浅析在风力发电机液压系统中应用蓄能器的效果及维护(通用版)

浅析在风力发电机液压系统中应用蓄能器的效果及维护(通用版)
浅析在风力发电机液压系统中应用蓄能器的效果及维护(通用版)

When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors.

(安全管理)

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浅析在风力发电机液压系统中应用蓄能器的效果及维护(通用版)

浅析在风力发电机液压系统中应用蓄能器的

效果及维护(通用版)

导语:生产有了安全保障,才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷,生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时,生产活动停下来整治、消除危险因素以后,生产形势会变得更好。"安全第一"

的提法,决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。

叙述蓄能器在风力发电机械的液压系统中的应用,并对蓄能器进行有效的分类。针对风力发电机中蓄能器的安装、使用及维护进行简单的介绍。

蓄能器是液压系统中进行液压油能量储存的装置,在风力发电机液压系统中承担着重要的作用。风机在执行工作任务时都会采取间歇式的工作方式,驱动叶尖液压缸、高速轴制动器、偏航制动器进行工作。液压泵在进行间歇式工作时可以延长泵和电动机的使用寿命,同时也可以保证整个工作过程保压持续稳定的进行工作。所以要保证蓄能器在工作过程中对液体压力能的有效储存。

1.蓄能器对液压系统产生的作用

1.1.在选择液压泵时可以选择体积较小的,可以更好的发挥辅助能源的作用。

1.2.作为辅助的能源在主要能源消耗殆尽时可以进行适当的补

充,保持压力的稳定性。

1.3.在液压系统回路中可以减少冲击,防止对管路、元件以及相关设备的损害。

1.4.在电力不足或是液压泵停止工作时可以提供应急能源进行安全的工作,保证工作的完整性。

1.5.在相当长的时间内可以维持系统压力,补充系统泄露,使液压泵间歇工作,有效的降低液压油因持续打压而升温,节约能源的同时也延长了液压油的使用寿命,将对液压泵的危害降低到最小程度。蓄能器在回路中的作用可以分为吸收脉动、减少液压冲击、辅助能源、紧急能源、系统保压等。

2.蓄能器的分类

蓄能器在能量储存方式上可以分为三种类型:

2.1.重力式蓄存器

2.2.弹簧式蓄存器

2.3.气体加载式蓄能器

在风力发电机中的蓄能器体积一般都不会很大,压力能的储量也不会很大,在系统中的作用是吸收振动,减少冲击,紧急能源。蓄能器在损坏后液压系统依旧可以进行有效的工作。在系统进行工作时产

生的影响也不是轻易的能感觉到,所以对于蓄能器在液压系统工作过程中产生的作用经常被人们忽略。风力发电机液压系统一般都是安装在高空进行作业,不利于经常性的维护检修。所以一般都会选用体积小、容积大、效率高的气囊式或隔膜式蓄能器。

3.蓄能器在使用过程中的检修与保养

3.1.蓄能器在保养的过程中要按照一定的周期检查氮气压力情况。在维护的时候可以利用截止阀或是压力表进行蓄能器常规的检测工作。在检测的过程中可以先慢慢的将截止阀打开,使液压油在压力的驱使下回流到油箱中。这时压力表的指针也将慢慢的下降,达到一定数值之后就会下降到零数值,压力表上的这个临界数值就是蓄能器的充气压力。也可以在关闭截止阀后再启动液压泵,这时候压力表上显示的压力会突然上升到一定的数值之后再缓慢的上升,这个上升的临界数值就是蓄能器的充气压力。这两种方法都很简单,但是在进行小容量蓄能器充气压力的检测时会受到系统执行元件的影响,检测出来的充气压力值误差很大。出现这种状况的时候问题就不会轻易的检测出来,并且在检测的过程中受到人为因素的影响很大,只能作为一种参考数据进行判断。在压力不足或是补充气体的状态下,有时会出现无法完成充气的状况,气体经由液压系统溢出蓄能器致使气囊破损,

该蓄能器可以通过更换气囊并测试的方式修复,继续使用。

3.2.在液压系统进行工作时,液压泵在瞬时流量时会产生一定的脉动。并且在系统中的一些阀门在长时间的工作中都会有振动现象的产生,这就对液压系统产生一定的干扰,相应的一些参数也就会发生变化,严重的影响到系统的稳定性。在严重的时候会使系统产生强烈的振动,影响工作的正常运行。将蓄能器安装在系统中可以有效的减轻压力脉冲,蓄能器可以吸收高于平均流量中的瞬时流量,并且在平均流量不足时蓄能器也可以将多余的流量补充到系统中,维持系统的正常工作运转。阀门元件影响着流体在管路中的流动方向和流动速度,流体停止流动会产生一定的压力冲击,压力冲击以波的形式在管路中进行流动形成液压冲击,这种压力值平均会高出正常数值的很多倍。压力值升高可能危及到仪表、元件等装置的安全性,从而影响到正常工作,并且会产生大量的噪音和振动,容易使钢管接头松脱、漏油。在系统中安装蓄能器可以有效的减轻液压冲击,减少噪音和振动,降低钢管接头泄露的隐患。

4.蓄能器在使用过程中损坏之后出现的状况

4.1.在没有进行工作要求的前提下,蓄能器损坏将会使液压泵频繁的自行启动、打压。

发电机维护保养操作规程

惠州兴达石化工业有限公司 发电机维护保养操作规程 一、发电机起动前的准备 1)检查柴油机各零部件是否齐全、完整,检查柴油、机油、冷却水液位。 2)检查底盘固定及输出电源联接是否牢固,检查飞轮旋转件附近是否有杂物。 3)检查导线连接是否松动、磨损或破裂,特别要检查发动机接线箱,电磁传感器。检查所有的接头,确保所有的接头和螺丝接线排连接紧固。蓄电池是否充足。 4)检查调速器操纵手柄动作是否轻快、灵活,阀门是否位于开启状态。 二、发电机的起动 1)发电机必须空载起动,起动成功后,要注意机油压力表、燃油压力表、机体水温、柴油机转速、电流、电压等参数的显示。2)发电机起动后15秒内,机油压力还不上升到正常值,熄灭停车,做必要的检查或修理。 3)发电机起动后,应立即释放起动按钮,以免飞轮带动起动马达超速运转,导致马达损坏。 4)电动预供油泵泵油时,每次连续运转不得超过2分钟,油压不得超过300Kpa,以免导致预供油泵损坏。 5)发电机如果三次起动不成功,应查明并除故障后再进行起动。

