技術交流
作者：蘇簡豔 樊斌
摘要：隨著世界各國節約能源風潮的掀起，我國也開始致力於能源的節約和開發，而無汙染的能源更是世界各國所期待的。文章主要講述了風力發電廠塔架的吊裝及塔架的力學分析，並簡述了風力發電廠相關設備的管理及風力發電機組相應技術的發展情況。
關鍵詞：風力發電廠；塔架吊裝；塔架力學分析；垂直度控製
中圖分類號：TU721 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2011）33-0108-02
隨著世界各國節約能源風潮的掀起，我國也開始致力於能源的節約和開發，而無汙染的能源更是世界各國所期待的。而風力發電正符合了這些要求，它不僅無汙染，而且可以無限地發電，但是我國的風力發電廠還沒有真正的成熟，還是要從國外進口許多大型設備，但是我們必須真正做到靠自己的力量來建設我們自己的風力發電站。
一、風力發電廠塔架的吊裝
風力發電站機組的吊裝有許多的要求，也分為不同的步驟進行，在安裝時一定要按照安裝的安全要求和使用方法進行安裝設備，保證安裝時人員的安全和安裝時設備符合要求。
（一）吊裝安裝時的安全要求
1．在吊裝現場的要求：安裝設備的工作人員必須是經過安全培訓過的，並且安裝時現場除了指揮人員需要一直在現場之外，其他無關的人員一律退出現場，配合調度；現場的工作人員必須穿戴安全裝置，並且在雷雨天氣禁止安裝工作，現場不得人員停留。
2．在搬運和起吊時的要求：在沒有特殊情況下時，必須搬運和起吊必須要靠機械進行工作，而且搬運起吊之前要檢查設備的合格情況，查看設備的負荷量是否能在所承受的範圍，還有就是吊車的工作人員必須有上崗證且符合工作要求。
3．在接近風機時的要求：雷雨天氣時不得有人員接近風機，在雷雨天氣過去1個小時左右才能進入；進行固定時塔架門要在完全打開，並且吊物時，其周圍要確保無人，以保證人員的安全。
4．在風機內部的要求：工作人員需要穿戴安全裝置攀爬塔架，安全裝置一定要檢查仔細，避免有破損的情況，攀爬時要隨時檢查是否固定牢固，以免發生安全事故，並且吊裝要在風力一定的範圍內進行，以保證安全；在外部工作時要係好安全帶，工作工具放在安全位置；工作時必須兩人以上共同進行，並且使用對講機等保持聯係。
（二）風力發電機組吊裝的步驟
風力發電機組吊裝的步驟包括電控櫃的吊裝，塔架、機艙、發電機、葉輪的吊裝及輔助部件的安裝等。各種器械安裝時要嚴格按照要求進行工作，檢查設備是否符合要求，確保現場的安全。
二、塔架的力學分析
塔架在整個風力發電機組的作用主要就是支撐機艙和葉輪，然後把這些部件送到一定的高度以便使整個係統運行，從而得到一定的能量來驅動葉輪和帶動發電機發電。在整個風力發電機組中，塔架為了保證各機組能夠正常的運行必須要有符合要求的剛度和強度，而且還要保證機組在一些惡劣的外界條件下能夠安全的運行，並且塔架為了避免風向的不穩定性和機組所受影響的動態性必須要有足夠的抗疲勞的能力，隻有這樣才能成為整個機組的基礎。而目前的塔架為了滿足高度和剛度還有強度的要求，並且還要盡量地減輕重量以達到降低成本的要求一般都會設計成為柔性塔。其一階固有頻率一般都會比葉輪的旋轉率大，大約在1～3倍之間，因此在設計機組時還要把塔架和葉輪之間的共振情況考慮進去。在分析塔架時為了滿足塔架的要求必須要考慮的還有靜強度、屈曲和模態及疲勞度。在風力機塔架的使用過程中，由於塔架的圓錐狀結構，塔的屈曲要能夠承受極限破壞。對一般大型的風力機塔架鋼結構而言，其屈曲一般可以采用材料力學的方法進行研究，就是在計算時將塔架看成細杆或者是懸臂梁，但是這種方法是有局限的，其隻能得出一個估算值，估算之後還要用工程學算法和有限元算法進行進一步的計算。一般來說工程算法可以按照國外的公式進行設計，但是這有一個缺點，就是我國風力機的實際情況與國外的是不一樣的，所以公式也不能照搬照抄，我們還需要根據我國風力機的實際情況將一些公式進行調整，然後應用於我國的風力機組的設計分析。在分析最後，還要驗證結果的可靠性這就需要使用剛才說的有限元方法，而且風力機組的分析設計必須經過大量的論證才能得到一個較好的結果。