风力机叶片疲劳寿命研究概述

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。

风力发电机组设计与制造课程设计报告

\ 《风力发电机组设计与制造》课程设计报告：院系：可再生能源学院班级：风能0902班 % 姓名：陈建宏学号：04 指导老师：田德、王永

提交日期：一、设计任务书 1、设计内容风电机组总体技术设计； 2、目的与任务主要目的： 1)以大型水平轴风力机为研究对象，掌握系统的总体设计方法； 2)熟悉相关的工程设计软件； 3)掌握科研报告的撰写方法。主要任务：每位同学独立完成风电机组总体技术设计，包括： 1)确定风电机组的总体技术参数； 2)、 3)关键零部件（齿轮箱、发电机和变流器）技术参数； 4)计算关键零部件（叶片、风轮、主轴、连轴器和塔架等）载荷和技术参数； 5)完成叶片设计任务； 6)确定塔架的设计方案。每人撰写一份课程设计报告。 3、主要内容每人选择功率范围在至6MW之间的风电机组进行设计。 1）原始参数：风力机的安装场地50米高度年平均风速为7.0m/s，60米高度年平均风速为7.3m/s，70米高度年平均风速为7.6 m/s，当地历史最大风速为48m/s，用户希望安装 MW 至6MW之间的风力机。采用63418翼型，63418翼型的升力系数、阻力系数数据如表1所示。空气密度设定为1.225kg/m3。 . 2）设计内容（1）确定整机设计的技术参数。设定几种风力机的C p曲线和C t曲线，风力机基本参数包括叶片数、风轮直径、额定风速、切入风速、切出风速、功率控制方式、传动系统、电气系统、制动系统形式和塔架高度等，根据标准确定风力机等级；（2）关键部件气动载荷的计算。设定几种风轮的C p曲线和C t曲线，计算几种关键零部件的载荷（叶片载荷、风轮载荷、主轴载荷、连轴器载荷和塔架载荷等）；根据载荷和功率确定所选定机型主要部件的技术参数（齿轮箱、发电机、变流器、连轴器、偏航和变桨距电机等）和型式。以上内容建议用计算机编程实现，确定整机和各部件（系统）的主要技术参数。（3）塔架根部截面应力计算。计算暴风工况下风轮的气动推力，参考风电机组的整体设计参数，计算塔架根部截面的应力。最后提交有关的分析计算报告。

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。

1500型风机叶片维护

1500型风力发电机组转动系统调试与运行维护叶片目前1500型风机是国内风电厂的主力风机，1500型风力发电机组多采用变桨距、变速、恒频等技术，是当今世界风力发电最先进的技术代表，具有发电量大、发电品质高、结构紧凑等优点。叶片：1500型风机发电机组采用变速变桨叶片，叶片为玻璃纤维增强环氧树脂（NOI叶片）或玻璃纤维增强聚氨酯（LM叶片）制成的多格的梁/壳体结构。各个叶片由内置的防雷电系统，包括一个位于叶尖的金属接闪器、一根直径不小于70mm的铜电缆沿着前缘侧肋板根部向法兰区铺设且连接到变桨轴承的锲块上（对于NOI 叶片），或者是一根直径为50mm的镀锡铜电缆连接到与根部法兰相连接的避雷导杆上（对于LM叶片），不允许雷电通过紧固螺栓传到 1.叶片技术参数：

2.叶片的检查与维护 1）叶片外观检查：叶片表面应该检查是否有裂纹、损害和脱胶现象。在最大玄长位置附近的后缘应该格外注意。 2）叶片清洁：在通常情况下，用变桨来调节功率的风力机，不是特别脏，部推荐清洁叶片。污垢经常周期性的发生在叶片边缘，在前缘处或多或少会有一些污物，但是在雨季期间将会去除。叶片是否清洁，取决于局部条件，过多的污物可影响叶片的性能和噪声等级。 3）裂缝检查：找到的所有裂纹必须记录并报告，如果可能，必须在裂纹末端做好标记和写下日期，并且进行拍照记录。在下一次检查中必须检查此裂纹，如果裂纹未发展，就无需更深一步检查。裂缝检查可通过敲击表面。可能的裂缝处必须用防水记号笔做好标记，缺裂缝处必须记录、拍照。如果在叶片根部或叶片承载部分找到裂纹或裂缝，风机必须停机。 4）裂纹修补：裂纹发展至玻璃纤维处，必须修补。如果仅仅是叶片外壳受损且生产厂家标准修补过程允许，可立即执行修补。叶片修补完，风机先不要运行，等胶完全固化后再运行。 5）防腐检查：检查叶片表面是否有腐蚀现象，腐蚀为前缘表面上的小坑，有时候会彻底穿透图层。叶片应该检查是否有气泡。当叶片图层和层与层之间没有足够的结合时会产生气泡。由于气泡腔可以聚集湿气，在温度低于0℃时会膨胀和产生裂缝，所以这种情况要及时进行修补。