三、发电机的停车 1)停车前,应先卸去负载,尽可能不要在全负荷状态下很快将机器停下,以防出现过热等事故。 2)在紧急或特殊情况下,为避免机器发生严重事故可采取紧急停车。 四、发电机组的保养 每日保养: 发电机运行时每班操作者必须认真填写当班运行记录,详细记录柴油机运行状况、各项参数、发现的故障及所采取的措施等,并应完成下列工作: 1)检查燃油箱内的油位; 2)检查油底壳、喷油泵、调速器的机油液面高度是否有不正常的增高或下降现象,并检查油质状况,必要时添加或更换机 油; 3)检查散热器或冷却水池内的水位,必要时添加冷却水和防锈液; 4)检查电池充电状况; 5)擦拭柴油机表面; 6)检查仪表是否正常; 7)监视仪表所指示的柴油机工作参数,应特别注意机油压力和油、水温; 8)观察柴油机排烟状况,监听柴油机声响。若发现异常现象应及时查明原因并加以排除; 9)检查并排除柴油机漏油、漏水、漏气现象,保持柴油机外观及环境整齐、清洁。

对于风电场电气设备中风力发电机的运行维护的措施

对于风电场电气设备中风力发电机的运行维护的措施 发表时间:2017-10-25T17:50:34.937Z 来源:《基层建设》2017年第17期作者:盛电波 [导读] 摘要:随着当前经济的快速发展,人们在生产生活中对于电能的需求逐渐增大。电能的应用,对于经济的发展也产生了巨大的影响。 中车株洲电力机车研究所有限公司风电事业部湖南省 412007 摘要:随着当前经济的快速发展,人们在生产生活中对于电能的需求逐渐增大。电能的应用,对于经济的发展也产生了巨大的影响。此类现状下,传统火力发电以及水力发电,已经不足以支撑社会经济的发展。随后风力发电的技术发展,也引起了广泛的关注。风力发电通过应用风力驱动,进行电能的生产,有效的降低了对生产能源的需求,对于当前发展绿色经济促进意义重大。针对此类现状,文章针对当前风电场电气设备中风力发电机的运行维护措施,进行简要的分析研究。 关键词:风力发电;电气设备;风力发电机;运行维护 随着当前国民经济的快速发展,能源对于经济发展产生的影响越来越大。此类现状下,电能作为主要的应用能源之一。关于其稳定生产,则引起了广泛的关注。实际发展的过程中,风力发电作为主要的电力生产渠道之一。关于风力发电机的运行维护,则成为当前风力发电作业中,主要的核心内容。笔者针对当前风电场电气设备中风力发电机的运行维护,进行简要的剖析研究,以盼能为我国风力发电设备维护的发展提供参考。 1.风力发电 风力发电当前在发展的过程中,其运行原理为:通过风能驱动叶轮进行旋转,之后将旋转机械能转换为电能。实际发展的过程中,对于外力驱动的要求较低。因此在实际发展的过程中,也获得了世界各国的认可。风能作为一种可再生的清洁能源,其对于当前环境现状的改善,以及发展绿色经济的应用意义重大。 2.当前风电场电气设备中风力发电机运行维护中的常见故障及存在问题 当前风电场电气设备中电力发电机的运行维护,整体的发展现状较为良好。但在细节方面,也出现了较多的问题。例如:维护制度执行不到位、维护人员专业技能较弱。此类现状的出现,严重的影响了风电场的稳定运行,并且对于电能的稳定生产,也产生了极大的影响。针对此类现状,笔者根据当前风电场电气设备中风力发电机的常见故障,以及存在问题进行简要的分析研究。 2.1叶片故障 风电场在运行的过程中,通过风力驱动机械设备进行电能生产。其中主要的机械设备部件即为:电机叶片。电机叶片在运行的过程中,随着使用时间的增长,以及环境变化等现状。电机叶片出现故障较为常见,当前在实际应用的过程中,电机叶片主要出现的故障现象为:叶片损坏、叶片异动等现象。 2.2变流器故障 变流器为风电场风力发电机中主要的电气设备,其对于电能的稳定输出,以及电厂电业的稳定性影响重大。当前在实际发展的过程中,变流器故障出现原因为:电流电压变化异常,造成变流器运行不稳定。严重时甚至造成变流器击穿,影响了电气设备的稳定运行。 2.3控制软件故障 风电场电器设备中风力发电机的运行,通过软件参数控制机械设备进行运转。实际运行的过程中,软件故障也为发电机故障现象之一。软件故障造成设备运行异常,造成电流输出不稳定,或电压异常变化。最终随着此类现象的持续,出现了较多的故障现象。对于电气设备的运行性能等方面,也造成了严重的影响。 2.4维护制度执行不到位 当前风电场电器设备中风力发电机运行维护出现问题,主要的原因为:维护制度执行不到位。由于维护制度执行不到位,造成设备“带病”运作。随着此类现象的持续,最终造成设备出现故障现象。影响了电力生产的稳定性,并且对于电力企业的实际收益,造成了较大的影响。 2.5维护人员专业技能较弱 风电场电气设备中风力发电机的运行维护,对于维护人员的专业素养要求较好。当前在实际发展的过程中,运行维护主要出现问题的原因之一为:维护人员专业技能较弱。由于维护人员专业技能较弱,造成在实际发展的过程中,无法有效的处理设备故障现状。增加了设备维护的周期,影响了风电场的运行质量。 3.风电场电气设备中风力发电机的运行维护措施 当前风电场电器设备中风力发电机的运行维护,整体的发展现状较为良好。但在细节方面,还存在较多的问题。此类问题的出现,严重的影响了风电场的稳定运行,并且在实际发展的过程中,对于电力企业的实际收益造成了较大的影响。在此现状下,笔者综合分析当前风电场电器设备中风力发电机的运行维护现状,并提出了以下的改善措施。例如:更换故障叶片、定期维护检修、加强绩效考核落实、加强维护人员专业技能培养。 3.1更换故障叶片 电机叶片故障为当前风电场中风力发电机常见的故障现象之一,此类故障现象表现明显。实际维护的过程中,如电机叶片出现损坏现状,则之间进行叶片的更换维修。如因叶片出现异动现象,则检查是否为部件固定装置松动。以此进行故障检测,并针对性的进行设备的维护。 3.2定期维护检修 风电场电气设备中风力发电机出现故障现象,为了有效的降低设备故障率,并且提升风电场的稳定运行。实际发展的过程中,电力企业应注重对电力设备的定期检查。通过设立定期检查制度,针对设备现状进行检查。以此保障设备的稳定运行,并且提升风电场的发电稳定性,提升电力企业实际收益。 3.3加强绩效考核落实 风电场电气设备中风力发电机的运行维护,出现故障现状除去设备自身原因外,人为原因也较多。由于维护人员落实维护制度不到位,或维护人员维护意识较低,最终造成设备的故障现象。针对此类现象,电力企业可通过整体规划,细节划分的方式进行改善。通过确

