电力塔3：用于风力涡轮机作业的大型塔式起重机

在考察了用于风力涡轮机安装的较为传统的塔式起重机设计之后，本系列的最后一部分将探讨一个可能被视为较为非正统的概念的例子。

由于风力发电场通常位于偏远地区，交通不便。为了缓解这一问题，应尽量减少需要运输到现场并进行组装、安装、拆卸和运走的设备数量。通过将起重机连接到正在建造的风力发电机塔筒上，可以显著减少风力发电机安装起重机的运输体积。

基于此原理，瑞典Skyrex公司开发了一种获得专利的先进起重机设计。该模块化系统允许吊钩下高度达到210米。在9米半径范围内，起重能力为150吨。根据臂架配置的不同，最大作业半径在16米至21米之间。

将外部爬升式塔吊连接到正在建造的风力发电机塔筒上的想法并不新鲜。采用自爬升设计来大幅减少索具空间需求的想法也并非新颖。然而，不同之处在于，起重机桅杆可以以灵活的方式锚固到风力发电机塔筒上。这样做的目的是尽可能减少塔吊向风力发电机塔筒传递的载荷。因为这会对风力发电机塔筒的设计产生重大影响。大多数设计师在任何情况下都倾向于采用自支撑式（即独立式）起重机方案。

独特功能

凭借其革命性的全新专业塔式起重机概念，Skyrex 克服了以往的种种障碍。该起重机的两项专利设计独一无二，具体如下：

1）连接支撑的设计方式是将起重机固定在风力涡轮机塔筒外壳的任何部分，而无需在风力涡轮机塔筒本身上设计结构螺栓连接。

2). 起重机在有负载和无负载的情况下保持平衡，以避免起重机桅杆系统受到任何弯曲力，从而避免对风力涡轮机塔架产生侧向载荷。

连接支撑结构设计为围绕起重机桅杆的三个框架。这些框架可在桅杆弦杆旁的滚轮上自由移动，并由桅杆顶部的外部起升绞车引导。用于夹紧塔架结构的夹紧组件集成在与风力发电机塔架连接的梁中。

这意味着，当起重机爬升到下一个必要的连接支撑层时，始终至少有两个支撑结构，每个支撑结构都包含两个柔性臂和绳索操作的夹紧装置，这些装置将压板压在风力发电机塔筒的外表面上，以固定起重机桅杆。通过在两个层面上夹持风力发电机塔筒，其中一个支撑单元可以在起重机升起之前自由移动到风力发电机塔筒的任何所需位置。

取得平衡

第二项重大改进是上部起重机设计中独特的平衡装置。在回转平台上，吊臂可通过齿轮齿条系统前后移动。此外，吊臂内部的配重也可同时前后移动。

在某种程度上，这一概念可以追溯到20世纪60年代著名的SGME K系列起重机。其绳索系统允许配重位置随吊臂运动而变化。然而，对于Skyrex起重机而言，其鞍形吊臂设计原理、可移动小车以及可移动配重和吊臂的独立操作，都是重大改进。这些改进得益于现代电动转向和监控装置的应用。

在风力涡轮机安装应用中，当负载较重时，吊臂会缩回靠近塔架的位置。同时，配重会移至吊臂后方。当负载较轻时，配重会移至吊臂前方；而当吊臂伸出距离较长且负载较小时，吊臂会向前移动，同时配重也会移动以平衡负载力矩。

这意味着配重和吊臂相对于起重机的桅杆同时沿相反方向移动。这项获得专利的上部起重机设计的优势在于，可以根据吊装的负载和吊臂相对于桅杆的位置来平衡起重机。

吊臂由两个方形部分组成，便于运输。吊臂内部装有起升绞车。

攀登

为了确保安全爬升，该起重机采用底部爬升设计。额外的塔筒节段插入爬升笼中，爬升笼周围环绕着四个同时运行的液压千斤顶。这意味着无需在高空进行危险的顶升作业。为了在塔筒顶升作业期间保持起重机与风力发电机塔筒的连接，连接支撑框架配备了沿塔筒角移动的滚轮。该起重机设计的一个重要特点是，与传统的欧洲式独立式顶部爬升塔式起重机相比，它对风的敏感性更低。塔筒本身由相同的单体节段组成，这些节段沿垂直轴线通过螺钉和螺母夹紧装置连接，安装快捷。

整台起重机只需15辆标准拖车或40英尺集装箱即可运输。与使用传统移动式起重机安装风力涡轮机相比，所需运输量减少了75%。采用高强度钢材也最大限度地减轻了起重机的重量。

为了缩短安装时间，塔式起重机底座部分采用整体式设计，并配备可折叠支腿进行运输。这些支腿可通过液压千斤顶抬起，从而将标准拖车从门式起重机底座下方移走。起重机的初始安装仅需一台中型汽车起重机。

起重机开始爬升时，它能够依靠自身的吊钩来吊装需要插入塔基的附加桅杆节段，从而实现自主作业。根据动力源的不同，它可以采用电力驱动，也可以通过动力单元或遥控方式运行。

斯堪的纳维亚起源

2021年，维斯塔斯成为Skyrex的积极合作伙伴。其首次测试作业在丹麦和瑞典成功进行。

这款起重机的技术特性及其低廉的运输成本都非常出色。它是一款高度专业化的设备，因此仅限于风力涡轮机的安装作业。与本系列三篇文章中讨论的其他塔式起重机不同，Skyrex 无法改装成用于一般建筑工程的重型塔式起重机。

我们还需要拭目以待，看看这种小众市场的起重机能否被起重机租赁公司接受，还是会始终停留在原型阶段。本报告第一部分和第二部分介绍的其他起重机可以轻松改装，用于风力涡轮机安装行业以外的重型起重作业。它们集成的快速安装和运输功能将在不久的将来成为高端重型塔式起重机设计的标配。