起重机的安全工作寿命年限

起重机的安全工作寿命年限任何一台起重机在它的整个使用期中虽然要经过多次大修，每次大修期间都会更换一些易损件，如钢丝绳、滚动轴承、开式齿轮、车轮、制动器摩擦片、制动轮及电气设备等，而这些局部零部件的更换并不表示整台起重机工作寿命的终结；但是在一台起重机使用多年后，一旦其结构不断地出现严重的疲劳裂纹，达到使起重机或小车不能正常工作时，则认为整个起重机不能再安全地工作。因此，起重机的安全工作寿命年限主要地取决于其金属结构不产生疲劳裂纹的工作年限(我国起重机结构的寿命划定在15年到50年之间，一般为30年)。因此起重机工作级别的划分目前是以金属结构的疲劳设计理论为依据。目前疲劳设计的方法主要有三种： (1)无限寿命设计要求结构在无限长的使用期间不发生疲劳破坏，结构应力要小于疲劳极限。起重机结构受载是变化的，这时材料的疲劳抗力一般用交变应力与破坏循环次数N的关系曲线(即S-N曲线)来衡量。对钢铁材料的S-N曲线有一条水平渐近线，转变点大致在106—107，通常认为，只要经过107次循环不破坏，它就可承受无限多次循环。钢铁材料腐蚀介质中S-N曲线没有水平渐近线，但也有一个逐渐平坦段，仍可以107循环时作为失效应力，这时称为条件疲劳极限。 (2)有限寿命设计起重机工作级别分级的理论基础是有限寿命设计的概念一一线性累积损伤理论。起重机疲劳寿命的估算原理是认为疲劳损伤的形成是材料在交变载荷作用下先发生局部滑移和屈服，随后出现裂纹并逐渐扩展，最终导致疲劳破坏。 (3)损伤容限设计损伤容限设计是根据断裂力学的原理来推断机械零件或结构件中出现了裂缝将会怎样扩展，以预测在多少时间内是否还能保证起重机安全使用的设计方法。即允许机械零件或结构件出现一定程度的裂缝，并且保证在下次检查前能安全使用。此方法对起重机结构设计尚在研究中。起重机械报废相关规定 1报废基本条件与处理起重机械具有下列情形之一的，产权单位应当依法履行报废义务，采取必要措施消除起重机械的使用功能，并向原登记部门办理使用登记证书注销手续。 (1) 存在严重事故隐患，无改造、修理价值的； (2) 达到设计使用年限不能继续使用的或者满足整机报废条件的。 2金属结构报废 (1) 主要受力构件断面腐蚀达到设计厚度的10%时，如不能修复，应当报废； (2) 起重机主要受力结构件产生塑性变形，致使工作机构不能正常、安全运行时，如果不能修复，应当报废； (3) 起重机主要受力结构件的母材或者焊缝产生裂纹可能影响安全运行时，如果不能修复，应当报废； (4) 用结构母材作为运行轨道的主要承载结构件，由于磨损致使结构承载能力降低，应当通过维修使其达到使用要求, 当超过原计算应当力的15%时，如不能修复应当报废； (5) 起重机械主要受力构件失去整体稳定性时不允许修复，应当报废。对达到设计使用年限但可以继续使用的起重机械，应当按照安全技术规范的要求通过检验或者安全评估，并办理使用登记证书变更，方可继续使用。使用期间，应当采取加强检验、检测和维护保养等措施，确保使用安全。 3吊钩报废 3.1锻造吊钩锻造吊钩出现下列情况之一时，应当报废： (1) 表面裂纹； (2) 钩口的开口尺寸达到使用前基本尺寸的10% ； (3) 钩身的扭转角达到10°； (4) 钩柄产生塑性变形； (5) 危险断面的磨损量达到名义尺寸的5% ； (6) 钩柄直径腐蚀达到名义尺寸的5%。 3.2叠片式吊钩叠片式吊钩出现下列情况之一时，应当报废： (1) 表面裂纹；