风力发电机叶片数目与风能利用率

风力发电机叶片数目与风能利用率 曹连芃 摘要:介绍风轮实度大小对风力机运行特性的影响,为什么现在风力发电机多为“一根杆子三根针”的结构。 关键字:风轮,风轮实度,叶尖速比,风能利用系数,一根杆子三根针,实度比,风能,风力发电机 图1是我们常见的风力发电机外观图,它有三个叶片,三个叶片与轮毂构成风轮,风轮转轴带动机舱内的发电机,由于风轮的转轴是水平的,故称为水平轴风力发电机。 图1-水平轴风力发电机 我们看到绝大多数风力发电机是三个叶片,这是为什么? 在谈这个问题之前,先介绍一个有关风力机叶片数目的概念——风轮实度。风力机叶片(在风向投影)的总面积与风通过风轮的面积(风轮扫掠面积)之比称为实度(或称实度比、容积比),是风力机的一个参考数据。 图2是几种水平轴风力机叶轮,绘有单叶片、双叶片、三叶片、多叶片四种

风轮的示意图,风轮实度的计算方法如下: S为每个叶片对风向的投影面积,R为风轮半径,B为叶片个数, σ为实度比 σ=BS/πR2 图2-单叶片至多叶片的风轮实度 在图2中从单叶片到三叶片的风轮实度比小,是低实度风轮,12叶片的风轮实度比高,是高实度风轮。 从图中看三个细细的叶片似乎让大多数风都漏掉了,为什么不采用多叶片风轮以便接受更多风能呢。 我们通过图3来做简单的解释:图上部分是风通过普通三叶片的气流示意图,气流通过叶轮做功后速度减慢,由于速度变慢气流体积有所增大,就有图中所示的气体发散的流动曲线。图2下部分是风通过多叶片的气流示意图,多叶片大大增加了气体通过的阻力,气流会分开绕过叶轮流向后方,只有部分气流通过叶轮做功,由于阻力大,通过叶片的风速也会降低得较多,所以叶轮实际得到的风功率减少了,这就是多叶片风力机得不到更多风能的重要原因。

风力发电机工作原理图解析

风力发电,是能源业又一突破,其中风力发电机功不可没。通过风力发电机工作原理图,我们可以清晰了解各种奥妙。其实,风力发电机工作原理图并不是那么难懂。下面,我们一起来对风力发电机工作原理图进行详细的剖析和解读吧! 风力发电机为一由转动盘、固定盘、风轮叶片、固定轮、立竿、集电环盘、舵杆、尾舵和逆变器组成的系统。转动盘和固定盘构成该系统的发电机,逆变器包括50赫正弦波振荡器、整形电路、低压输出电路和倒相推挽电路。 风力发电机工作原理就是通过叶轮将风能转变为机械转距(风轮转动惯量),通过主轴传动链,经过齿轮箱增速到异步发电机的转速后,通过励磁变流器励磁而将发电机的定子电能并入电网。如果超过发电机同步转速,转子也处于发电状态,通过变流器向电网馈电。 最简单的风力发电机可由叶轮和发电机两部分构成,立在一定高度的塔干上,这是小型离网风机。最初的风力发电机发出的电能随风变化时有时无,电压和频率不稳定,没有实际应用价值。为了解决这些问题,现代风机增加了齿轮箱、偏航系统、液压系统、刹车系统和控制系统等。 齿轮箱可以将很低的风轮转速(1500千瓦的风机通常为12-22转/分)变为很高的发电机转速(发电机同步转速通常为1500转/分)。同时也使得发电机易于控制,实现稳定的频率和电压输出。偏航系统可以使风轮扫掠面积总是垂直于主风向。要知道,1500千瓦的风机机舱总重50多吨,叶轮30吨,使这样一个系统随时对准主风向也有相当的技术难度。 风机是有许多转动部件的,机舱在水平面旋转,随时偏航对准风向;风轮沿水平轴旋转,以便产生动力扭距。对变桨矩风机,组成风轮的叶片要围绕根部的中心轴旋转,以便适应不同的风况而变桨距。在停机时,叶片要顺桨,以便形成阻尼刹车。 早期采用液压系统用于调节叶片桨矩(同时作为阻尼、停机、刹车等状态下使用),现在电变距系统逐步取代液压变距。 就1500千瓦风机而言,一般在4米/秒左右的风速自动启动,在13米/秒左右发出额定功率。然后,随着风速的增加,一直控制在额定功率附近发电,直到风速达到25米/秒时自动停机。 现代风机的设计极限风速为60-70米/秒,也就是说在这么大的风速下风机也不会立即破坏。理论上的12级飓风,其风速范围也仅为32。7-36。9米/秒。 风机的控制系统要根据风速、风向对系统加以控制,在稳定的电压和频率下运行,自动地并网和脱网;同时*齿轮箱、发电机的运行温度,液压系统的油压,对出现的任何异常进行报警,必要时自动停机,属于无人值守独立发电系统单元。

柴油发电机维护保养规程

柴油发电机组维护保养规程 编制:日期:年月日 审核:日期:年月日 批准:日期:年月日 修订记录

▲1、《发电机保养记录表》

1.0目的 为规柴油发电机组维护保养工作,确保柴油发电机组各项性能良好,保证柴油发电机组正常运行,特制定本规程。 2.0围 适用于万晟物业服务有限公司所管辖各物业服务中心发电机组维护保养 3.0职责 3.1主管负责设施设备维护保养计划的制定和监督检查。 3.2项目经理、品质管理部、财务管理部、分管副总经理负责设施设备维护保养计划的审核及监督。 3.3总经理负责设施设备维护保养计划的审批。 3.4领班负责设施设备维护保养计划的执行、安排及检查。 3.5设备运行管理员负责发电机清洁、维护保养工作的具体实施并填写《发电机维护保养记录表》《值班记录表》。 3.6 工作中随时记录所发现的异常情况并反馈到客户服务中心处理。 4.0工作容 4.1维护保养工作程序: 4.1.1工程维护部负责柴油发电机组维护保养,重大维护保养外委修理。 4.1.2工程维护部主管每年12月制定下年度《设施设备维护保养计划表》并按实际情况制定中修、大修计划。 4.1.3设备运行管理员按《设施设备维护保养计划表》要求进行维护保养,并将维护保养情况记录在《发电机保养记录表》上,零部件更换及大修情况同时记录于《设施设备机具台账》。

