風力發(fā)電機組支撐系統(tǒng)（風電機組課件）

1塔架的結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)2基礎的結(jié)構(gòu)3機艙與機艙座4支撐系統(tǒng)的維護塔架所受的力風速梯度分布產(chǎn)生的力風產(chǎn)生的推力葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩重力本身對塔架產(chǎn)生的扭矩因此風區(qū)在塔架的設計中很重要塔架采用的標準1）筒形鋼塔塔架從結(jié)構(gòu)上又可分為三種這種結(jié)構(gòu)簡單，容易加工，安裝方便。但存在運輸問題塔架在運輸過程中，因振動致使法蘭與筒體焊接產(chǎn)生的內(nèi)應力部分松弛，導致法蘭變形。因此為了防止塔架法蘭在運輸過程中變形，法蘭平面必須采用十字支撐或米字支撐配合銷固定聯(lián)接。塔架采用的標準1）筒形鋼塔塔架從結(jié)構(gòu)上又可分為三種2）桁架結(jié)構(gòu)塔架這種結(jié)構(gòu)簡單，容易加工，安裝方便。但存在運輸問題這種塔便于運輸，節(jié)省材料，相比較筒形塔，其本身有較大的阻尼。但維護較大，防腐要求較高。但影響視覺美觀，許多國家禁止使用這種塔。印度SUZLON公司使用這種塔。塔架采用的標準1）筒形鋼塔塔架從結(jié)構(gòu)上又可分為三種2）桁架結(jié)構(gòu)塔架這種結(jié)構(gòu)簡單，容易加工，安裝方便。但存在運輸問題這種塔便于運輸，節(jié)省材料，相比較筒形塔，其本身有較大的阻尼。

3）混凝土式塔架

結(jié)構(gòu)簡單，不存在固有頻率，無需防腐，但施工較困難，當風力發(fā)電機使用壽命完成后，較難清運。塔架設計關(guān)鍵因素1）高度風速與距地面高度有關(guān)塔架高度的確定也與地形地貌有關(guān)越高，獲取的風能越多，機組容量越大，發(fā)電量越多。但是塔架越高，需要材料越多，造價高，同時運輸、安裝和維護問題也越大。塔架最低高度：

陸地地表粗糙，風速隨高度變化緩慢，需要較高的塔架，而海平面相對光滑，風速隨高度變化大，因此同樣容量的機組，塔架高度相對較小。塔架設計關(guān)鍵因素2）剛度塔架是屬于細長結(jié)構(gòu)

共振問題除了強度問題，還存在穩(wěn)定性問題。塔架在運行中承受交變動載荷。載荷類型按照載荷源分類空氣動力載荷：取決于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)平面處的平均風速和湍流狀態(tài)、風力機葉片轉(zhuǎn)速、空氣密度、風力機部件的氣動結(jié)構(gòu)及其相互作用等因素。重力和慣性載荷：由重力、振動、旋轉(zhuǎn)以及地震等引起的靜態(tài)和動態(tài)載荷。操作載荷：在風力機運行和控制過程中產(chǎn)生的載荷。如發(fā)電機負荷控制、偏航、變槳以及機械剎車過程產(chǎn)生的載荷。其它載荷：諸如尾跡載荷、沖擊載荷、覆冰載荷等。載荷類型根據(jù)時變特征不同分類靜態(tài)載荷：指不隨時間變化的載荷，如平均風引起的氣動載荷、葉片內(nèi)離心力、作用在塔架上的機組重量等。動態(tài)載荷：指幅度隨時間變化的載荷，包括：循環(huán)載荷沖擊載荷隨機載荷

探傷焊接結(jié)構(gòu)件的失效形式80%以上是由焊縫的缺陷造成的,因此對焊縫的探傷尤為重要。探傷方法的選用

a.超聲波探傷(適用于焊透的焊縫)c.磁粉探傷(適用于非焊透的焊)

b.射線探傷(適用于焊透的焊縫)塔架防腐1）底漆：底漆普遍使用環(huán)氧富鋅底漆，該漆對工藝要求不是象無機富鋅底漆那么高，易于操作和控制，又能滿足犧牲陰機的保護法。塔架的防腐方式