西南交通大学钢桥课程设计75.4m详解

西南交通大学钢桥课程设计单线铁路下承式栓焊简支钢桁梁桥课程设计姓名：学号：班级：电话：电子邮件：指导老师：设计时间：2016.4.15——2016.6.5

目录第一章设计资料 (1) 第一节基本资料 (1) 第二节设计内容 (2) 第三节设计要求 (2) 第二章主桁杆件内力计算 (3) 第一节主力作用下主桁杆件内力计算 (3) 第二节横向风力作用下的主桁杆件附加力计算 (7) 第三节制动力作用下的主桁杆件附加力计算 (8) 第四节疲劳内力计算 (10) 第五节主桁杆件内力组合 (11) 第三章主桁杆件截面设计 (14) 第一节下弦杆截面设计 (14) 第二节上弦杆截面设计 (16) 第三节端斜杆截面设计 (17) 第四节中间斜杆截面设计 (19) 第五节吊杆截面设计 (20) 第六节腹杆高强度螺栓计算 (22) 第四章弦杆拼接计算和下弦端节点设计 (23) 第一节 E2节点弦杆拼接计算 (23) 第二节 E0节点弦杆拼接计算 (24) 第三节下弦端节点设计 (25) 第五章挠度计算和预拱度设计 (27) 第一节挠度计算 (27) 第二节预拱度设计 (28) 第六章桁架桥梁空间模型计算 (29) 第一节建立空间详细模型 (29) 第二节恒载竖向变形计算 (30) 第三节活载内力和应力计算 (30) 第四节自振特性计算 (32) 第七章设计总结 (32)

第一章设计资料第一节基本资料 1设计规范：铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1-2005），铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002.2-2005）。 2结构轮廓尺寸：计算跨度L=70+0.2×27=75.4m，钢梁分10个节间，节间长度d=L/10=7.54m，主桁高度H=11d/8=11×7.46/8=10.3675m，主桁中心距B=5.75m，纵梁中心距b=2.0m，纵梁计算宽度B0=5.30m，采用明桥面、双侧人行道。 3材料：主桁杆件材料Q345q，板厚 40mm，高强度螺栓采用40B，精制螺栓采用BL3，支座铸件采用ZG35II、辊轴采用35号锻钢。 4 活载等级：中—活载。 5恒载（1）主桁计算桥面p1=10kN/m，桥面系p2=6.29kN/m，主桁架p3=14.51kN/m，联结系p4=2.74kN/m，检查设备p5=1.02kN/m，螺栓、螺母和垫圈p6=0.02（p2+ p3+ p4），焊缝p7=0.015（p2+ p3+ p4）; （2）纵梁、横梁计算纵梁（每线）p8=4.73kN/m（未包括桥面），横梁（每片）p9=2.10kN/m。 6风力强度W0=1.25kPa，K1K2K3=1.0。 7工厂采用焊接，工地采用高强度螺栓连接，人行道托架采用精制螺栓，栓径均为22mm、孔径均为23mm。高强度螺栓设计预拉力P=200kN，抗滑移系数μ0=0.45。

起重机箱形主梁疲劳寿命.

