Транспортные средства для перевозки частей ветрогенераторов
Речь, конечно, идет не о бытовых ветряках, а о промышленных ветрогенераторах большой мощности, размеры, масса и конструкция которых требуют нетривиальных решений по доставке их к месту монтажа. А так как отечественный опыт в перемещении и монтаже промышленных ветрогенераторов большой мощности не особенно велик и не особенно пропагандируется, то мы будем опираться на опыт в основном европейский, где строительство ветрогенераторных полей приобрело значительный размах и сегодня реализуются поистине гигантские проекты с генераторами мощностью по 7–8 мВт и роторами диаметром до 180 м. Застройка Европы ветрогенераторами создала спрос на специальные транспортные средства для их доставки к месту монтажа и на краны большой грузоподъемности, в особенности на гусеничные. На суше ветровые поля строят на побережье или в горах, и во втором случае условия доставки к месту монтажа могут предъявлять определенные требования к конструкции самого ветрогенератора.
Основные части ветрогенератора: колонна, гондола и лопасти. Только гондола представляет собой достаточно компактный, при этом тяжелый груз – гондола ветрогенератора мощностью 2 мВт весит около 80 т, и ее перевозка – это стандартная, можно сказать, не выходящая за рамки обычной транспортная задача.
Конструкция колонны зависит от многих факторов, в том числе от условий ее доставки на место и условий монтажа. Колона может быть цельнометаллической, сборной из железобетонных колец либо возведенной на месте из монолитного бетона. Существуют комбинированные варианты с высоким основанием из железобетонных колец и установленной на него стальной колонны. Кольца небольшого диаметра отливают целиком на специализированном предприятии и доставляют на место монтажа на транспортном средстве соответствующей грузоподъемности. Большие кольца могут достигать в диаметре 14 м, и их изготавливают составными из двух или трех сегментов. При монтаже сегменты стягивают болтами.
Стальная колонна может достигать в длину 80 и более метров. Есть несколько способов перевозки колонны или ее частей, основанных на том, что колонна – это самонесущая конструкция. Относительно короткие колонны небольшого диаметра перевозят так же, как длинномерные строительные конструкции: на двух колесных тележках с опорно-поворотными столами, а в качестве связи тележек друг с другом служит сама колонна.
Оптимальный вариант для перевозки частей колонны длиной 10–20 м при диаметре около 4 м – на специальном автомобильном прицепе. Колонну подвешивают на специальных захватах между передней и задней колесной тележкой прицепа, таким образом, у автопоезда минимальная габаритная высота. Автопоезд приводится в движение седельно-балластным или даже обычным седельным тягачом. Так же можно перевозить и железобетонные кольца.
Если условия транспортировки и монтажа позволяют, то колонну полностью собирают в заводских условиях и доставляют на место в готовом для монтажа состоянии. Для перевозки таких длинномерных тяжелых грузов составляют из модульных транспортных средств две ходовые тележки. Как вариант составляют из модулей одну длинную тележку. Тележки заезжают под стоящую на ложементах и тумбах колонну, поднимают ее и так движутся в пункт назначения. Благодаря высокой маневренности и большому ходу гидравлической подвески автопоезд может выезжать с баржи, въезжать на нее, маневрировать на промышленных площадках и дорогах. Ветровое поле, как правило, включает десятки ветрогенераторов, это сложный, длительный проект, для него обязательно строят технологическую дорогу, по которой могут двигаться такого рода автопоезда. На месте монтажа колонну подают к фундаменту и двумя гусеничными кранами большой грузоподъемности устанавливают на место.
Фундамент для ветрогенератора представляет собой заглубленное монолитное железобетонное сооружение в форме усеченного конуса примерно такой же массы, как ветрогенератор целиком. Фундамент отливают на месте, и этот этап не связан с перемещением негабаритных тяжеловесных грузов.