4.1.4故障维修一般不超过8小时,若在8小时无法解决重要部位故障,及时汇报工程维护部主管,因项目自身无法解决,应及时将故障原因写明经项目经理签字上报品质管理部及分管副总经理。 4.1.5工程维护部主管/领班负责工作指导和监督检查。 4.2柴油发电机维护保养容: 4.2.1进行维护保养时,应注意可拆零件的相对位置及其顺序(必要时应作记号),不可拆零件的结构特点,并掌握好重新装回时的用力力度(用扭力扳手)。 4.2.2空气滤清器: 4.2.2.1维护保养期为每运行50小时进行1次。 4.2.2.2当空气滤清器显示器的透时部分出现红色时,表明空气滤清器已达到使用限度,应立即进行清洁或更换,处理完毕,轻按显示器顶部按钮,使显示器复位。 4.2.2.3空气滤清器清洗流程: 1)松开铁环,拆下储尘器及滤芯,由上至下小心清洁滤芯。 2)滤芯不太脏时,可直接用压缩空气吹净,但应注意空气压力不能太大,喷嘴不可太接近滤芯。 3)如果滤芯太脏,应购买专用清洁液清洗,完后用电热风筒吹干(注意不能过热)。4)清洗完毕,应进行检查,检查的法是用灯泡从往外照,在滤芯外部观察,如发现有光点则表明滤芯已穿,此时则应更换同型号的滤芯。如果没有光点出现则表明滤芯未穿,此时则应小心安装好空气滤清器。 4.2.3蓄电池: 4.2.3.1维护保养期为每运行50小时进行1次。 4.2.3.2用验电器检查蓄电池充电是否足够,否则应充电。

风电机组运维

风电机组运维 根据中国可再生能源学会统计,截止2013年底,我国风电累计装机容量超过9000万千瓦。预计2014年风电装机将超过1亿千瓦,到2020年达到2亿千瓦。随着我国风电装机数量的增加,风电运维市场越来越大,工作也越来越复杂,特别是我国风电机组种类多,未来对风电运维的管理提出了更高的要求。风电机组运维工作如何分类、有什么样的模式、对策值得各方,特别是风电运行方关注。 一、风电机组运维的工作分类 风电机组运维主要是指风电机组的定期检修和日常维护,其中,日常维护中的大部件的更换和一些特定部件的检修工作比较特殊,与普通的检修要求不一样,本文将其单列。 1、定期检修 定期检修(简称“定检”)是指按照风电机组的技术要求,根据运行时间对风电机组进行定期的检测、维护、保养等,一般按运行时间制定定检计划,如三个月、六个月、一年……,定检工作内容相对比较固定,一般都有比较标准的程序和要求。每台机组每次定检大概需要80个工时左右(根据不同机组要求、定检频次,时间不尽相同),可由1名工程技术人员带领多名技术工人参加。由于定检设备较多、工作较为繁重,对人员的体力有一定的要求,且部分工作(如连接螺栓力矩检查)存在安全风险,需要做一定的安全培训。

风电机组运行环境较为恶劣,定检可以让设备保持最佳的状态,并延长风电机组的使用寿命,因此该项工作很重要。根据时间不同,工作内容也有所不同,主要包括连接件的力矩检查(包括电气连接)、润滑性能检查、部件功能测试、油位和电气设备的检查、设备的清洗等,技术上的要求不高。 2、日常运维 日常运维包括故障处理与巡检。故障处理主要是对风电设备故障进行预判、检测、消除等,时间上不好确定,没有固定的工作内容,要求人员的技术实力比较强,特别是具有电气、通信方面的专业能力。该项工作也是风电机组运行维护最具技术、最富挑战的一项工作,人是关键因素,人员的工作经验、技术水平、知识储备决定了处理的速度与效果,直接影响到风电的正常运行。优秀的故障处理人员一般需要工程师以上的技术职称(或相当经验)、大约有2年以上同类机型的工作经验。故障处理人员的培训需要较长时间,人员成本相对较高,目前国内这方面的人员主要受雇于整机厂家及部分关键零部件厂家。目前因不同厂家机型不一,控制系统等不太一样,导致技术人员的跨公司流动性不强,即便是优秀的工程人员,更换一种机型后,适应时间也需要半年以上,因此该类人员需要注重长效的培训。 巡检是指在日常维护中对设备进行定期巡查,大约是每月一次(或2月一次),每台机组大约需要4个工时左右。工作方法主要是目视,或是简单的测试,有时可与故障处理结合,工作内容比较固定,

风力发电机的分类

1,风力发电机按叶片分类。 按照风力发电机主轴的方向分类可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。 (1)水平轴风力发电机:旋转轴与叶片垂直,一般与地面平行,旋转轴处于水平的风力发电机。水平轴风力发电机相对于垂直轴发电机的优点;叶片旋转空间大,转速高。适合于大型风力发电厂。水平轴风力发电机组的发展历史较长,已经完全达到工业化生产,结构简单,效率比垂直轴风力发电机组高。到目前为止,用于发电的风力发电机都为水平轴,还没有商业化的垂直轴的风力发电机组。 (2)垂直轴风力发电机:旋转轴与叶片平行,一般与地面吹垂直,旋转轴处于垂直的风力发电机。垂直轴风力发电机相对于水平轴发电机的优点在于;发电效率高,对风的转向没有要求,叶片转动空间小,抗风能力强(可抗12-14级台风),启动风速小维修保养简单。垂直轴与水平式的风力发电机对比,有两大优势:一、同等风速条件下垂直轴发电效率比水平式的要高,特别是低风速地区;二、在高风速地区,垂直轴风力发电机要比水平式的更加安全稳定;另外,国内外大量的案例证明,水平式的风力发电机在城市地区经常不转动,在北方、西北等高风速地区又经常容易出现风机折断、脱落等问题,伤及路上行人与车辆等危险事故。 按照桨叶数量分类可分为“单叶片”﹑“双叶片”﹑“三叶片”和“多叶片”型风机。 凡属轴流风扇的叶片数目往往是奇数设计。这是由于若采用偶数片形状对称的扇叶,不易调整平衡。还很容易使系统发生共振,倘叶片材质又无法抵抗振动产生的疲劳,将会使叶片或心轴发生断裂。因此设计多为轴心不对称的奇数片扇叶设计。对于轴心不对称的奇数片扇叶,这一原则普遍应用于大型风机以及包括部分直升机螺旋桨在内的各种扇叶设计中。包括家庭使用的电风扇都是3个叶片的,叶片形状是鸟翼型(设计术语),这样的叶片流量大,噪声低,符合流体力学原理。所以绝大多数风扇都是三片叶的。三片叶有较好的动平衡,不易产生振荡,减少轴承的磨损。降低维修成本。 按照风机接受风的方向分类,则有“上风向型”――叶轮正面迎着风向和“下风向型”――叶轮背顺着风向,两种类型。 上风向风机一般需要有某种调向装置来保持叶轮迎风。 而下风向风机则能够自动对准风向, 从而免除了调向装置。但对于下风向风机, 由于一部分空气通过塔架后再吹向叶轮, 这样, 塔架就干扰了流过叶片的气流而形成所谓塔影效应,使性能有所降低。 2,按照风力发电机的输出容量可将风力发电机分为小型,中型,大型,兆瓦级系列。 (1)小型风力发电机是指发电机容量为0.1~1kw的风力发电机。 (2)中型风力发电机是指发电机容量为1~100kw的风力发电机。 (3)大型风力发电机是指发电机容量为100~1000kw的风力发电机。 (4)兆瓦级风力发电机是指发电机容量为1000以上的风力发电机。 3,按功率调节方式分类。可分为定桨距时速调节型,变桨距型,主动失速型和 独立变桨型风力发电机。 (1)定桨距失速型风机;桨叶于轮毂固定连接,桨叶的迎风角度不随风速而变化。依靠桨叶的气动特性自动失速,即当风速大于额定风速时依靠叶片的失速特性保持输入功率基本恒定。

