塔筒是风机的重要组成部分，不仅支撑起了整个机舱和叶片达到最佳迎风高度，并且还能抵御机组的摆动和振动，以满足整体安全运行的要求。随着风力发电机组的容量和高度增加，塔筒的重要性愈发明显。

定义

风电塔筒，指风电机组和基础环间的连接构件，通常是由钢铁材料制成的圆柱形结构，其成本占陆上风电建设成本的10%左右，占海上风电建设成本5%左右。

（资料图： TSP泰胜风能）

塔筒的尺寸和高度根据风力发电机组的装机容量和设计要求来确定，一般而言，塔筒的高度越高，风能利用率也会越高。

塔筒主要有以下三大作用：

支撑作用：风电塔筒承载着机舱、叶片等的重量，确保整个风力发电机组的稳定运行。
高度调节：通过调整风电塔筒的高度可以使风力发电机组在最佳的风能资源区域运行提高发电效率。
减震作用：风电塔筒的设计可以减缓风力发电机组在运行过程中受到的振动和冲击，延长机组使用寿命。

塔筒材料

风力塔筒的制作常用材料有钢板、混凝土和复合材料等。一般采用钢材作为主要材料，这是因为钢材具有良好的强度和耐腐蚀性，能够承受风力发电机组的重量和外部环境的影响。
钢板
钢板是风力塔筒最常用的制作材料之一。它具有优秀的物理和化学性质，可制成不同形态的构件。在制造过程中，钢板会经过成型、焊接、切割等工艺，最终组装成风力塔筒的骨架。广泛应用的钢板有Q345B、Q235B、304L和316L等，其中Q345B钢板具有较好的耐久性和力学性能。
混凝土
混凝土是另一种常用的风力塔筒制作材料。它的制作过程主要包括混凝土原材料的准备、混合和浇筑。混凝土可以根据需要制成不同强度、不同形状的构件，并且具有良好的防火性、抗风性和抗震性能。但是，混凝土制作过程较为复杂，需要耗费较多的时间和人力物力。

复合材料

复合材料是近年来用于风力塔筒制作的新型材料，其主要成分包括树脂、玻璃纤维、碳纤维等。由于其具有重量轻、强度高、耐腐蚀、绝缘性好等优点，在节约能源、环保方面有着很大的前景。但是，由于复材制作过程复杂，生产成本也相对较高，所以目前应用尚处于试验阶段。

塔筒基本结构

1、外壳：塔筒外壳是指整个塔筒的外部覆盖层，通常由钢板或混凝土制成。钢板外壳通常采用焊接或螺栓连接方式，而混凝土外壳则需要采用浇筑方式进行施工。具有良好的强度和刚度，承受风、雪地震等载荷。
2、内衬：内衬是指塔筒内部与空气接触面积最大的表面覆盖层，其主要作用是保护塔筒本身不受腐蚀和磨损。常见的内衬材料有玻璃钢、聚酯纤维等。
3、连接件：连接塔筒各段的部件，保证塔筒的稳定性和整体性。
4、内部构件：包括爬梯、平台、电缆支架等，用于维护人员攀爬、设备安装等。
5、防腐涂层：为保护塔筒不受腐蚀，通常会在塔筒外部涂覆防腐涂层提高塔筒的使用寿命。

塔筒分类

风电塔筒根据结构形式与采用材料的不同，大体分类为全钢塔、混凝土-钢混合塔筒（混塔）以及桁架式塔筒等。
全钢塔
全钢结构塔筒又称为柔塔，属于目前高塔的主要方案，整体分为4-6节进行运输和安装，可以适应绝大部分场址的运输要求，因为整体采用钢结构自重较轻，遇到大风季节摆动较为剧烈，有可能和风轮产生共振，从而降低风塔寿命、增加事故风险，柔塔的供货也容易受到钢材价格影响，总体价格较高。
混凝土-钢混合塔筒（混塔）
部分混凝土和部分钢结构称为混塔，钢筋混凝土塔筒的主要优势在于可现场施工建造，降低运输成本和整体的塔筒造价，混凝土部分采用预制模板一次成型，建设周期相对较长，安装费用较高，混凝土与钢结构的搭接部分也容易形成吸收应力的薄弱点，混凝土部分不刷漆的话，整体造型也不如柔塔美观，在役期满后拆除回收也会有点问题。
桁架式塔筒
桁架式塔筒风机结构底部以桁架为基础，结构刚度大、承载力高，可有效避免共振，比传统的钢塔约轻20%，有效降低运输的体积与重量，海上和陆上都有一些试点项目，目前市场占有份额还比较少。