起重机箱形主梁疲劳寿命起重机作为一种代替人力劳动用于物料搬运的工程机械产品, 随着我国经济建设的发展,对其需求量越来越大, 对其性能的要求也越来越高。箱形主梁作为起重机重要承载构件之一, 直接影响起重机的作业能力, 而疲劳破坏又是起重机箱形主梁常见的破坏形式。因此, 研究起重机箱形主梁的疲劳寿命就显得尤为重要, 这样能对起重机箱形主梁结构抗疲劳性能的提高做好充足的理论准备。本文结合相关文献的理论研究成果、应用ANSYSt限元分析软件以及nSoft疲劳仿真软件, 通过对起重机箱形主梁疲劳寿命的研究, 完成以下内容： 1. 对有限元分析理论在起重机金属结构分析方面的应用进行总结，并归结出约束方式对有限元分析结果的影响, 分别采用壳单元和实体单元两种单元对箱形主梁结构进行建模, 对计算结果进行对比分析, 得到了网格划分对计算结果所造成的影响。 2. 利用有限元分析软件ANSYSS立箱形主梁结构的有限元模型，进行模型的静态应力分析, 采用瞬态动力学分析方法得到结构的应力时间历程, 结合Matlab 产生的随机起重量产生典型循环载荷块, 最后将有限元分析结果文件导入nSoft 软件当中, 与材料的S-N 曲线和Miner 线性累计损伤准则相结合, 采用软件当中的Fe- Fatigue 模块对箱形主梁结构的疲劳寿命进行计算, 得到箱形主梁结构的疲劳寿命, 并进一步研究了箱形主梁隔板与下翼缘板之间的间隙对结构疲劳寿命的影响。同时进行了疲劳试验的部分工作。 3. 结合某集装箱门式起重机箱形主梁出现疲劳裂纹的案例,对该集装箱门式起重机进行实地调研,测量出疲劳裂纹的数量和分布情况, 运用本文理论计算方法分别按照原始设计数据和小车轨道存在偏心距、同时上翼缘板板厚变薄两种情况分别计算其箱形主梁疲劳寿命。最后提出具体的修复措施。本文成功的将统计理论、有限元分析以及疲劳寿命计算方法等内容有机的结合起来用于估算结构的疲劳寿命, 研究成果为起重机箱形主梁结构的疲劳寿命预估提供了理论支持。同主题文章 [1] . 岳明君,蔡兰蓉,张华波. 非标压力机箱形主梁全约束优化设计' [J]. 现代制造工程. 2005.(02) [2] . 王生，严晓宇. 起重机箱形主梁的概率断裂力学分析' [J]. 太原重型机械学院学报. 1995.(02) [3] . 杨霞林,周洁华. 斜拉桥箱形主梁底板厚度的参数分析' [J]. 兰州交通大学学报. 2003.(06) [4] . 于兰峰. LDF 型单梁桥式起重机小偏轨箱形主梁的优化设计' [J]. 机械科学与技术. 1996.(02) [5]. 李华. 箱形主梁的三维参数化设计及有限元分析' [J]. 起重运输机械.

初中物理大题集练——能源与可持续发展

初中物理大题集练——能源与可持续发展 1、我市地处沿海，风力资源极为丰富，随着各项大型风力发电项目的建设，我市将成为广东省知名风力发电基地。如图甲是某地风力发电的外景。风力发电机组主要由风机叶片和发电机组成。请回答下列问题：（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的（选填“可再生”或“不可再生”）能源；（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度（选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同而产差，使风叶旋转；（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机是利用原理，把机械能转化为电能；（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像可以知道，当风速在v1到v2之间时，风速越大，发电机组的电功率；（5）请你根据图像判断，台风来临时，能否给风力发电带来最大的经济效益？（选填“能”或“不能”）。 2、如下图甲是我国某公路两旁风光互补路灯系统的外景，其中的风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成；该风力发电机的输出功率与风速的关系图像如图乙所示。请回答：（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、_____（填“可再生”或“不可再

生”）能源；（2）风力发电机利用_________原理把_________转化为电能；（3）由图乙图像可知，能使该风力发电机组产生电能的风速范围是_________（用图像中的字母表示）；（4）下表给出的是在不同风速下该风力发电机的输出功率。请根据表中信息回答： ①当风速为8 m／s时，该风力发电机的输出功率为_________W； ②当风速为16 m／s时，这台风力发电机工作1 s所产生的电能可供1只“12 V 60W”电灯正常工作2 s，那么风力发电机发电的效率为_________。 3、2015年3月，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”（如图所示）开始首次环球飞行，途径我国重庆和南京两个城市，此行的重要目的是传播新能源概念。（1）该飞机白天飞行时，利用高效太阳能电池版将电磁能（太阳能）转化为____________能；夜间飞行时，利用其超轻薄离子电池储备的____________能转化为电能，首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油。（2）该机从重庆飞往南京的航程约为1260千米，用时17.5小时。则它的飞行速度为多少千米/小时？（3）为降低飞行时的能量消耗，该机选用新型轻质材料，取面积为1平方米，厚度为1毫米的新型材料，测得其质量为250克，则该材料的密度为多少？（4）该机计划从南京起飞后直飞美国夏威夷，是此次环球航行中最具挑战性的一段航程，飞行时间长达120小时，飞行过程中依靠平均功率为10千瓦的电动机提供动力，其消耗的能源全部由电池板吸收的太阳能提供，则此段航行中至少需要吸收多少太阳能？（太阳能电池板的转化功率约为30%） 4、如图所示，2015年3月31日，无需一滴燃料的世界最大太阳能飞机“阳光动力”2号降落在重庆江北国际机场，并于当天在重庆巴蜀中学开启中国首个

