浅谈风力发电厂塔筒吊装垂直度控制

摘要：随着世界各国节约能源风潮的掀起，我国也开始致力于能源的节约和开发，而无污染的能源更是世界各国所期待的。文章主要讲述了风力发电厂塔架的吊装及塔架的力学分析，并简述了风力发电厂相关设备的管理及风力发电机组相应技术的发展情况。

关键词：风力发电厂；塔架吊装；塔架力学分析；垂直度控制

中图分类号：TU721 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）33-0108-02

随着世界各国节约能源风潮的掀起，我国也开始致力于能源的节约和开发，而无污染的能源更是世界各国所期待的。而风力发电正符合了这些要求，它不仅无污染，而且可以无限地发电，但是我国的风力发电厂还没有真正的成熟，还是要从国外进口许多大型设备，但是我们必须真正做到靠自己的力量来建设我们自己的风力发电站。

一、风力发电厂塔架的吊装

风力发电站机组的吊装有许多的要求，也分为不同的步骤进行，在安装时一定要按照安装的安全要求和使用方法进行安装设备，保证安装时人员的安全和安装时设备符合要求。

（一）吊装安装时的安全要求

1．在吊装现场的要求：安装设备的工作人员必须是经过安全培训过的，并且安装时现场除了指挥人员需要一直在现场之外，其他无关的人员一律退出现场，配合调度；现场的工作人员必须穿戴安全装置，并且在雷雨天气禁止安装工作，现场不得人员停留。

2．在搬运和起吊时的要求：在没有特殊情况下时，必须搬运和起吊必须要靠机械进行工作，而且搬运起吊之前要检查设备的合格情况，查看设备的负荷量是否能在所承受的范围，还有就是吊车的工作人员必须有上岗证且符合工作要求。

3．在接近风机时的要求：雷雨天气时不得有人员接近风机，在雷雨天气过去1个小时左右才能进入；进行固定时塔架门要在完全打开，并且吊物时，其周围要确保无人，以保证人员的安全。

4．在风机内部的要求：工作人员需要穿戴安全装置攀爬塔架，安全装置一定要检查仔细，避免有破损的情况，攀爬时要随时检查是否固定牢固，以免发生安全事故，并且吊装要在风力一定的范围内进行，以保证安全；在外部工作时要系好安全带，工作工具放在安全位置；工作时必须两人以上共同进行，并且使用对讲机等保持联系。

（二）风力发电机组吊装的步骤

风力发电机组吊装的步骤包括电控柜的吊装，塔架、机舱、发电机、叶轮的吊装及辅助部件的安装等。各种器械安装时要严格按照要求进行工作，检查设备是否符合要求，确保现场的安全。

二、塔架的力学分析

塔架在整个风力发电机组的作用主要就是支撑机舱和叶轮，然后把这些部件送到一定的高度以便使整个系统运行，从而得到一定的能量来驱动叶轮和带动发电机发电。在整个风力发电机组中，塔架为了保证各机组能够正常的运行必须要有符合要求的刚度和强度，而且还要保证机组在一些恶劣的外界条件下能够安全的运行，并且塔架为了避免风向的不稳定性和机组所受影响的动态性必须要有足够的抗疲劳的能力，只有这样才能成为整个机组的基础。而目前的塔架为了满足高度和刚度还有强度的要求，并且还要尽量地减轻重量以达到降低成本的要求一般都会设计成为柔性塔。其一阶固有频率一般都会比叶轮的旋转率大，大约在1～3倍之间，因此在设计机组时还要把塔架和叶轮之间的共振情况考虑进去。在分析塔架时为了满足塔架的要求必须要考虑的还有静强度、屈曲和模态及疲劳度。在风力机塔架的使用过程中，由于塔架的圆锥状结构，塔的屈曲要能够承受极限破坏。对一般大型的风力机塔架钢结构而言，其屈曲一般可以采用材料力学的方法进行研究，就是在计算时将塔架看成细杆或者是悬臂梁，但是这种方法是有局限的，其只能得出一个估算值，估算之后还要用工程学算法和有限元算法进行进一步的计算。一般来说工程算法可以按照国外的公式进行设计，但是这有一个缺点,就是我国风力机的实际情况与国外的是不一样的，所以公式也不能照搬照抄，我们还需要根据我国风力机的实际情况将一些公式进行调整，然后应用于我国的风力机组的设计分析。在分析最后，还要验证结果的可靠性这就需要使用刚才说的有限元方法，而且风力机组的分析设计必须经过大量的论证才能得到一个较好的结果。