塔筒制作流程

1.板材下料
数控切割下料：原材料钢板经过入厂检验，材料复验，最终来到了下料车间，正式开始下料。为减少焊接带来的变形，钢板将被切分成几十节，分别焊接后再进行组装。塔筒钢板下料全部采用数控火焰切割机，严格控制零件尺寸。数控切割机下料完成后，质检人员对每块零件进行检查，并填写工序传递卡。

（资料图：天顺风能集团）

开设坡口：通过半自动切割机对钢板进行坡口开设，并对坡口上氧化铁、氧化渣进行打磨，为下一步焊接做好前期准备。在进入下道工序前，每块钢板上均会写上表示零件号、控制轴线等，以便识别。
2. 卷圆
将切制好的钢板用上辊卷板机进行卷圆。卷圆前依据图纸制作内弧面样板，便于卷制过程中比对。纵缝合拢处进行打底焊接，防止卷制变形。在卷圆完成后，质检人员对卷管质量进行检查，合格后才会进入到下一工序。
3.纵缝焊接
卷圆后的钢板将进行第一次焊接，即纵缝焊接。在纵缝焊接前需对坡口的氧化铁、飞溅等进行清除，加设引弧板，对焊剂进行烘烤，提高焊接质量。由于纵缝焊接会引起筒节的收缩变形，导致其椭圆度不满足设计要求，此时需要通过校圆使其误差在允许范围内。
4.组对
在进行最后的焊接之前，首先需要将筒节与法兰、筒节与筒节之间进行组对。
筒节与法兰间的组对：法兰常用于管端之间的连接，法兰与筒体的焊接必须在筒体组对前进行焊接，所有法兰间用工艺螺栓把紧。
筒节与筒节间的组对：筒节与筒节间的组对将在组对台车上进行，两节筒节需在自然状态下闭合。
5.环缝焊接
筒节在组对后，下一步，就是进行环缝焊接。环缝焊接采用埋弧自动焊，采取双面焊接。首先进行内壁坡口焊接，再将外壁清根露出焊缝坡口金属，最后进行外壁焊接。焊接时需要用到的一个重要设备就是焊接滚轮架，筒节将放在焊接滚轮架上，通过控制滚轮使筒节转动，来进行内壁及外壁的焊接。通过多次环缝焊接，一个个筒节就连接起来了。
6.塔筒防腐
为使塔筒使用年限达到规定，需要对塔筒进行防腐处理，这道工序也很重要。首先会对完成焊接的塔筒进行喷砂除锈。随即转入防腐车间进行喷漆，由于喷砂除锈后的表面须尽快涂漆，喷漆工人会在4小时内完成底漆的喷涂工作。涂漆完成后的塔筒表面不得受到雨、雪侵湿，也不得在阳光下暴晒，塔筒会在室内保存，直到底漆固化。
7.内附件安装
在风电塔筒的内部，一般有平台、栏杆扶手、灯具等内附件，风电塔筒制作完成前的最后一步，便是安装内附件。
8.成品运输及安装
制作完成的风电塔筒，装上包装布，即可装车运往安装现场。经过一路运输，一套套风电塔筒抵达施工现场，随即进行吊装安装。

（资料图：四局装备）

塔筒安装

塔筒可以按照条件的不同分节运输，但考虑到其也属于大件运输，容易刮擦和碰撞对外部的漆面产生破坏，因此对道路平面要求较高。
在塔筒内部根据使用的需要，分别设计电器柜平台、安装高强螺栓平台、照明系统、防雷系统、攀爬用的爬梯或电梯、动力电缆支架以及通信电缆固定支架等内附件。在每节塔筒之间用法兰盘连接，需要将电源控制柜、塔筒内需布设的电缆及结构配件全部在塔筒内安装好后，再进行吊装。