风力发电机组主要部件的检修与维护

风力发电机组主要部件的检修与维护 装备本121--李勇2012525107 维护检修时应对风机各部件按照维护手册和维护计划逐项详细检查,特别是叶片、轮毂、导流罩、主轴、齿轮箱、集电环(及传动轴)、联轴器、发电机、空气和机械制动系统、传感器、偏航系统、控制部分、电气回路、塔筒、监控系统及配套设备检查等。控制部分概述控制计算机、变频器和变桨控制器通过接口彼此联系。 每个组件都带有自己的监视功能。 控制计算机位于塔顶(机舱内)的机舱控制柜内,它通过玻璃光纤数据传输 电缆与塔基内的显示屏相连。控制计算机连续不断的发出转矩设定给变频器控制计算机,发出叶片角度设定值给同步控制器,同步控制器驱动在轮毂中的变桨控制电机。出现内部故障时,控制计算机可以通过所谓的看门狗电路中断安全链。 刹车通过刹车瓦的磨损和刹车是否完全松开来监视刹车情况。控制计算机和变桨控制装置之间的通讯通过不同的系统功能持续监视,如果发现错误,“变桨控制失败”触点打开以开始紧急停机。 变频器系统由几个控制柜组成,位于塔基。变频器系统配置了自己的计算机控制系统。变频器能自己关闭,它能给信号给控制计算机使变桨控制机构立即开始工作。在同步控制器中,变桨控制自身监视只对故障起作用,象下列故障:叶片和叶片角度偏差等。它能够通过始终联结的电缆请求控制计算机快速停机。 控制面板基本功能 - 按 CTRL 激活显示灯(屏幕节电功能)。 - 连续按两次任何按键可以激活控制面板。 - 某些功能的激活需要同时按两个键。如同时按下 CTRL 或 SHIFT 键可以激活想要的功能。功能键 ENTER 用来确定通过数字键盘输入的 参数值和某些菜单的确认 STOP WEC 停机:风机正常停机。 RESET 复位和执行自动运行。 START 快速启动。 F1 指示选择菜单的位置 F2 指示有关联的其他菜单 F3 对按键 0-9 向前或向后转换数字或字母。按下 F3 后,当按键 1 时将显示字母 A,再次按键 1 将显示字母 B,第 3 次将显示 C。然而如果包含字母的值被编辑,字母也被显示。 F4 光标上移一行 F5 显示上级单 F6 屏幕向上翻滚F7 屏幕向下翻滚 F8 显示图形 F9 光标下移一行 F10 显示下级菜单 控制柜检查内容、质量要求及处理方法: 检查内容:

柴油发电机操作保养规程..

柴油发电机 操作保养规程

柴油发电机 操作保养规程 1.适用范围 本规程规定了柴油发电机的操作、维护保养等内容和要求。 2 风险提示 不正确的操作会造成人身伤害和产品或相关设备的损坏。故在起动发动机或进行任何维护保养工作之前要全面仔细地阅读本说明书。如仍有不明确之处,则请与您的经销商联系以取得帮助。具体风险如下: 2.1加注燃油 加注燃油时会有起火和爆炸的危险。禁止吸烟,并必须关停发动机。切勿将燃油箱加得过满。确保拧紧油箱加油口盖。应只使用本说明书推荐的燃油。使用品质不当的燃油会导致发动机故障或停机。柴油发动机使用劣质燃油会引起喷油泵卡滞和发动机飞车,有造成人身伤害和发动机损坏的重大危险。 2.2一氧化碳中毒 只能在通风良好的环境中起动发动机。在有限的空间内运行发动机时,必须把发动机的排气和曲轴箱的废气排出室外。 2.3运行风险 切勿在有易爆性介质的环境中运行发动机,因为其电气和机械元件都不是防爆的。靠近运行中的发动机是有危险的。头发、手指、松

散的衣服或坠落的工具,都有可能被卷入转动着的零部件而造成严重的人身伤害。如果发动机交付时未提供防护装置,则在发动机安装完毕后必须为所有的转动件和灼热表面加装防护装置,以确保人身安全。 2.4起吊发动机 吊装时应使用原装于发动机上的吊耳。使用前务必要检查起吊装置是否处于良好状态并有足够的起吊能力(发动机连同装在其上各附件的重量)。为安全起见,应使用可调节的梁式吊具。起吊时,所有的吊链或钢缆应相互平行并尽可能与发动机顶部垂直。应注意安装在发动机上的外加设备会改变发动机的重心。因此,为保持平衡和确保操作安全,可能需要使用专门的起吊装置。切勿在悬挂于起重设备上且无任何支撑的发动机上进行工作。起动发动机之前维修后重行起动发动机之前,要重新装好维修时被卸下的所有防护装置,并确认没有工具或其它物品被遗留在发动机上。不得起动未装有空气滤清器的涡轮增压发动机。涡轮增压器内转动着的压气机叶轮会造成严重的人身伤害。还会有吸入外来物而造成发动机损坏的危险。起火和爆炸燃油和润滑油所有的燃油、大多数润滑油和许多化学物品都是易燃的。必须阅读并遵守其包装上的说明。对燃油系统的工作必须在发动机冷态下进行。燃油泄漏溅落在灼热的表面或电路器件上时会引起着火。必须将浸有润滑油和燃油的擦布及其它易燃物品存放于安全防火之处。 2.5起动喷射液 切勿使用起动喷射液或类似物品来帮助起动装有空气预热装置

