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超高柔性塔架風險點介紹

  超高柔性塔架,即高度在110m以上,塔筒固有頻率與風輪轉速的1P存在交點,且塔架主體以結構鋼為主的塔架。在超高柔性塔架的應用中,需要注意的風險點很多,著重介紹下面幾點:

  1、渦激振動

  當流體經過一個圓形截面物體后,會在物體后面形成不對稱交叉排列的層流渦街,由于漩渦脫落,在結構中會產生垂直風向的水平干擾力。當渦街激發頻率與塔架頻率相近,則會引起塔架渦激共振,若共振不能及時抑制,會引起災難性后果。

  對于渦激振動的預防,可以在塔架中添加多種方案的破渦結構來破壞渦街形成,以避免渦激振動對機組產生破壞。所以,渦激振動會使風機安裝及前期維護要求非常高。

  2、設計安全裕度

  塔架固有頻率與風輪轉動頻率存在交點,超高柔塔控制程序比常規塔架要求高,要求更精確的控制算法與策略。而隨著控制程序的復雜化,其出現故障的概率也隨之增加。

  由于目前風電行業競爭激烈,為了提高方案經濟性,各整機廠在降成本方面各顯神通,降重方案層出不窮。在應用中,建議秉承“強柱弱梁”的基本思想,降低出現倒塔的風險。

  3、制造及安裝質量

  超高柔性塔架較傳統剛性塔架有更大的載荷。這就對制造及安裝提出更高的要求。在制造階段,材料缺陷與制造誤差不可避免;在安裝階段,安裝質量同樣難以完美。而材料與產品缺陷會隨著材料用量的增多而積累。超高塔架出現缺陷概率必然比常規塔架要高。這就要求超高塔架具有更嚴格的工藝控制要求。

  在塔架結構中,法蘭聯結位置是最容易出現問題的位置。在吊裝過程中,保證法蘭螺栓擰緊力矩是至關重要的,由于多方面的不確定性,在實際施工中,法蘭螺栓的預緊力往往難以保證,對機組運行產生重大隱患。

  目前國內風電行業競爭加劇,超高柔性塔架發展迅速,也出現了一些問題,如我國江蘇省和山東省的某些風電場中,就疑似發生了超高柔性塔架的倒塔事故,雖然事故原因未經官方宣布,但可能與上述風險點有關,不得不引起行業注意。

  所以,超高柔性塔架的發展并非一帆風順,需要行業共同努力一起克服上述風險點,來推動行業技術進步。

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