（资料图：四局装备）

吊装的步骤主要包括：
①安装吊具、检验基础环的水平误差、清理基础环的上下法兰面、螺孔；
②把下塔筒与基础环连接用的螺栓、螺母、垫片放进基础环里；
③润滑所有螺栓的螺纹；
④主吊车与副吊车就位；
⑤主副吊车同时起吊，待塔筒离开地面以后，主吊车继续提升，副吊车则调整塔筒底端和地面的距离；
⑥用电动扳手紧固螺栓、拆卸吊具；
⑦紧固塔筒与基础环连接螺栓；
⑧连接接地线；
⑨塔筒内照明接线。测量接地电阻值应满足相应的技术要求。

塔筒防腐

塔筒腐蚀因素
1、风电塔筒长期经受着紫外线、雨雪、特大风沙、昼夜温差等各种恶劣的自然环境的腐蚀。
2、原始施工时，没有对风电塔筒的表面进行处理，或是对其表面处理得不彻底就进行油漆施工，造成其涂层松动、脱落，致使污物潮湿空气浸透至底材，造成风电塔筒的腐蚀。
3、涂装施工没有很好地控制施工过程，致使漆膜厚度不均匀出现大面积底漆膜现象，使防腐效果弱化。
4、涂层使用寿命超限，导致旧涂层粉化、脱落、起泡、松动等，造成风电塔筒锈蚀。
防腐处理
1、选用合格的防腐蚀涂料
充分考虑自然环境影响，选用综合性能优异，且能根据不同环境下的腐蚀情况的有效实验数据而设计出的处于国际先进水平的防腐蚀涂料产品，延长风力发电设施的使用寿命，降低其维护的费用。
2、为防腐提供理想的操作环境
在防腐过程中，设计并制作恰当的风电塔筒旋转工装，将筒体两端与工装通过螺栓连接，使筒体表面与支撑点不直接触，避免筒体喷砂及油漆时会有二次污染造成的返修，筒体连续转动喷涂，使涂层更加均匀，工人操作起来更加方便，也更容易形成稳定的喷涂工艺，保证喷涂质量的稳定，缩短防腐工序的时间，提高效率，保证防腐的质量。
3、沿用恰当的防腐技术施工工艺
首先处理其局部锈蚀部位的表面，可采用喷射的方法去除风电塔筒被氧化的锈蚀层和旧涂层等锈蚀部位，与传统的手工打磨方法相比，喷射的方法更能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，其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。
其次，按照原始配套方案进行手刷或者滚涂底漆，在不污染边缘的原始涂层，有效地控制底漆的消耗的情况下，使其达到规定的漆膜厚度。
最后，为保证涂层能达到原始配套的施工漆膜厚度，可采用刷涂或喷涂的方法进行中涂漆施工，此时应注意对边缘区域进行保护遮挡，有效的控制消耗，保证外观效果。

塔筒清洗

风电场的风塔一般处在偏远山区或海上，常年经历风吹日晒、雨雪盐碱侵蚀、受陆上风沙或海上高盐雾腐蚀等恶劣自然环境影响，很多风电塔筒表面大多会出现脱漆乃至锈蚀现象。另外，风电机组内部齿轮箱和发电机组因加注润滑油而产生的油污会从发电机舱与塔筒之间的缝隙渗透出来，对风机塔筒外壁形成污染，因此，塔筒清洗除锈工作十分钟重要。

人工清洗

风电塔筒做清洗防腐时，常采用人工喷涂清洁剂清洗，然后用抛丸机打砂除锈，之后由人工喷涂油漆，全程采用人工作业、高空吊篮和大型高空作业车等方式实现，存在劳动强度大、安全系数低、施工周期长、维护费用高等一系列的问题。

机器人清洗

塔筒自动化清洗机器人专为风电塔筒等小曲率半径的柱状钢结构防腐除锈和清洗而开发，通过遥控操作完成清洗作业，无需人工高空作业，提高清洗效率及安全性。清洗机器人配备高压清洗和清洗剂低压泡沫喷射功能，可遥控切换，还可搭载摄像装置，实时检测清洗效果。