发电机控制系统调试

发电机电气控制系统、调压系统、调速系统 一、调压系统 目前市场上电球主要有:英国(STAMFORD)、法国利莱森玛(LEROY-SOMER)、美国马拉松(MARATHON)、清华泰豪三波(SANBO)、英泰YTM电球。 1、电球主要工作原理(以斯坦福为例) 发电机工作时,引擎驱动发电机旋转,调压板由PMG(永磁机供给电源),A VR输出直流励磁给后机引机定子X、XX、定子产生磁场在转动的线圈(励磁机转子)中产生电流,经过桥式整流到主转子,主转子产生旋转磁场切割主定子,主定子产生三相交流电压,电压大小由AVR控制,A VR通过比较感应主电球输出电压的半压,即380V/2,控制X.XX的励磁输出,从而控制主定子输出电压。 2、电球部件及相关参数 1)永磁机定子及转子(仅限斯坦福及马拉松电球) 定子线圈阻值在2-6Ω之间,线圈对地绝缘,转子为永久磁铁固定在主轴上。永磁机产生130-180V AC 100H Z(马拉松电球永磁机电压较斯坦福低) 2)励磁机 定子绕阻一般为单线圈。直流阻值在10-30Ω之间,线圈对地绝缘转子为三相线圈,输出三相到整流二极管,二极管对于马拉松及斯坦福来说,分为三正三负。 3)主定子与主转子 主定子绝缘>5MΩ,主转子>2MΩ 电阻值主定子<0.1Ω,主转子1.0-2.0Ω 如主电球绝缘过低,需除尘、去潮等保养,如硅钢片发生击穿、烧熔现象,建议电球予以报废。 3、A VR 1)斯坦福电球使用MX321、MX341调压板(带永磁机)和SX440调压板(不带PMG) 说明:1、2为外接调压电位器,超过5米远时必须用网线连接,8、7、6(对应U、V、W)为发电机主电半压输出,K1、K2连接励磁保险,若无励磁保险则可短接使用。 并机时电压调节: 安装并机CT。HC4、HC5、HC6根据机组大小而定,接于调压S1、S2(注:若接反负荷时电压会高于空载电压),将电压降(droop)调在相同位置,调节空机电压一致,带负载调节电压降使电流输出平衡,调节电压降后,空载电压可能会改变,这时需要再调节空载电压,然后带负载调压电压,直到空载电压及电压降调到满意为止。 2)马拉松电球 马拉松电球使用DVR2000、DVR2000E、SE350、APR125-5、SE100等调压板。 注:○1SE350、DVR350、APR125-5 6、7端子为外调压接线,一般短接起来。 ○2COM与50、60短接根据电球的频率而定。 ○3APR125-5 CB-、CB+一般短接。 ○4AP125-5、AVR350、SE350可以并机,但效果不好,若需要并机可用SX440代替。 DVR的调节: ○1取出5A保险丝,连接电源输出及PMG输出线; ○2起动发电机组到额定转速,调压板将做自检测并进入关断形式。 ○3使用选择按钮(select)一步步通过每个调整,通过按“UP”(上)、“DOWN”(下),获得所 需要的发光二极管指示灯的水平。 ○4调完之后,停发电机,连接其它接线,再起动发电机就可对调压器进行最终调整。 注: ○1选择粗调时,每按一下UP/DOWN就会改变6V AC,选择细调时,每按一下UP/DOWN就会改 变±0.5V AC

风力发电机常见故障及其分析概要

茂名职业技术学院 毕业设计 题目:风力发电组轴承的常见失效形式及故障分析系别:机电信息系专业:机械制造与自动化班别:13机械一班姓名:何进生指导老师:张浩川日期:2015年7月1日至2016年5月1日

内容摘要 随着全球经济的发展和人口的增长,人类正面临着能源利用和环境保护两方面的压力,能源问题和环境污染日益突出。风能作为一种蕴藏量丰富的自然资源,因其使用便捷、可再生、成本低、无污染等特点,在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展。风力发电己成为世界各国更加重视和重点开发的能源之一。随着大型风力发电机组装机容量的增加,其系统结构也日趋复杂,当机组发生故障时,不仅会造成停电,而且会产生严重的安全事故,造成巨大的经济损失。 本论文先探讨了课题的实际意义以及风力发电机常见的故障模式,在这个基础上对齿轮箱故障这种常见故障做了详尽的阐述,包括引起故障的原因、如何识别和如何改进设计。通过对常见故障的分析,给风力发电厂技术维护提供故障诊断帮助,同时也给风电设备制造和安装部门提供理论研究依据。 关键词 风力发电机;故障模式;齿轮箱;故障诊断

Common Faults And Their Analysis Of The Wind Turbine Abstract With the global economic development and population growth, humanity is facing with the pressure from two sides of the energy use and environmental protection, the energy problem and environmental pollution has become an increasingly prominent issue. Wind power as a abundant reserves of natural resources, because of its convenient use, renewable, low cost, no pollution, has been more widely used and rapid development in the world. Wind power has been taken as one of the priority development energy sources in the world.The increase of wind power capacity and complicated system structure will not only cause power outage,but also raise serious accidents when the set is at fault. In the beginning, the dissertation introduces the practical significance of project and the common failure mode of wind turbines, then researches and describes the failure of gearbox in detail, including the cause of failure, how to identify and how to improve the design. Based on the analysis of common failures, not only provide assistance for fault diagnosis to the technical

