风力发电机组支撑系统（风电机组课件）

1塔架的结构支撑系统2基础的结构3机舱与机舱座4支撑系统的维护塔架所受的力风速梯度分布产生的力风产生的推力叶片旋转产生的扭矩重力本身对塔架产生的扭矩因此风区在塔架的设计中很重要塔架采用的标准1）筒形钢塔塔架从结构上又可分为三种这种结构简单，容易加工，安装方便。但存在运输问题塔架在运输过程中，因振动致使法兰与筒体焊接产生的内应力部分松弛，导致法兰变形。因此为了防止塔架法兰在运输过程中变形，法兰平面必须采用十字支撑或米字支撑配合销固定联接。塔架采用的标准1）筒形钢塔塔架从结构上又可分为三种2）桁架结构塔架这种结构简单，容易加工，安装方便。但存在运输问题这种塔便于运输，节省材料，相比较筒形塔，其本身有较大的阻尼。但维护较大，防腐要求较高。但影响视觉美观，许多国家禁止使用这种塔。印度SUZLON公司使用这种塔。塔架采用的标准1）筒形钢塔塔架从结构上又可分为三种2）桁架结构塔架这种结构简单，容易加工，安装方便。但存在运输问题这种塔便于运输，节省材料，相比较筒形塔，其本身有较大的阻尼。

3）混凝土式塔架

结构简单，不存在固有频率，无需防腐，但施工较困难，当风力发电机使用寿命完成后，较难清运。塔架设计关键因素1）高度风速与距地面高度有关塔架高度的确定也与地形地貌有关越高，获取的风能越多，机组容量越大，发电量越多。但是塔架越高，需要材料越多，造价高，同时运输、安装和维护问题也越大。塔架最低高度：

陆地地表粗糙，风速随高度变化缓慢，需要较高的塔架，而海平面相对光滑，风速随高度变化大，因此同样容量的机组，塔架高度相对较小。塔架设计关键因素2）刚度塔架是属于细长结构

共振问题除了强度问题，还存在稳定性问题。塔架在运行中承受交变动载荷。载荷类型按照载荷源分类空气动力载荷：取决于转子旋转平面处的平均风速和湍流状态、风力机叶片转速、空气密度、风力机部件的气动结构及其相互作用等因素。重力和惯性载荷：由重力、振动、旋转以及地震等引起的静态和动态载荷。操作载荷：在风力机运行和控制过程中产生的载荷。如发电机负荷控制、偏航、变桨以及机械刹车过程产生的载荷。其它载荷：诸如尾迹载荷、冲击载荷、覆冰载荷等。载荷类型根据时变特征不同分类静态载荷：指不随时间变化的载荷，如平均风引起的气动载荷、叶片内离心力、作用在塔架上的机组重量等。动态载荷：指幅度随时间变化的载荷，包括：循环载荷冲击载荷随机载荷

探伤焊接结构件的失效形式80%以上是由焊缝的缺陷造成的,因此对焊缝的探伤尤为重要。探伤方法的选用

a.超声波探伤(适用于焊透的焊缝)c.磁粉探伤(适用于非焊透的焊)

b.射线探伤(适用于焊透的焊缝)塔架防腐1）底漆：底漆普遍使用环氧富锌底漆，该漆对工艺要求不是象无机富锌底漆那么高，易于操作和控制，又能满足牺牲阴机的保护法。塔架的防腐方式

塔架防腐采用喷砂除锈,再分三层喷漆防腐,其寿命不低于15年,20年内腐蚀深度不超过0.5mm。塔架涂料配套组合分为底漆、面漆、中间漆。在配套组合中不同的漆其功用不同。2）中间漆：采用聚酰胺环氧漆，该层漆强度高，抗冲击、抗磨损。3）面漆：采用聚氨脂面漆，该层漆可防紫外线。针对沿海和西北地区的不同气候条件在涂料配套组合中其主要差别在于中间漆的不同。塔架的生产切割钢板塔架的生产筒体卷制

焊接

塔架的生产喷漆

探伤

塔架的内部塔架的内部塔架的内部塔架的内部塔架的内部塔架的内部塔架的内部基础基础外形为正八边形基础外形基础施工基础环安装基础环连接基础与塔架海上风电近海风电技术－基础通常在海上场址附近的码头用钢筋混凝土建造沉箱基础，然后将其漂到安装位置，并用沙砾、混凝土、岩石或铁矿石等装满以获得必要的重量，最后使用特殊驳船将其沉人海底。重力基础最常见的形式是钢筋混凝土重力沉箱。海上风电海上风电技术－基础单桩基础单桩基础由焊接钢管组成。单桩基础由液压锤撞击入海床。单桩基础的长度与土壤强度有关。 结构简单，易于安装，是目前最常用的基础形式。海上风电海上风电技术－基础多脚架基础广泛地应用在海洋石油工业中。采用标准的多脚支撑结构，由圆柱钢管构成。每个脚的底部分别通过各自钢柱基础被固定在海床上，其中心轴提供了塔筒的基本支撑，同时增强了周围结构的刚度和强度。海上风电不同类型基础的优缺点和适用水深重力基础单桩基础多脚架基础优点建造、安装技术成熟；刚性塔筒基础。无需海床整理；制造相对简单。适用于更深的海域；无需或只需少量的海床整理。缺点需要海床整理；体积和重量大；拆除难。要求专用安装设备；适用水深范围大。不适用于浅海域；多脚结构增加冰载荷，使船只难以靠近。适用水深0－10米0－30米>20米海上风电

美国等国家正在研究浮动平台基础，可适用于50米以上的水深。浮动平台基础机舱与机舱座机舱罩体结构罩体结构轮毂导流罩罩体结构轮毂罩体机舱座

机舱座在风力发电机组中起着承上启下的重要作用机舱座

机舱座带齿轮箱的机组机舱座直驱机组机舱座支撑系统的维护1.塔架检查螺栓是否断裂、丢失。检查预紧力是否下降。检查法兰之间连接是否有无缝隙。检查橡胶密封条是否损坏，接头处是否有缝隙、固定是否完好。检查关闭的门是否能够保证从内部打开。检查所有与塔筒壁的连接和梯子各部分之间的连接是否紧固。检查攀爬保护系统的钢丝绳或滑轨有无受损。钢丝绳连接点的螺栓是否紧固。检查塔筒内的照明系统是否全部完好。检查电缆连接处和电缆护套是否有擦破的痕迹。检查电缆是否接牢，电缆连接处收缩软管是否损坏。支撑系统的维护2.基础检查塔架基础是否干燥和清洁。检查混凝土结构有无受损痕迹。检查电缆接入口是否密封完好。检