Особая тема – это перевозка лопастей, так как лопасть – это не несущая конструкция, вдобавок дорогая, высокотехнологичная и требующая самого нежного обращения, исключающего появления на ней малейшего повреждения. К месту монтажа это «нежное создание» должно быть доставлено в идеальном состоянии. Лопасти малых и средних ветрогенераторов перевозят целиком по одной, две или три в зависимости от размеров на раздвижном длинномерном автомобильном полуприцепе, установленном в специальные стойки. Чтобы обеспечить маневренность такого длинного автопоезда, задние оси прицепа должны быть с принудительным рулевым управлением.
Большие лопасти перевозят частями и собирают их вместе на месте монтажа. Для этого также могут быть использованы раздвижные полуприцепы-тяжеловозы. Но часто случается так, что ветровое поле расположено в горах, и чтобы туда подняться, надо преодолевать горные селения с их тесными улочками и крутыми поворотами, горные серпантины, тоннели. Даже деревья вдоль дороги или столбы могут помешать благополучному прохождению автопоезда. Чтобы решить эту задачу, придумали специальное транспортное средство на базе самоходного модуля. В конструкцию модуля интегрирован механизм, на котором закрепляется часть лопасти или даже лопасть целиком, если она сравнительно короткая. Эта механическая рука может двигаться вверх-вниз, вправо-влево и проворачиваться вокруг своей оси. Таким образом, манипулируя рукой, можно обходить препятствия, а очень маневренный, короткий самоходный модуль легко вписывается в любой поворот даже на 180°. У китайских товарищей есть похожее решение на базе несамоходного модуля или полуприцепа, приводимого в движение седельным тягачом. У этого решения есть свой плюс: его скорость выше, но он менее поворотлив.
Специалисты Goldhofer стояли у истоков технологии транспортировки элементов ветрогенераторов. Компания разрабатывала эти технологии в тесном сотрудничестве с производителями ветрогенераторов, такими как Vestas. При этом транспортные средства разрабатывались «с запасом», в расчете на будущие модели ветрогенераторов большей массы и размеров. Компания разработала и запустила в серийное производство специализированные транспортные средства, делающие перевозку колонн и лопастей не только возможной, но и удобной, быстрой и безопасной. Не стоит забывать, что стандартное транспортное оборудование, такое как, например, модульный прицеп Goldhofer THP/SL с низкорамной рабочей площадкой, отлично подходит для перевозки отдельных элементов, например, гондолы с установленным в ней генератором.
Для перевозки колонны или ее части Goldhofer предлагает модульные транспортные средства и консольные адаптеры, которые зажимают колонну с торцов, приподнимают, и так колонна перевозится на достаточно большие расстояния. Однако для сложных дорожных условий такой способ может не подойти. В этом случае можно применить в составе того же автопоезда низкорамную площадку с ложементами для фиксации цилиндрического груза. Таким образом, колонна покоится на «ложе», защищена площадкой и при движении автопоезда не испытывает стрессовых динамических нагрузок.
Для перевозки лопастей Goldhofer предлагает специальные «лопастевозы»: автомобильные полуприцепы с 3- и 4-кратным раздвижением, увеличивающим длину полуприцепа до 70 м. Задняя тележка оснащена 3 или 4 осевыми линиями. Так, модель STZ-DL4 AAA с 4 осями и трехкратным раздвижением до 51,3 м поставляется в Россию, в том числе для перевозки лопастей. Такой полуприцеп используют на строительстве ветропарка в Ульяновской области. У данной модели передняя грузовая площадка длиной почти 4 м устроена над ССУ тягача, у полуприцепа нет привычного высокого гусака, но для работы с ним подходит стандартный тягач. В собранном состоянии длина полуприцепа 17,1 м, каждая телескопическая секция увеличивает ее на 11,4 м. Задняя тележка оснащена четырьмя осями SAF на пневматической подвеске, все оси с гидравлическим рулевым управлением.
В 2014 г. компания представила решение на базе самоходного модуля PST/SL с 6 осевыми линиями. На платформе установлен механизм для крепления лопасти или части лопасти и манипуляций ею в вертикальной и горизонтальной плоскостях плюс вращение. Все системы модуля приводятся силовой установкой Power Pack мощностью 360 кВт. Длина самого модуля с силовой установкой – 14,2 м, что с фантастической маневренностью обеспечивает прохождение по любым горным серпантинам и в стесненных городских условиях.