塔式起重机寿命界定

问诊塔式起重机寿命界定专家答疑解惑(图) 2012/02/27 19:20来源：第一工程机械网随着高层大型建筑逐年增多，塔式起重机成为建筑施工中使用最为普遍、且具有代表性的建筑施工机械，已成为必不可少的重要起重设备，同时，国家也将其纳入特种设备管理范畴。技术发展快、市场需求旺、管理难度大是塔式起重机行业发展的明显特点。2007年，《建设部关于发布建设事业“十一五”推广应用和限制禁止使用技术（第一批）的公告》（第659号）发布，对建筑施工塔式起重机的使用情况作如下规定：630kN·m以下（含630kN·m）、出厂年限超过10年（不含10年）的塔式起重机；630～1250kN·m（不含630kN·m）、出厂年限超过15年（不含15年）的塔式起重机；1250kN·m以上、出厂年限超过20年（不含20年）的塔式起重机，由有资质评估机构评估合格后，方可继续使用。虽然建设部做了明文规定，但是从目前来看，并没有得到很好的落实，且有关塔式起重机寿命界定的话题长期以来在业内并没有形成统一共识，那么，有哪些因素会影响塔式起重机的使用寿命？建设部的规定是否合理？有哪些措施可提高塔式起重机的使用寿命？本文就这些话题展开讨论。影响塔式起重机工作寿命的因素周馥隆：塔式起重机作为特种工程机械，有哪些因素会影响其工作寿命？龚春明：塔式起重机尽管有其自身的结构特点，但是还是和其他施工机械一样，影响其使用寿命的因素也存在于以下3个环节。首先是设计环节。目前，我国对塔式起重机的设计单位没有特别的要求，即未进行设计许可管理，除了大型企业可以自行设计和开发新型塔式起重机外，中小型企业基本上都是依托科研院所设计产品。目前设计人员所依据的设计标准主要为《塔式起重机设计规范》（GB/T13752—1992）、《起重机设计规范》(GB/T3811—2008)及《塔式起重机》（GB/T5031—2008）等标准，当然也得首先符合《塔式起重机安全规程》（GB5144—2006）的要求，前面2个标准均采取根据塔式起重机的利用等级和载荷状态确定其工作级别，再根据工作级别、利用等级及其应力循环次数的范围进行设计计算，而应力循环和工作循环有一定的关系，再由工作循环结合塔式起重机的假定使用条件折算出塔式起重机的预估使用寿命，即塔式起重机的设计寿命，也就是说塔式起重机在设计时会有一个设计寿命，塔式起重机设计寿命是使用寿命的基础。塔式起重机的设计寿命为什么建议按15～30年计算，是因为设计寿命并不是越长越好，还要考虑制造工艺是否能够达到，考虑经济价值、安全使用、技术更新等方面的因素。在不考虑制造和使用环节的情况下，设计总体结构是否合理，采用的材料是否满足设计计算的条件，连接部位的结构处理及连接件的选用是否恰当等都会对其寿命有很大的影响。

风力发电机组维护检修流程及工艺要求

风力发电机组维护检修流程及工艺要求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C T R L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C T R L或S HI FT 键可以激活想要的功能。功能键 EN T ER用来确定通过数字键盘输入的参数值和某些菜单的确认ST OPWEC停机：风机正常停机。RE S E T复位和执行自动运行。 ST AR T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