机械清洗

使用各种清洗工具，如刷子、刮刀、磨石、高压水枪等，对塔筒表面进行刮擦和冲刷，去除油污。这种方法操作简单、成本低廉，但可能会对塔筒表面造成损伤。

化学清洗

使用特定的清洗剂与油污发生化学反应，去除油污。这种方法效果好，不损伤基材，但需要选择合适的清洗剂，并严格控制使用条件。

代表企业

大金重工

大金重工股份有限公司（以下简称：大金重工）是新能源领域一家全球化运营的上市公司，致力于为客户提供有竞争力、安全可信赖的产品，同时提供行业相关服务运营等系统化解决方案，总部位于中国北京。公司主要产品为：海上风电/陆地风电全系列的塔架、转换段、基础段、大型管桩、深远海导管架、浮式基础、海上升压站等产品。

大金重工于2000年创立于辽宁阜新，2010年在深交所主板上市，是国内风电塔筒行业的首家上市公司，经过20年的行业深耕，大金重工已经稳居全球风电装备制造产业先驱梯队，是国内出口欧洲海塔（14.7MW级）、亚洲出口欧洲超大型单桩（14.7MW级）的风电海工装备制造企业。

天顺风能

天顺风能2005年在苏州成立，2010年登陆深交所并保持高速增长，10年间营收、利润累计增长超10倍，年均复合增长率超30%；2021年营收已超80亿元，净利润达13.1亿，成长为全球最具规模的风塔、叶片装备制造龙头企业之一，新能源资源开发业务高速增长，目前以新能源装备制造、零碳实业发展这两大主营业务双轮驱动，实现稳定增长。公司已连续12年上榜“全球新能源企业500强”，并荣登“江苏省民营制造业100强”。

泰胜风能

上海泰胜风能装备股份有限公司，总部位于上海，是中国风电装备制造行业历史最悠久的企业之一，是风机整机制造商 Vestas 在中国的合格供应商，国内风机整机企业金风科技5A级供应商。2010年，公司成功上市，登陆深交所创业板。经过多年的深耕，泰胜风能已发展成为生产规模化、产品系列化、服务一体化，具有全球影响力的海陆风电装备及高端海洋工程装备专业制造商，连续多年蝉联全球新能源企业500强。

公司是国家高新技术企业，是《风力发电机组 塔架》国家标准最新版本的修订起草牵头组织单位，产品技术先进、品质优良，多次填补国内陆上及海上风电装备的行业空白。泰胜风能在全国布局了华东、华北、西北、东北、华南五个战略区域，十余个生产基地，及有一个海外办公室在德国法兰克福。公司研制的海陆风电塔架、混塔及混塔转接段、海上升压站、导管架、管桩等产品远销全球40多个国家和地区。

海力风电

江苏海力风电设备科技股份有限公司（以下简称“海力”）作为海力风电集团的母公司，坐落于江苏省。自2009年成立以来，海力已深耕海上风电零部件制造领域近15年，并于2021年在深圳证券交易所成功上市，在风电行业中占据领先地位。作为早期的高科技创新者与全国性的试点企业，海力的业务范围广泛，业务核心聚焦于风电设备零部件的制造、销售与服务。

海力的产品线涵盖塔筒、单桩、导管架、升压站、漂浮式风机基础、过渡段及套笼等。为满足客户需求，海力在江苏省、山东省及其他地区运营着超过10家工厂。目前，海力的年生产能力已达到100万吨，并计划在2025年前提升至150万吨。海力的制造能力覆盖最大外径达15米的组件，并充分利用港口资源实现全球产品配送。

天能重工

青岛天能重工股份有限公司是国内领先的风力发电机组塔架（塔筒）设备制造商和供应商，专业从事兆瓦级风机塔架及其相关产品的制造和销售，在塔筒制造行业排名前列。

公司主要经营产品为陆上风电塔筒、海上风机基础管桩和塔筒，自上市后产品成功实现转型升级，从陆上转到海上，在江苏响水、广东汕尾、大连等地建设海工装备生产基地，加快实现公司的“两海”（海上风电和海外市场）发展战略。并逐渐往新能源的上游产业延伸，已在山东、江苏、陕西等地投资、开发、建设、运营诸如风电场、光伏等新能源项目。

来源综合自：百度文库、 防腐涂料视界、 中国十九冶、千尧科技、时光荏苒 岁月留声及各企业官网