投稿

趣味科普!十几米的风速都抗不了? 涡激振动——风电机组寿命“终结者”

   日期:2019-03-15     来源:风能专委会    浏览:3508    评论:0    
话说,风电机组连50年一遇的极限风速都扛得住(一般30m/s以上),甚至连台风都扛得住,怎么就扛不住普普通通十几米的风了?


这一切源自一个深奥的“流体动力学知识点”——卡门涡街~~

简单来说,就是风吹过风电机组的塔架时,会产生……………“卡门涡街”


敲黑板,“卡门涡街”就是:非流线型物体,在稳定的流体中,都会在物体两侧周期性交替的产生脱离结构表面的旋涡


双击666~~~说漩涡不就懂了嘛

水流过石头后,形成1-2串漩涡


卡门涡街:艾玛现形了

旗杆后的卡门涡街让红旗来回招展


卡门涡街:这个锅我背

八错,水流过桥墩,风吹过高塔、烟囱、电线等都会形成卡门涡街,就这么神奇


当这个漩涡脱落的频率与物体的固有频率相近时,就可能引发物体的共振,也就是涡激振动

莂小看涡激振动,伦家分分钟导致不可描述的事情~~美国的塔科马海峡大桥,就在上个世纪以这样的方式结束了生命。令人匪夷所思的是吹垮大桥的风不过8级(17.2~20.7m/s)而已。但它在风中诡异扭动的画面,却广为流传。


对于风电机组圆圆的塔架而言,就是这样

哎妈呀,摇摆起来了

换个角度看,就是这样:


一阶涡激振动(垂直风向左右摇摆,基本是顶部作妖)

或者这样


二阶振动(也是垂直风向左右摇摆,然鹅顶部几乎不动,中部摆动)

那问题来了,为神马以前都不注意这事哩?


这要从引发涡及振动的风速说起

以前的塔架比较矮,够刚,频率高,让它涡激振动的临界风速(危险风速)比较高,风电机组很难遇到这种风速,可忽略不计。

而现在经常被使用的全钢高塔,比较柔,频率低,让它涡激振动的临界风速(危险风速)并不高,风电机组一不小心就能遇到这种风速,没法忽略啊(捂脸)。


一阶涡激振动会影响风电机组的吊装(塔顶晃来晃去)

二阶涡激振动,其对塔架的损伤会很大

它会快速消耗塔架的寿命,甚至有可能整出超大的极限载荷,让机组直(wu)接(fa)破(wan)坏(hui)

看看某140m塔架的寿命图


模拟显示,某140m塔架1分钟涡激振动消耗的寿命相当于4天正常运行消耗的寿命,也就是累积涡激振动约30小时就会发生疲劳破坏!

如果实际运行过程中风速达到临界风速范围内,就可能发生危险!(十几米都扛不住^&%*@#)

伤害这么大,还有救吗?


可喜的是,还真有!


对于一阶涡激振动,使用最多的措施是:吊装期间,顶部塔筒加装扰流条,破坏卡门涡街漩涡的形成,从而防止涡激振动


另外还有在吊装期间直接安装可拆卸阻尼器的方式

在机组吊装完成后长时间不并网;或运行期间突然长时间断网的情况下,机组均无法正常对风,将容易出现二阶涡激振动。

因此在平时运行维护中,要特别注意不能随便断网停机。


那摸,二阶涡激振动有啥应对的措施?

简单粗暴的方法就是,外接电源,让机组还能正常偏航对风


如外接柴油发电机

或者直接用绳子拽起来


如斜拉索(国内目前还没见过)

还有加装硬件阻尼的方式


如摆锤加阻

还有一些方式,比如通过调整叶片姿态,增加机组气动阻尼,来抑制涡激振动的

那问题又来了,涡激振动风险那么大,这些应对措施都有效吗?效果有多少?随便用一个阔以吗?需不需要经验评估?测试验证?是不是该叫佩奇(哼哼)爬风机上瞅一瞅??

 

微信扫一扫
投稿联系:张先生 13844866317 新闻投稿咨询QQ: 35845245
邮箱:news#ne21.com(请将#换成@)
打赏
 
更多>同类风电
0相关评论

推荐图文
推荐风电
点击排行
网站首页  |  关于我们  |  资源合作  |  诚聘英才  |  会议定制  |  领导关怀  |  营销服务  |  联系我们  |  帮助中心  |  网站地图  |  排名推广  |  积分换礼  |  RSS订阅  |  违规举报