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

起重机的安全工作寿命年限

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起重机的安全工作寿命年限任何一台起重机在它的整个使用期中虽然要经过多次大修, 每次大修期间都会更换一些易损件，如钢丝绳、滚动轴承、开式齿轮、车轮、制动器摩擦片、制动轮及电气设备等, 而这些局部零部件的更换并不表示整台起重机工作寿命的终结；但是在一台起重机使用多年后, 一旦其结构不断地出现严重的疲劳裂纹, 达到使起重机或小车不能正常工作时, 则认为整个起重机不能再安全地工作。因此, 起重机的安全工作寿命年限主要地取决于其金属结构不产生疲劳裂纹的工作年限( 我国起重机结构的寿命划定在15年到５0年之间,一般为30年) 。因此起重机工作级别的划分目前是以金属结构的疲劳设计理论为依据。目前疲劳设计的方法主要有三种： 1)无限寿命设计?要求结构在无限长的使用期间不发生疲劳破坏，结构应力要小于疲劳极限。起重机结构受载是变化的, 这时材料的疲劳抗力一般用交变应力与破坏循环次数N的关系曲线( 即S－N曲线)来衡量。对钢铁材料的S-N曲线有一条水平渐近线, 转变点大致在10６—107，通常认为，只要经过1０７次循环不破坏，它就可承受无限多次循环。钢铁材料腐蚀介质中S-N曲线没有水平渐近线，但也有一个逐渐平坦段，仍可以１07循环时作为失效应力, 这时称为条件疲劳极限。?(２)有限寿命设计起重机工作级别分级的理论基础是有限寿命设计的概念——线性累积损伤理论。?起重机疲劳寿命的估算原理是认为疲劳损伤的形成是材料在交变载荷作用下先发生局部滑移和屈服，随后出现裂纹并逐渐扩展，最终导致疲劳破坏。?(3) 损伤容限设计?损伤容限设计是根据断裂力学的原理来推断机械零件或结构件中出现了裂缝将会怎样扩展，以预测在多少时间内是否还能保证起重机安全使用的设计方法。即允许机械零件或结构件出现一定程度的裂缝, 并且保证在下次检查前能安全使用。此方法对起重机结构设计尚在研究中。起重机械报废相关规定 1 报废基本条件与处理起重机械具有下列情形之一的，产权单位应当依法履行报废义务，采取必要措施消除起重机械的使用功能,并向原登记部门办理使用登记证书注销手续。 1) 存在严重事故隐患, 无改造、修理价值的； (2) 达到设计使用年限不能继续使用的或者满足整机报废条件的。 2 金属结构报废 1) 主要受力构件断面腐蚀达到设计厚度的10% 时,如不能修复,应当报废; 2) 起重机主要受力结构件产生塑性变形,致使工作机构不能正常、安全运行时,如果不能修复，应当报废； (3) 起重机主要受力结构件的母材或者焊缝产生裂纹可能影响安全运行时，如果不能修复,应当报废； (４) 用结构母材作为运行轨道的主要承载结构件,由于磨损致使结构承载能力降低,应当通过维修使其达到使用要求，当超过原计算应当力的15％时,如不能修复应当报废; (5)起重机械主要受力构件失去整体稳定性时不允许修复，应当报废。对达到设计使用年限但可以继续使用的起重机械，应当按照安全技术规范的要求通过检验或者安全评估，并办理使用登记证书变更，方可继续使用。使用期间,应当采取加强检验、检测和维护保养等措施,确保使用安全。 3 吊钩报废 3.１锻造吊钩锻造吊钩出现下列情况之一时,应当报废： (１)表面裂纹； 2) 钩口的开口尺寸达到使用前基本尺寸的10％; (3) 钩身的扭转角达到1０°； (4) 钩柄产生塑性变形; 5)危险断面的磨损量达到名义尺寸的5%; (6) 钩柄直径腐蚀达到名义尺寸的5%。 3． 2 叠片式吊钩叠片式吊钩出现下列情况之一时，应当报废: (1) 表面裂纹； (2) 吊钩的危险断面及钩颈处有塑性变形，或每一钩片侧向变形的弯曲半径小于板厚的10倍; ３) 危险断面的磨损量达到名义尺寸的5％。

