當前位置: 東方風力發電網>談技術 >技術應用 > 為啥風機塔筒高度不是隨意定制化

為啥風機塔筒高度不是隨意定制化

2023-11-22 來源:中國東盟報道 瀏覽數:411

故事背景業主甲:我想要118.88m的塔筒,“要要發發發”,聽起來就吉利。廠家乙:親,沒有的哦,咱們這款風機塔筒只有110m、120m

故事背景

業主甲:我想要118.88m的塔筒,“要要發發發”,聽起來就吉利。

廠家乙:親,沒有的哦,咱們這款風機塔筒只有110m、120m和140m的哦。

業主甲:你們不是宣稱機組可以定制化的嗎?

廠家乙:親,不是隨意定制的哦。我們可以提供幾個方案供您選擇。其余的塔筒方案可能會引發共振,有倒塔的風險呢。

現實案例

設計院的朋友應該都清楚,廠家提供的方案中塔筒并不是隨意定制化,以20x葉輪直徑的機組為例,通常塔筒高度以115m、120m、140m為主。解釋原因通常是為了避免風機葉輪1P、3P共振,因此避開了一些塔筒的設計高度。

如果風機產生共振,還是比較危險的,重則會出現倒塔的嚴重事故發生。(共振的危害可參考虎門大橋和深圳賽格大廈事件)

原因剖析

要想了解風機塔筒不能實現高度定制化的原因,需要先了解以下幾個定義。

下圖為坎貝爾圖-柔塔頻率示意圖。從圖中可以看出,剛性塔架自有頻率在葉輪一階頻率(1P)以上,柔性塔架自有頻率在葉輪一階頻率1P以下。


原因剖析

柔性塔筒:塔筒的一階自然頻率與葉輪旋轉一階頻率(1P)相交或者小于1P時,這樣的塔筒叫作柔性塔筒。

剛性塔筒:塔筒的一階自然頻率在葉輪旋轉一階頻率(1P)以上,叫作剛性塔筒。

需要說明的是,柔性塔筒和剛性塔筒,都是全鋼塔筒,都是由鋼材制作,外觀并無差異。

現在大兆瓦機組的塔筒高度都大于100m(葉輪直徑在17x~18x以上機組),而100m以上高度的全鋼塔筒通常被設計為柔性塔筒。

早期的較小風電機組(如1.5MW~2MW)塔筒高度一般在100m以下,這些較小風電機組的全鋼塔筒通常為剛性塔筒。如果當前使用較多的100m以上高度的全鋼塔筒也設計為剛性塔筒,則剛塔的用鋼量相較于柔塔形式會大大增加(90米高的傳統塔架一般重約200余噸,120米高則已接近600噸),這是不經濟的且也不符合行業集約、綠色(目前鋼鐵行業屬于高耗能行業)且高效(產品重量較大,不利于機組大型化發展)發展的初心。

主流水平軸風電機組有三個葉片,當每個葉片旋轉至最下方(即與塔筒平行)時,均會對塔筒產生一次激勵,塔筒受到的主要激勵頻率為葉輪轉頻與葉片通過頻率(一階頻率簡稱1P、三階頻率3P)。若1P、3P與塔筒固有頻率過于接近,即引發共振,導致塔筒振動偏大。

在國標GB/T19072-2003《風力發電機組塔架》中規定:塔架工作狀態下的固有頻率必須在大于葉輪頻率1階(1P)的10%和小于葉輪3階(3P)的10%的范圍內。

解決方案

采用柔塔技術的風機為避免產出共振現象,通常采取的措施:

1.當葉輪轉動頻率接近塔筒自有頻率時,控制葉輪轉速,直到風速較大,轉速明顯高于共振點時,控制葉輪直接跳過共振頻率進行高轉速運行;

2.塔筒內增加阻尼裝置,降低塔筒振動,改變塔筒自身固有頻率。(可參考深圳賽格大廈采取的措施)

雖可采取多種方式避免柔塔機組出現共振現象。但畢竟柔塔塔架頻率與葉輪一階頻率(1P)在同一范圍內,如果塔架高度過多,則針對每個塔架高度均需定制化控制策略,成本將會大大增加,相較于幾款塔筒高度的成熟化產品,也會因為產品形式過多,帶來更大的不確定性風險。

混塔技術,即混凝土塔筒段+剛性塔筒段技術,相較于柔性塔架,則解決了共振問題?;焖夹g由于混凝土段和剛性塔筒段的剛性均比較大,不存在共振風險,也降低了風機渦激振動即機艙晃動幅度大的風險。

那混塔形式相較于柔塔形式優勢很多,那未來是不是混塔會取代柔塔呢?目前看來不會。由于混塔形式在較低高度(如110~140m區間)的成本相較柔塔形式并無優勢;且混塔在現場吊裝、安裝、施工工藝和等方面要求較高,且安裝進度也比柔塔明顯要慢得多,以及混塔安全性等問題也需時間去考驗。在140m輪轂高度及以上的項目中,因為柔塔技術成本過高,且存在較多的技術難題,因此基本以混塔形式為主。


閱讀上文 >> 比爾·蓋茨支持的一種新型風力發電技術
閱讀下文 >> 風力發電機的原理及應用是什么?

版權與免責聲明:
凡注明稿件來源的內容均為轉載稿或由企業用戶注冊發布,本網轉載出于傳遞更多信息的目的,如轉載稿涉及版權問題,請作者聯系我們,同時對于用戶評論等信息,本網并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性;


本文地址:http://www.al-hams.com/tech/show.php?itemid=32328

轉載本站原創文章請注明來源:東方風力發電網

按分類瀏覽

點擊排行

圖文推薦

推薦談技術

久久久这里只有国产中文精品17|久久人做人爽一区二区三区|国内精品久久久久久精品电|精品久久久久无码字幕|玖玖月日本美女38|免费永久黄色网址