三、设备的管理

（一）实用配件的使用

风力机组的设计分析过程固然很重要，但是一些相关的设备配件的管理也是需要技术和能力的。设备器械的正确维护和管理能够保证风力机组的安全运行，也能提高设备的使用率，减少使用经费。一般的大型器械都是从国外进口的，所以都会一次性购买几年的设备，然后保存起来以便以后工作中的使用。而为了避免一些部件因为长期存储而受损，所以对这些长期存储的设备要定期的检查，如发现有损伤的器械，一定要进行及时的检修，如果损坏程度达到一定的地步，要进行更换，一定不要因为费用的问题而不采取措施，否则后果会更加的严重。对于一些进口的配建或者是设备，要进行相应的整改以符合我国风力机组的要求；而且对一些进口产品要尽量在国内生产，以减少运输的成本。

（二）设备的使用管理

一些工具设备要按照操作规程正确的使用，并且要保持设备的清洁，对一些重要的设备要安排专门的负责人，对一些有损伤的设备要及时的修复并且妥善保管。

对于一些损伤严重的工具，如果不能修复要及时的申请报废，但是要符合一些条件：工具的使用年限超出使用范围，并且没有修复价值；损伤严重无法修复的。对于工作人员要进行相应的培训，符合要求的工作人员才能上岗工作，对于损坏工具的人员要以教育为主，惩罚为辅方式对待。

（三）对储藏设备的库房管理

风力发电厂一般处在比较特殊的环境中，所以其设备和器械的保存也是有相当高的要求的。库房的环境必须符合器械设备存放的要求，并且要安装相应的消防措施和防盗系统；在设备存放的过程中要对设备进行定期的检查，以免造成设备的锈蚀而造成设备的损坏甚至是报废。风力发电厂要按照规章管理制度进行设计分析和运行，相关的设备器械也要符合规格要求，并且一定要没有损伤，风力发电厂还要不断地引进新设备和新技术，引进先进的管理技术，以降低生产成本，并且适应时代的发展。

四、发电机组技术的发展

为了降低风力发电机组的生产成本，提高发电机的效率和电能质量，保证风电机的安全可靠运行，所以风力发电机目前会向以下六大方向发展：

1．风力发电机越来越向大型化发展，这样做的好处是可以减少占地面积，降低成本，并且能够提供风力发电机的使用效率。

2．风力机组向变转速方向发展。这样可以使发电机的体积重量和成本减少，从而提高电能的质量。

3．风电机越来越趋近直接驱动。这样可以使能量的损失和噪声减少，提高的风力机组的运行的可

靠性。

4．风力发电机向无刷化发展。这样不仅可以提高系统运行的可靠性，还可以提高发电机的效率。

5．风力发电机越来越趋于智能化。这样可以减少非线性音速的影响。

6．风力发电机越来越趋向微风发电。

风力发电越来越受到人们的广泛关注，而风力发电机组的设计分析技术在我国还不是很成熟，所以我们就需要引进国外的先进设备器械，学习他们的技术，然后学以致用，研究出符合我们自己风力发电技术和设备，并且要加强设备的管理技术，降低生产成本，提高设备的使用率，从而建立真正属于我们自己的风力发电站。

参考文献

[1] 姜福杰．大型水平轴风力发电机锥筒型塔架的有限元分析及优化设计[D]．内蒙古科技大学，2009．

[2] 王勇．浙江省某发电厂2×125MW燃油机组土建工程爆破拆除设计[D]．昆明理工大学，2003．

[3] 李华明．基于有限元法的风力发电机组塔架优化设计与分析[D]．新疆农业大学，2004．

[4] 莫文成．风力发电系统及控制技术[J]．现代企业文化，2010，（9）．