Компания Scheuerle не остается в стороне от общеевропейского тренда и предлагает решения на базе своих модулей. Так, создано самоходное транспортное средство Scheuerle-KAMAG К25 М с 8 осевыми линиями, составленными из 6-осного и 2-осного модулей. Между модулями установлен механизм для крепления и манипулирования лопастью. При перевозке длинной лопасти на модули могут быть уложены дополнительные противовесы для устойчивости. При необходимости транспортное средство расстыковывается, и модули могут использоваться в составе других транспортных средств из модулей серии Scheuerle-KAMAG К25 Н.
Стандартные модули Scheuerle также с успехом используют для перевозки негабаритных тяжелых частей верторгенераторов. Так, для строящегося ветрового поля Veja Mate в Северном море у побережья Германии используют в общей сложности 240 самоходных осевых линий Scheuerle InterCombi SPE. Собранные колонны длиной 84,5 м и диаметром 8,7 м перевозят на модульных транспортных средствах с завода в порт Росток, оттуда по воде их доставляют в нидерландский порт Эмсхафен, выкатывают с баржи на модулях и перевозят на площадку хранения. По мере необходимости колонны забирают с площадки хранения, перевозят на баржу и по воде к месту монтажа. Численность ветрового поля Veja Mate – 67 ветрогенераторов.
Нидерландская компания Nooteboom предлагает решения, специально созданные для перевозок всех частей ветрогенераторов. Для колонн компания предлагает транспортное средство MEGA WINDMILL TRANSPORTER, позволяющее перевозить части колонн большого диаметра для ветрогенераторов мощностью до 3 мВт, то есть решение ориентировано на наиболее многочисленный сегмент этого рынка, можно сказать, на массовые перевозки. Транспортное средство состоит из двух колесных тележек: спереди 3- или 4-осной и сзади 7-осной. На обеих тележках на опорно-поворотных столах установлены гидравлические механизмы, которые поднимают и фиксируют колонну в транспортном положении между тележками. Опорно-поворотные столы позволяют поворачивать колонну относительно тягача на угол до 80°, а гидравлический механизм способен поднимать груз на высоту до 1,5 м, что обеспечивает высокую маневренность и возможность проходить узкие, извилистые участки маршрута с перепадами высот и проносить груз над препятствием в поворотах. Плюс к этому у автопоезда минимально возможная габаритная высота, лишь немного превышающая диаметр колонны.
Компания предлагает автомобильный полуприцеп SUPER WING CARRIER, разработанный для перевозки лопастей длиной 50 и более метров. Это раздвижной полуприцеп с 4-кратным раздвижением, при этом длина грузовой площадки увеличивается с 18,65 до рекордных 64,3 м. Полуприцеп не просто трехосный, он с тремя осевыми линиями. Каждая линия – это два осевых агрегата на маятниковой гидравлической подвеске с парой колес. Ход подвески – 600 мм, плюс к этому поворот осевых агрегатов на 60° в каждую сторону. Рулевое управление работает как в автоматическом режиме, так и вручную. Плюс к этому гидравлический гусак. В нижнем положении гусака погрузочная высота позади него составляет 760 мм, а в верхнем – 1350 мм. Гусак позволяет регулировать дорожный просвет под телескопической балкой и таким образом проходить затрудненные участки, например, при повороте проносить телескопическую балку над ограждением или насаждениями.
В номенклатуре продукции, выпускаемой заводом «Уралавтоприцеп», найдутся транспортные средства для перевозки частей ветрогенераторов мощностью примерно от 60 кВт до 2 мВт, причем небольшую установку можно перевезти в разобранном виде на одной платформе.
Для перевозки лопастей и колонн или частей колонн малых и средних ветрогенераторов отлично подойдет 7-осный низкорамный полуприцеп 99905-010 грузоподъемностью 80 т. У полуприцепа двойное телескопирование с промежуточной площадкой. Длина каждого звена раздвижки – 7,5 м, а общая длина платформы в раздвинутом состоянии – 26,3 м. Пневматическая подвеска BPW расположена на задней тележке. Маневренность полуприцепа обеспечат управляемые оси: первая ось подруливающая, вторая – фиксированная, с третьей по седьмую – с принудительным управлением.