风力发电机叶片材料的选用

风力发电机叶片材料的选用叶片是风力发电机组的重要构件。它将风能传递给发电机的转子，使之旋转切割磁力线而发电。为确保在野外极其恶劣环境中长期不停、安全地运行，对叶片材料的要求是：①密度小且具有最佳的疲劳强度和力学性能，能经受住极端恶劣条件和随机的负荷（如暴风等）的考验，确保安全运转20年以上；②成本（精确说为分摊到每度电的成本）低；③叶片的弹性、旋转时的惯性及其振动频率特性曲红都正常，传递给整个发电系统的负荷稳定性好； ④耐腐蚀、耐紫外线（UV）照射和抗雷击性好；⑤维护费用低。 FRP完全可以满足以上要求，是最佳的风力发电机叶片材料。 1.1 GFRP 目前商品化的大型风机叶片大多采用玻璃纤维增强塑料（GFRP）制造。GFRP叶片的特点为： ①可根据风机叶片的受力特点来设计强度与刚度风机叶片主要是纵向受力，即气动弯曲和离心力，气动弯曲载荷比离心力大得多，由剪切与扭转产生的剪应力不大。利用玻璃纤维（GF）受力为主的受力理论，可将主要GF布置在叶片的纵向，这样就可使叶片轻量化。 ②翼型容易成型，可达到最大气动效率为了达到最佳气动效果，利用叶片复杂的气动外形，在风轮的不同半径处设计不同的叶片弦长、厚度、扭角和翼型，如用金属制造则十分困难。同时GFRP叶片可实现批量生产。 ③使用时间长达20年，能经受108以上疲劳交变载荷GFRP疲劳强度较高，缺口敏感性低，内阻尼大，抗震性能较好。 ④耐腐蚀性好由于GFRP具有耐酸、碱、水汽的性能，可将风机安装在户外，特别对于近年来大力发展的离岸风电场来说，能将风机安装在海上，使风力机组及其叶片经受各种气候环境的考验。为了提高GFRP的性能，还可通过表面处理，上浆和涂覆等对GF进行改性。美国的研究表明，采用射电频率等离子体沉积去涂覆E-GF，其拉伸及耐疲劳性可达到碳纤维（CF）的水平。 GFRP的受力特点是在GF方向能承受很高的拉应力，而其它方向承受的力相对较小。叶片由蒙皮和主梁组成，蒙皮采用夹芯结构，中间层是硬质泡沫塑料或Balsa木，上下面层为GFRP。面层由单向层和±45°层组成。单向层可选用单向织物或单向GF铺设，一般用7或4GF布，以承受由离心力和气动弯矩产生的轴向应力；为简化成型工艺，可不用

锅炉送引风设计

摘要锅炉燃烧过程自动控制主要包括三项控制内容: 控制燃料量、控制送风量、控制引风量。为实现对燃料量、送风量和引风量的控制, 相应的有三个控制系统, 即燃料量控制系统、送风量控制系统和引风量控制系统。以上三个控制系统之间存在着密切的相互关联, 要控制好燃烧过程, 必须使燃料量、送风量及引风量三者协调变化。锅炉燃烧自动控制系统的基本任务是使燃料燃烧所提供热量适应外界对锅炉输出的蒸汽负荷的需求, 同时保证锅炉的安全经济运行。在锅炉燃料控制子系统中, 有三种方案控制燃料量, 分别为: 燃料反馈的燃料控制系统、给煤机转速反馈的燃料控制系统和前馈加反馈的燃料控制子系统。其中, 给煤机转速反馈的燃料控制子系统是目前应用最多的。送风控制一般采取串级比值控制系统, 辅之以含氧量校正信号。引风控制系统一般引入送风量前馈信号, 使送风量与引风量相匹配。锅炉送风机、引风机是锅炉系统的重要设备，对提高介质的燃烧利用率、保证锅炉的正常使用起着关键作用。本次课程设计主要针对燃煤锅炉燃烧的送、引风系统进行设计。关键词：锅炉、燃烧、自动控制、送引风

目录摘要...................................................................................................... I 1.锅炉燃烧过程分析. (1) 1.1磨煤机的工作原理 (1) 1.2给煤机的工作原理 (1) 1.3空气预热器 (1) 1.4一次风机工作原理 (1) 1.5送引风机工作原理 (1) 1.6燃烧器布置 (3) 2.燃烧过程控制任务和调节量 (4) 2.1.燃烧过程控制任务 (4) 2.2燃烧过程调节量 (4) 3.锅炉送、引风机风压及风量的理论计算 (5) 3.1送风机风压与风量的确定 (5) 3.2引风机的风压与风量的确定 (6) 4.锅炉燃烧过程控制基本方案及分析 (8) 4.1蒸汽出口压力控制系统分析 (9) 4.2燃料量控制系统 (9) 4.3送风量控制系统 (12) 4.4引风量控制系统 (14) 5.控制系统单元元件的选择 (16) 5.1变送器的选择 (16)

风力发电机叶片结构设计及其有限元分析(精品doc)

风力发电机叶片结构设计及其有限元分析摘要为了更好地发展我国的风力发电事业，实现风力发电机的国产化，必须深入开展风力机设计、分析方面的研究。本文根据传统的的叶片设计方法设计了2MW 风力机叶片，并生成三维几何模型，然后利用有限元模拟对叶片进行了振动模态分析，得到各阶振动频率和振型，为防止结构共振提供了依据。关键词：风力机，叶片，有限元模拟，优化 THE FE SIMULATION AND OPTIMAL DESIGN OF WIND TURBINE COMPONENTS ABSTRACT In order to promote the capability of design and manufacturing of wind turbine in China, more study should be done in the field of wind turbine design and analysis. In this paper, a blade for 2MW wind turbine is designed according to the traditional design procedure and the 3D geometrical model is created. Then the modal analysis is done through the FE simulation to get the frequency and mode shape, which provides the theoretic basis to prevent resonance.

