5km。因场内道路只有1个出入口，在施工高峰期，场内道路运输流量也很大，需同时满足大件设备运输车辆、混凝土罐车、吊装设备转运车辆及其他设备材料运输车辆通行要求。

(3)雨雪、大雾天气影响。泥结石路面雨雪过后需一段时间待路面干燥后才能通行，否则将影响运输安全、道路损坏需换填或硬化增加费用。因风电场海拔相对较高，气温较山下低，风电场大雾天气较多，甚至持续10天以上，较大的空气湿度导致路面湿滑重车无法通行。雨雾雪天气严重影响道路通行，影响工程进度。

(4)场内部分道路坡陡或坡长过长。受地形、用地用林、水保环保政策等限制，场内部分道路实际坡度大于14度，大件运输牵引车辆不能靠自身动力顺利通过；部分连续长坡路段，大件运输牵引车辆连续爬坡对车辆影响较大，不能安全通过。

5.采取的主要措施

针对以上问题，主要采取了以下措施。

(1)为使叶片顺利通过弯道，采用一种叶片举升-旋转-液压后轮转向的特种叶片运输车（简称“叶片举升车”）。该特种车在行驶途中可以通过液压控制将叶片产生举升、自身360度旋转，避让运输途中的各种制约障碍（山体边坡、树木、房屋、桥梁、隧道等），由此可以大幅减少叶片运输车体总长、提高弯道通过性能[4][5]。同时，做好大件设备运输模拟及试运，即第一次只运输一支叶片，对沿线道路运输条件及车辆操作方式进行验证。塔筒运输车辆选用可升降、长度可伸缩的、带后轮转向功能的框架板车装运。

(2)为有效保障场外道路通行，协调当地政府向居民及企业提前发出大件设备运输通知，明确大件设备运输经过各路段的时间范围，做好绕行道路的指示和引导，选择合适路段做错车安排，及时放行零星拥堵车辆，最大程度减少对当地出行的影响。

(3)为有效保障场内道路通行，需做好道路设计及施工组织。道路设计阶段充分考虑道路通行需求，利用弃渣场、支路等做错车平台。施工阶段，根据现场吊装、混泥土浇筑等情况准确计算各项作业时长，根据通行需求合理分配道路通行时间；同时做好实时道路通行情况信息反馈、协调，确保道路通行高效有序。

(4)关注天气预报，根据天气和现场施工情况做好施工组织，对于道路条件要求高的和影响后续工序开展的优先安排。雨雪天气过后，及时清理积水、积雪，损坏路段及时换填或硬化，使道路尽快具备通行条件。

(5)对于陡坡和长坡路段，及时、合理安排牵引车辆，辅助大件运输设备进行运输。针对道路坡度10度的路段，超出设备运输车辆拖运能力的则采用加挂装载机在拖车前部进行辅助拖行的方式进行设备上山运输，运输车辆及牵引车辆紧密配合。

6.总结及建议

在目前的技术经济条件和风电机组大型化的趋势下，山地风电场的大件设备运输将成为山地风电场建设的关键工作。在可研阶段做好大件设备运输相关专题的论证，系统规划、统筹考虑道路设计、设备制造设计、运输车辆等以满足运输要求，确保运输安全、适用、经济，保证山地风电场建设经济可行，投资效益得以实现。本文通过对实际项目大件运输的分析探讨，为今后山地风电场开发建设提供一定参考。

参考文献

[1]罗金库.山地风电场叶片运输方案探讨[J].红水河,2017,36(06):37-38.

[2]杜宏巍.风电项目建设主要物资运输优化研究[D].华北电力大学，2017

[3]曾晓临,张挺.山地风电场传统运输与特种运输道路标准对比及分析[J].科技传播,2014,6(17):197-198.

[4]罗建国.山地风电场道路设计研究[D].华南理工大学，2017

[5]李鹏,张萌,曾俊.贵州山区风电场场内交通道路设计探析[J].石油化工建设,2021,5(60-63)

[6]吕玉善,刘昕冲,夏莲.山地风电场设备运输车辆及道路研究[J].中国电力企业管理,2021(36):82-83.

[7]张明霞.桂北山地风电大件运输问题探讨[J].新能源建设,2015,3(66-67)