Топ-модель линейки ЧМЗАП – 8-осный полуприцеп ЧМЗАП 99908-010 также способен перевозить длинномерные грузы длиной до 30 м, но большей массы – до 100 т, полуприцеп построен несколько иначе и обладает большими возможностями. Его грузовая площадка разделена на две части: переднюю с двумя осями и заднюю с шестью. Двухступенчатый телескопический механизм позволяет удлинить грузовую платформу с 12 до 26 м с шагом в 1 м. Рычажная гидробалансирная подвеска нового поколения от компании TRIDEC c осями компании GIGANT обеспечивает плавный ход и регулирование высоты платформы при погрузке и разгрузке. Все оси полуприцепа с принудительным управлением, при этом передние оси подъемные. Гидрофицированный (плавающий) гусак позволяет подстраиваться под высоту ССУ тягача. По согласованию с заказчиком можно внести ряд изменений в конструкцию и поставить на полуприцеп пневматическую подвеску.
Компания SPECPRICEP для перевозки частей ветрогенераторов – гондол, колонн или частей колонн, а также сопутствующего оборудования – предлагает линейку модульных полуприцепов собственной разработки и производства. Модули соответствуют ставшим уже классическими канонам: колесные тележки соединяются продольно и поперечно и из модулей, как в конструкторе. Можно собрать автопоезд под конкретный груз, состоящий из колесных тележек, гусака или тягово-сцепного устройства и специальных площадок, рам, поворотных столов для фиксации груза массой до 600 т.
Для гидравлической маятниковой подвески модулей характерен большой ход ±300 мм и угол поворота осевых агрегатов до ±70°, что позволяет преодолевать маршрут с перепадами высот, уклонами, сохраняя при этом горизонтальное положение площадки, а также успешно маневрировать в стесненных условиях.
Для фиксации груза используют упоры, а также специальные поворотные столы, гидравлика которых позволяет поворачивать колеса модуля по траектории движения автопоезда след в след. Столы выдерживают нагрузку до 300 т и значительно облегчают маневрирование с грузом длиной более 30 м.
Столы применяются и в одной из недавних новинок в линейке модульных тележек SPECPRICEP, предназначенной для перевозки крупногабаритных неделимых грузов массой до 180 т и длиной до 45 м. Модуль состоит из двух трехосных тележек с поворотными столами. Универсальность конструкции позволяет использовать эту модель для транспортировки всех возможных длинномерных самонесущих грузов, с легкостью преодолевая любые участки пути.
Для перевозки лопастей SPECPRICEP предлагает раздвижные полуприцепы, в частности, с тремя секциями раздвижения: длина платформы поэтапно составляет 26, 33 и 40 м. Процесс сдвижения-раздвижения рамы продуман до мелочей. Для удобства управления и регулировки длины платформы через каждый метр производится блокировка с помощью пневмопривода. Кроме автоматического предусмотрено и принудительное управление осями с помощью пульта дистанционного управления. Благодаря ему при повороте в местах с ограниченным пространством и в сложных условиях движения полуприцеп, несмотря на длину, сохраняет маневренность. В комплектацию также входят выдвижные уширители и коники до 3000 мм, что позволяет перевозить различные по характеру грузы. Элементы конструкции обработаны цинкосодержащим грунтом, что препятствует распространению коррозии.
SPECPRICEP располагает всем необходимым для изготовления моделей различной конфигурации, грузоподъемности и широкого спектра применения. Упор на разработку собственных конструкторских решений и индивидуальный подход сделали компанию привлекательной для перевозчиков.
Альтернативная энергетика не получила у нас достаточного распространения, так как без государственных дотаций она не способна конкурировать с энергетикой традиционной. Более активному ее распространению могут способствовать появившиеся на рынке реновированные ветрогенераторы, то есть которые отработали свой срок в Европе, получили предпродажную подготовку и теперь продаются у нас. Если же случится такое, что на ветрогенераторы возникнет спрос, для их перевозки есть все необходимые технические средства.