塔架防腐采用噴砂除銹,再分三層噴漆防腐,其壽命不低于15年,20年內(nèi)腐蝕深度不超過0.5mm。塔架涂料配套組合分為底漆、面漆、中間漆。在配套組合中不同的漆其功用不同。2）中間漆：采用聚酰胺環(huán)氧漆，該層漆強度高，抗沖擊、抗磨損。3）面漆：采用聚氨脂面漆，該層漆可防紫外線。針對沿海和西北地區(qū)的不同氣候條件在涂料配套組合中其主要差別在于中間漆的不同。塔架的生產(chǎn)切割鋼板塔架的生產(chǎn)筒體卷制

焊接

塔架的生產(chǎn)噴漆

探傷

塔架的內(nèi)部塔架的內(nèi)部塔架的內(nèi)部塔架的內(nèi)部塔架的內(nèi)部塔架的內(nèi)部塔架的內(nèi)部基礎基礎外形為正八邊形基礎外形基礎施工基礎環(huán)安裝基礎環(huán)連接基礎與塔架海上風電近海風電技術(shù)－基礎通常在海上場址附近的碼頭用鋼筋混凝土建造沉箱基礎，然后將其漂到安裝位置，并用沙礫、混凝土、巖石或鐵礦石等裝滿以獲得必要的重量，最后使用特殊駁船將其沉人海底。重力基礎最常見的形式是鋼筋混凝土重力沉箱。海上風電海上風電技術(shù)－基礎單樁基礎單樁基礎由焊接鋼管組成。單樁基礎由液壓錘撞擊入海床。單樁基礎的長度與土壤強度有關(guān)。 結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝，是目前最常用的基礎形式。海上風電海上風電技術(shù)－基礎多腳架基礎廣泛地應用在海洋石油工業(yè)中。采用標準的多腳支撐結(jié)構(gòu)，由圓柱鋼管構(gòu)成。每個腳的底部分別通過各自鋼柱基礎被固定在海床上，其中心軸提供了塔筒的基本支撐，同時增強了周圍結(jié)構(gòu)的剛度和強度。海上風電不同類型基礎的優(yōu)缺點和適用水深重力基礎單樁基礎多腳架基礎優(yōu)點建造、安裝技術(shù)成熟；剛性塔筒基礎。無需海床整理；制造相對簡單。適用于更深的海域；無需或只需少量的海床整理。缺點需要海床整理；體積和重量大；拆除難。要求專用安裝設備；適用水深范圍大。不適用于淺海域；多腳結(jié)構(gòu)增加冰載荷，使船只難以靠近。適用水深0－10米0－30米>20米海上風電

美國等國家正在研究浮動平臺基礎，可適用于50米以上的水深。浮動平臺基礎機艙與機艙座機艙罩體結(jié)構(gòu)罩體結(jié)構(gòu)輪轂導流罩罩體結(jié)構(gòu)輪轂罩體機艙座

機艙座在風力發(fā)電機組中起著承上啟下的重要作用機艙座

機艙座帶齒輪箱的機組機艙座直驅(qū)機組機艙座支撐系統(tǒng)的維護1.塔架檢查螺栓是否斷裂、丟失。檢查預緊力是否下降。檢查法蘭之間連接是否有無縫隙。檢查橡膠密封條是否損壞，接頭處是否有縫隙、固定是否完好。檢查關(guān)閉的門是否能夠保證從內(nèi)部打開。檢查所有與塔筒壁的連接和梯子各部分之間的連接是否緊固。檢查攀爬保護系統(tǒng)的鋼絲繩或滑軌有無受損。鋼絲繩連接點的螺栓是否緊固。檢查塔筒內(nèi)的照明系統(tǒng)是否全部完好。檢查電纜連接處和電纜護套是否有擦破的痕跡。檢查電纜是否接牢，電纜連接處收縮軟管是否損壞。支撐系統(tǒng)的維護2.基礎檢查塔架基礎是否干燥和清潔。檢查混凝土結(jié)構(gòu)有無受損痕跡。檢查電纜接入口是否密封完好。檢