风力发电机组叶片的故障分析及维护毕业设计

酒泉职业技术学院毕业设计（论文） 10 ___ 级风能与动力技术专业 s：风力发电机组叶片的故障分析及维护毕业时间:二0 — 0年六月学生姓名: 指导教师: 班级:风能与动力技术（1）班 2012 年H 月20 R

摘要一、风机叶片简介二、维护叶片的目的三、叶片产生问题的原因及故障分析（一）叶片产生问题的原因类型（二）风机叶片的常见损坏类型及诊断方法四、叶片的维护13 总结（一）叶片裂纹维护（二）叶片砂眼形成与维护（三）叶尖的维护参考文献致谢13 13 13 14 14 15

风力发电机组叶片的故障分析及维护扌商要：风机叶片是发电机组的动力源泉，是风电机组的关键部件之一，叶片状态的好坏直接影响到整机的性能和发电效率，应该引起风电企业的高度重视。风机多是安装在环境恶劣、海拔高、气候复杂的地区，而叶片乂恰恰是工作在高空、全天候条件下, 经常受到空气介质.大气射线、沙尘、雳电、暴雨、冰雪的侵袭，其故障率在整机中约占三分之一以上。定期检査，早期发现，尽快采取措施，把问题解决在萌芽状态是避免事故、减少风险、稳定电场收益的最有效方武。如果对问题的萌芽和苗头不重视，时间越长，问题积累越多，后果就越严Mo ih于叶片的事故多发在盛风期，停机修复必将带来很大的经济损失，如果是叶片彻底失效，不得不更换，造价昂贵的叶片，加上定货、运输、安装、调试……，企业将面临发电损失、高额的叶片费用和维修费用。叶片的设计寿命应该与主机一样至少工作20年，但是只有对叶片进行定期维护、维修，精心呵护，才能保证叶片与风机的其他部件一样长期稳定的丄作，才能为电场安全运行提供有力的保障。关键词：叶片：故障分析：维护一、风机叶片简介风力发电机叶片是一个复合材料制成的薄壳结构，结构上分根部、外壳、龙骨三个部分。类型多种，有尖头、平头、钩头、带襟翼的尖部等。制造工艺主要包括阳模一翻阴模 f铺层f加热固化一脱模一打磨表面一喷漆等。设讣难点包括叶型的空气动力学设 IN强度、披劳、噪声设计、复合材料铺层设计。工艺难点主要包括阳模加工、模翻制、树脂系统选用。叶片是一个大型的复合材料结构，其重量的90%以上山复合材料组成，每台发电机一般有三支叶片,每台发电机需要用复合材料达四吨之多。二.维护叶片的目的风机叶片是风电机组关键部件之一，其性能直接影响到整个系统的性能。叶片工作在高空，环境十分恶劣，空气中各种介质儿乎每时每刻都在侵蚀着叶片，春夏秋冬、酷?昌严寒、雳电、冰雹、雨雪、沙尘随时都有可能对风机产生危害，隐患每天都有可能演变成事故。据统讣，风电场的事故多发期多是在盛风发电期，而山叶片产生的事故要占到事故的三分之一，叶片发生事故电场必须停止发电，开始抢修，严重的还必须更换叶片，这必将导致高额的维修费用，也给风电场带来很大的经济损失。在我国风电开发还处于一个发展阶段，风场管理和配套服务机制尚不完善，尤其是风电企业对叶片的维护还没有引起充分认识，投入严重不足，风电场运转存在许多隐患，随时都会出现许多意想不到的事故，直接影响到风电场的送电和经济效益。根据对风电场的调査和有关数据分析，并参阅了许多国外风电场维护的成功经验，我们对风电场的日常维护的必要性有了更深刻的了解。我认为，建立良好的叶片正常维护制度是保证风电场效益的基础，以少量的投入避免巨大的损失、换取最佳经济效益的最好方式。