风电场电气设备中风力发电机的运行维护 王玲

风电场电气设备中风力发电机的运行维护王玲 发表时间:2018-05-15T09:24:17.330Z 来源:《电力设备》2017年第34期作者:王玲 [导读] 摘要:目前,随着社会主义市场经济的不断发展,国家的综合国力得到有效的提高,但也造成了国家资源的大力开发,为了避免资源的浪费,实现可持续发展战略,我国开始不断发展可再生资源的研究,其中一项重要的资源利用就是风力,利用风力进行风力发电。 (中核甘肃风力发电有限公司甘肃兰州 735100) 摘要:目前,随着社会主义市场经济的不断发展,国家的综合国力得到有效的提高,但也造成了国家资源的大力开发,为了避免资源的浪费,实现可持续发展战略,我国开始不断发展可再生资源的研究,其中一项重要的资源利用就是风力,利用风力进行风力发电。在这一过程中,比较突出的风力工程发展就是风电场的建立,通过风电场来实现风力发电,有效地节约了资源。而下面本文将具体介绍风电场电气设备中风力发电机的运行维护问题。 关键词:风电场;电气设备;风力发电机;运行维护;分析研究 现今,有效地实现风能、机械能、电能之间互相转化的一项设备就是风力发电机,风力发电机主要在风电场中起着重要作用,关乎着风电场的经济效益和工程质量。基于此,风力发电机的运行维护工作就至关重要,需要相关人员重视起来。而在风电场电气设备的使用过程中,风力发电机的运行维护需要一定的方法,和一定的维护技术,需要维护人员提高自己的专业素养,提高维护技术。只有做好风力发电机的运行维护工作,才有可能保证风电场电气设备的正常运行,促进我国风力发电事业的发展。针对于此,下面本文将具体介绍风力发电机的重要性,并提出一些对风力发电机进行维护的建议。 一、风力电气设备发展原因及运行方式 随着经济的发展,人们的日常生活水平得到了大幅度的改善,人民群众的幸福度指数也大幅度上升,在此过程中,电力发展则起着重要的推动作用的,电力是社会发展与建设的基础桥梁。但随着社会的不断发展,电力资源不能紧跟时代发展的脚步,无法满足人们日益增长的电力需求和日常生活需求,在这样的大背景推动下,国家和相关技术人员开始寻找解决的办法,通过实践可知可以通过风力、水力、太阳能等可再生能源进行发电,风电场电气设备就在这种情况下应运而生,通过风电场中的风力发电机,将风能、机械能、电能三者有效地结合在一起,实现风力发电,有效地促进了我国电力资源开发。而风力发电机通常被建立在距城市较远的地方,通过多个CPU并列工作,以及先进的风力发电方式、计算机远程控制来实现风力发电机的运行。同时,以这种方式可以有效地减少人力资源的浪费和自然资源的浪费,加快我国电力资源开发十元的发展,促进风电场失业的经济效益,提高工作效率和工作质量。 二、风力电器设备中风力发电机出现故障的主要原因 任何一种机械设备都会发生故障,下面我们就风力发电机组在工作过程中有可能发生的故障进行简要的分析:由于发电机组受风能的影响,会长时间的工作,在保证电力生产的同时,其零部件设备会因为连续长时间的工作出现磨损情况,例如螺丝松动、齿轮磨损等等,这些都是正常的消耗.但是如果不及时的养护和处理,就会造成发电机组出现故障,影响其正常工作。首先,发电机组中叶片的功能是将风能通过旋转转化为机械能,然后再通过发电机转化为电能。为了使叶片能够更好地旋转,在对叶片的设计上采取了厚度和弦长逐渐递加的设计,这是因为叶片尖部旋转速度高、扫风面积达;叶片根部厚是为了结构更稳定,遇到强风不会发生折断。常见的叶片故障有叶片的折断、弯曲等,这些都是由于自然因素和长期损耗造成的。、其次,风力发电机组中的变流器容易发生故障,变流器是发电机组中的一个重要组成部分,直驱式风力发电机和双馈式风力发电机都离不开变流器。所以,变流器的安装位置温度过高、积聚灰尘、电磁干扰时都会出现故障问题,影响风力发电机的使用。此外,风力发电机的发电机如果缺少密闭的保护措施,旋转离心力过大时,发电机的运行速率就会加快,造成发电机出现故障,造成发电机内部叶片破损、断裂,影响整个风力发电机的使用。 三、风电场电气设备中风力发电机的运行维护 1.风力发电机的定期检修工作维护 风电场电气设备中,进行风力发电机的定期维护检测工作,可使工作中的设备始终处于良好状态,并延长设备的使用周期。在风力发电厂的定期检修维护工作中,要划出重点维护内容,包括:风电场电气设备中风力发电机连接点之间的螺栓力矩检测,各个传动传动部件间的润滑程度,以及测试各项重点功能。正常运行中的风力发电机,由于长期的处于工作状态其各个连接部件之间的螺栓经过长期的工作震动,极易出现螺栓松动与脱落现象,因此为了要防止螺栓脱落后,避免其在受力不均状态下被剪切,就必须检测各个连接部件的螺栓力矩。例:设风力发电机处于低于5摄氏度的环境中,为便于固定应使其力矩下降到额定力矩的80%,此外,再次检查的时间应是其周边温度高于5摄氏度时。一般对螺栓固定检测维护工作,是在无风或风小的夏天进行,这主要是为躲避风力发电机所处的高风力阶段。 2.日常排障维护工作 在风力发电机日常运行维护中,要观察发电及以内的安全平台和梯子是否处于安全状态,螺栓是否出现松动现象,另外在控制监控柜内部,有无烧焦糊味传出,发电机电缆位置是否出现偏移,注意其夹板有无松动。在风力发电机日常维护中注意还要注意“听”,对控制柜维护检查时注意听有无放电声音,若控制柜内部传出声音,极可能出现接线松动和接触不良。此外听偏航时声音,有无杂音和是否正常。而后听风力发电机轴承是否有异响传出,齿轮处,砸盘与闸垫之间,还有叶片切风声音是否正常。 3.提高风力发电机的运行维护技术 当前,现代化技术发展迅速,我们正是处于一种信息化的时代,那我们就要紧跟时代的潮流,努力创新风力发电机的运行维护技术,提高维修人员的专业素养。所以,在风力发电机的维护上,相关维护人员要注意从细节入手,观察风力发电厂俄其它设备的连接是否牢固、电缆线是否松动、老化、旋转部件及转动部件间有无磨损或者失效现象等。此外,风力发电机的齿轮箱和偏航减速齿轮箱上主要用稀油润滑方式,对于这部分的维护,主要是采用采样化验和补加润滑油的方式,确保齿轮箱以及偏航减速齿轮箱上有足够的润滑油。对于发电机的偏航轴承、发电机轴承、偏航齿轮等部位,则一般使用甘油润滑的方式。只有不断提高风力发电机的维护技术,风电场电气设备才能有效得到保护,才能提高风电场工作的质量。 4.完善检查管理制度 现今,任何事情都需要制度的约束,对于一个上市公司,制度更是至关重要,是企业运转的前提,也时企业发展的约束。所以,针对风电场电气设备的维护来说,更加需要相关检修管理制度的约束,以此来提高风力发电机的维修力度和维修质量。所以,在风力发电机维护时,要注意要定期对风力发电机的线路和元件进行检测,不断完善监测方法和检测制度,力争达到实现检修时间、检修项目、检修结果

柴油发电机维修保养管理制度范本规定

内部管理制度系列 柴油发电机维修保养制度 规定 (标准、完整、实用、可修改)

编号:FS-QG-37884柴油发电机维修保养制度规定 Provisions on the maintenance system of diesel generators 说明:为规范化、制度化和统一化作业行为,使人员管理工作有章可循,提高工作效率和责任感、归属感,特此编写。 大厦发电机组及控制屏由值班电工协助发电机维修公司进行保养,并按运行情况提出大、中修建议。 值班电工按发电机保养合同要求协助及监督维修公司人员进行发电机维修保养,并将工作过程和更换零件数目作详细记录,填写发电机运行记录表。 保养期内发生机组故障应即时通知维修公司,维修公司应负责24小时内排除故障,若在时限范围无法排除故障,应将实际情况报告强电系统工程师,再由系统工程师逐级上报,协调时间维修。 工作内容如下: (1)润滑系统:检查液面、漏油;更换机油、机油滤清器。 (2)冷却系统:检查散热器、喉管及连接器;水位、皮带张力及水泵等。

