風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)與制造姚興佳第6章-文庫(kù)吧資料
2025-01-12 18:12本頁(yè)面
【正文】 于高度超過(guò) 30米的錐形鋼筒塔架，通常需要分段制作加工，每段長(zhǎng)度一般不超過(guò) 3米。因?yàn)樗秸駝?dòng)位移相對(duì)于整個(gè)塔架高度很小，可以假定質(zhì)量塊只在水平一個(gè)方向上產(chǎn)生振動(dòng)，整個(gè)風(fēng)輪和機(jī)艙部件的質(zhì)量大而且比較集中，可以簡(jiǎn)化成一個(gè)位于塔架頂部的集中質(zhì)量塊，而塔架高度遠(yuǎn)大于塔筒直徑，可以簡(jiǎn)化為底部固定的等截面彈性梁－懸臂梁，如圖中 b）所示。機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中，受風(fēng)載荷和機(jī)組運(yùn)行中產(chǎn)生的各種載荷（重力載荷、慣性載荷等）的作用，各個(gè)部件將產(chǎn)生振動(dòng)。圖中 a）為機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化示意。 Jmin—塔架頂部截面慣性矩 Jmax—塔架根部截面慣性矩 H—塔架高度 γ2—塔架根部截面的慣性半徑 2?一般而論，相對(duì)于其他 幾何形狀截面形式，管狀構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度極限較低。但有時(shí)滿足固有頻率的要求可能并不經(jīng)濟(jì)，可以通過(guò)調(diào)整輪轂高度的方式解決。但根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)需要設(shè)計(jì)塔架在極限強(qiáng)度時(shí)，往往其固有頻率與葉片通過(guò)頻率會(huì)處于同一量級(jí)。 4．結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中的固有頻率約束問(wèn)題 如前所述，塔架結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)的前提，首先需要考慮相關(guān)結(jié)構(gòu)的一階模態(tài)固有頻率約束問(wèn)題。 地腳螺桿通常需要以某種方式錨入地基中，其抗傾覆力矩的能力取決于沿上風(fēng)向側(cè)塔筒呈半圓分布螺栓組的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 軸向載荷作用位置在螺栓和預(yù)緊法蘭之間，與傳力路徑剛度成比例 。 由于現(xiàn)場(chǎng)的就地焊接會(huì)帶來(lái)很多問(wèn)題，故目前多采用螺栓連接的分段塔筒結(jié)構(gòu)方案，而相關(guān)的連接和組裝等設(shè)計(jì)問(wèn)題需要認(rèn)真解決。分段鋼筒的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不僅要考慮滾彎設(shè)備的能力，還應(yīng)考慮公路運(yùn)輸?shù)耐ㄟ^(guò)允許直徑。塔架頂部的結(jié)構(gòu)參數(shù)（如筒直徑、壁厚）主要考慮偏航軸承的結(jié)構(gòu)要求；塔基的結(jié)構(gòu)尺寸通?？紤]鋼筒的強(qiáng)度以及剛度要求；塔架中間段的壁厚通常可采用塔基和塔頂壁厚值間的內(nèi)插。 根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，開(kāi)展工程設(shè)計(jì)，形成設(shè)計(jì)詳圖和設(shè)計(jì)技術(shù)文件，提供制造依據(jù)。 利用材料力學(xué)、彈性力學(xué)等固體力學(xué)理論，對(duì)塔架進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性方面的校核，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改，以確定滿足設(shè)計(jì)要求的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。 應(yīng)注意，塔架的總體可采用剛性和柔性兩種不同的形式結(jié)構(gòu)方案。 塔架載荷計(jì)算的坐標(biāo)方向 例如： VESTAS V52850機(jī)組，額定功率： 850kW；設(shè)計(jì)塔高：65m 載荷狀況 ： 發(fā)電狀態(tài)下出現(xiàn)極端湍流條件時(shí)的極限載荷； 載荷狀況 ： 停機(jī)和故障狀態(tài)下的極端風(fēng)速模型 ； 載荷狀況 ： 風(fēng)電機(jī)組處于停機(jī)或空轉(zhuǎn)狀態(tài)，考慮極端風(fēng)速模型條件的塔架載荷。 2） 疲勞載荷：塔架構(gòu)件能夠承受交變載荷次數(shù)的能力。 3） 最大運(yùn)行載荷 ：額定風(fēng)速下正常運(yùn)行載荷的 2倍。 Ad —風(fēng)輪的掃掠面積 212a s t b sF C A v N???? ????1as dF P A?1） 風(fēng)載條件 ：風(fēng)速 65m/s, 風(fēng)輪停轉(zhuǎn)，葉片順槳，風(fēng)向沿機(jī)艙橫向作用在塔架上。如功率變化、偏航、變槳以及制動(dòng)產(chǎn)生的載荷。 1） 風(fēng)輪等
教學(xué)教案相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1