(3)进风口系统:检查空气过滤器、管位及连接器;更换空气过滤器。 (4)燃油系统:检查燃油液位、限速器、油管及连接器、燃油泵。排液(燃油缸入油水分离器沉淀物或水),更换柴油过滤器。 (5)排气系统:检查排气阻塞、漏气;排放消声器积炭积水。 (6)充电系统:检查电池充电器、电池电解液位、密度(每个月检查一次)、仪表、总开关、接线管及指示灯。 (7)发电机部分:检查进风口阻塞情况、接线端子、绝缘、振动及各部件是否正常。 (8)自动控制装置:检查模拟供、停电,启动油机自动装置是否正常。 (9)实际情况更换机油、各种油隔及空气隔。 (10)清洁机组,每月清洁冷却器外围。完成上列工作检查后,开动机组15分钟(或带负荷运行)。 (11)控制屏每月一次清洁及检查和实施维修保养工作。 (12)发现问题,作好记录。

风电现场运行维护及注意事项(最新版)

风电现场运行维护及注意事项 (最新版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0710

风电现场运行维护及注意事项(最新版) 安全是一切工作的根本。因此,负责风电场运行维护的管理人员有责任和义务教育指导并督促所有工作人员和能够接触到风机的其他人员执行风机的安全工作要求。 一.主要注意事项 1.以下情况,应停止维护工作: 1.在风速≥12m/s时,请勿在叶轮上工作。 2.在风速≥18m/s或雷雨天气时,请勿在机舱内工作。 2.以下情况,进行维护工作时应注意: 1.在风机上工作时,应确保此期间没有无关人员在塔架工作区内或在周围停留。 2.因为是对高压电器的维护,所以不要单独在塔架及机舱内进行维护工作。

3.塔桶平台的窗口在通过后应当立即关闭。防止工具和其他物件坠落伤人。 4.使用提升机吊运物品时,勿站在吊运物品的正下方。地面工作人员应该站在上风向。 3.与电气系统有关的操作,进行维护工作时应注意: 1.为了保证人员和设备的安全,未经允许或授权禁止对电气设施进行任何操作。 2.工作过程中应注意用电安全,防止触电。如果需要在进行与电控系统相关的工作之前,断开主空开以切断电源,并在门把手上挂警告牌。 3.不允许带电作业:如果某项工作必须带电作业,只能使用特殊工具和专业人员操作,带电作业时工作人员必须使用绝缘手套、橡胶垫和绝缘鞋等安全防护措施,完毕以后将裸露的导线作绝缘处理,并做彻底检查,防止别的工作人员意外触电。 4.爬升塔架时应注意: 1.打开塔架及机舱内的照明灯,开关位于主控柜的侧面。

风力发电机叶片工艺流程

风力发电机叶片制作工艺流程 传统能源资源的大量使用带来了许多的环境问题和社会问题,并且其存储量大大降低,因而风能作为一种清洁的可循环再生的能源,越来越受到世界各国的广泛关注。风力发电机叶片是接受风能的最主要部件,其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证发电机组正常稳定运行的决定因素,其成本约为整个机组成本的15%-20%。根据“风机功价比法则”,风力发电机的功率与叶片长度的平方成正比,增加长度可以提高单机容量,但同时会造成发电机的体积和质量的增加,使其造价大幅度增加。并且,随着叶片的增大,刚度也成为主要问题。为了实现风力的大功率发电,既要减轻叶片的重量,又要满足强度与刚度要求,这就对叶片材料提出了很高的要求。 1 碳纤维在风力发电机叶片中的应用 叶片材料的发展经历了木制、铝合金的应用,进入了纤维复合材料时代。纤维材料比重轻,疲劳强度和机械性能好,能够承载恶劣环境条件和随机负荷,目前最普遍采用的是玻璃纤维增强聚酯(环氧)树脂。但随着大功率发电机组的发展,叶片长度不断增加,为了防止叶尖在极端风载下碰到塔架,就要求叶片具有更高的刚度。国外专家认为,玻璃纤维复合材料的性能已经趋于极限,不能满足大型叶片的要求,因此有效的办法是采用性能更佳的碳纤维复合材料。 1)提高叶片刚度,减轻叶片质量 碳纤维的密度比玻璃纤维小约30%,强度大40%,尤其是模量高3~8倍。大型叶片采用碳纤维增强可充分发挥其高弹轻质的优点。荷兰戴尔弗理工大学研究表明,一个旋转直径为120m的风机的叶片,由于梁的质量超过叶片总质量的一半,梁结构采用碳纤维,和采用全玻璃纤维的相比,质量可减轻40%左右;碳纤维复合材料叶片刚度是玻璃纤维复合材料叶片的2倍。据分析,采用碳纤维/玻璃纤维混杂增强方案,叶片可减轻20%~30%。Vesta Wind System 公司的V90型3.0 MW发电机的叶片长44m,采用碳纤维代替玻璃纤维的构件,叶片质量与该公司V80 型2.0MW发电机且为39m长的叶片质量相同。同样是34 m长的叶片,采用玻璃纤维增强聚脂树脂时质量为5800kg,采用玻璃纤维增强环氧树脂时质量为5200kg,而采用碳纤维增强环氧树脂时质量只有3800kg。其他的研究也表明,添加碳纤维所制得的风机叶片质量比采用玻璃纤维的轻约32%,而且成本下降约16%。 2)提高叶片抗疲劳性能 风机总是处在条件恶劣的环境中,并且24h处于工作状态。这就使材料易于受到损害。相关研究表明,碳纤维合成材料具有良好的抗疲劳特性,当与树脂材料混合时,则成为了风力机适应恶劣气候条件的最佳材料之一。 3)使风机的输出功率更平滑更均衡,提高风能利用效率 使用碳纤维后,叶片质量的降低和刚度的增加改善了叶片的空气动力学性能,减少对塔和轮轴的负载,从而使风机的输出功率更平滑更均衡,提高能量效率。同时,碳纤维叶片更薄,外形设计更有效,叶片更细长,也提高了能量的输出效率。 4)可制造低风速叶片 碳纤维的应用可以减少负载和增加叶片长度,从而制造适合于低风速地区的大直径风叶,使风能成本下降。 5)可制造自适应叶片 叶片装在发电机的轮轴上,叶片的角度可调。目前主动型调节风机的设计风速为13~15m/s(29~33英里/h),当风速超过时,则调节风叶斜度来分散超过的风力,防止对风机的损害。斜度控制系统对逐步改变的风速是有效的。但对狂风的反应太慢了,自适应的各向异性叶片可帮助斜度控制系统,在突然的、瞬间的和局部的风速改变时保持电流的稳定。自适应叶片充分利用了纤维增强材料的特性,能产生非对称性和各向异性的材料,采用弯曲/扭曲叶片设计,使叶片在强风中旋转时可减少瞬时负载。美国Sandia National Laboratories致力于自适应叶片研究,使1.5MW风机的发电成本降到4.9美分/(kW?h),价格可和燃料发电相比。 6)利用导电性能避免雷击

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