白 杰 ，曹 恒

1.寧夏賀蘭山風(fēng)力發(fā)電廠，寧夏銀川 750001

2.寧夏賀蘭山風(fēng)力發(fā)電廠，寧夏銀川 750001

1 測量方案

首先選擇一觀測點A，該點必須滿足條件：到塔筒的距離遠大于塔筒的半徑。通過全站儀觀測外塔筒的兩個邊緣（B，C），可以確定∠BAC的角度，從而得到了∠BAO的角度，由此確定底塔筒的圓心O點的位置，同時也確定AO與低塔筒的外邊緣的交點X的位置，即可測量到AX的長度。同樣的方法確定也可確定M點的位置，這樣就可以精確的測量到∠MAO的大小。

直線HOQ與AO垂直，這樣在直角三角形AOH中可以計算出HO的長度：

HO=AO·tg∠HAO，其中，AO=AX+XO

XO為底塔筒的半徑，直接測量并不精確，這時可以測量底塔筒的周長S，從而計算出半徑XO=S/2Л

接下來在與AO垂直的方向，選取第2個觀測點Q，同樣要求，Q到塔筒的距離遠遠要大于塔筒半徑，用和上述同樣的方法，可以測量出∠MQO的大小，同時由于A點的選點要求，即到塔筒的距離遠大于塔筒的半徑，所以∠MAO是很小的，也就是可以近似看作直線HQ是垂直于AH的，這樣在直角三角形MHQ中可以計算出：MH=HQ·tg∠HQO，其中：HQ=OQ±HO

正負符號的選擇取決于Q點位置的選取，如圖所示，HQ=OQ+HQ，若Q點選在AO的另一邊則HQ=OQ-HO。

這樣，在直角三角形MHO中，兩直角邊已經(jīng)知道，便可以計算出偏移量MO的大小：MO=

針對各種風(fēng)機要求可以判斷該偏移量是否在允許的范圍之內(nèi)，例如某風(fēng)機的規(guī)定傾斜度最大許可值為8mm/m,對于65m的塔筒，其偏移量的最大值為：8×65mm=520mm。當(dāng)MO在該范圍之內(nèi)，即為可以允許的。

2 風(fēng)機運行對塔筒傾斜造成的影響

風(fēng)力發(fā)電機組的葉輪大多是由三條窄而長的槳葉構(gòu)成，空氣的動力在槳葉上產(chǎn)生了兩種效果的力：升力和推力，升力用來推動槳葉旋轉(zhuǎn)使發(fā)電機風(fēng)力機發(fā)電，而水平方向的推力對風(fēng)力機是破壞力，不但不對發(fā)電產(chǎn)生任何作用，還使風(fēng)機及塔筒受到了水平及方向的載荷。

G為塔筒之外的風(fēng)力發(fā)電機所有部件的重量，假設(shè)它和塔筒中心不在一條線上，離心距離為e；F為風(fēng)對風(fēng)機的推力；M為風(fēng)機的升力的作用力距。

在這些作用力下塔筒會發(fā)生彎曲變形，進而影響頂、底塔筒中心的偏移量。

現(xiàn)用疊加法計算偏移：

2.1 推力F的影響

在推力F的作用下，塔筒會向F力的方向（即右邊）彎曲，因此產(chǎn)生的偏移為：

2.2 升力力矩M的影響

在升力力矩M的作用下，塔筒會向面向紙張向里的方向彎曲，此時產(chǎn)生的偏移為：

2.3 重力G產(chǎn)生的影響

G為塔筒之外的所有風(fēng)力發(fā)電機的重量，它和塔筒中心不在一條線上，離心距離為e，

其中，等效力矩MG=G·e ，此時產(chǎn)生的偏移為水平方向，

每個葉片受到的推力的經(jīng)驗公式為F葉片=K2Sv2

3 公式分析

塔筒材料和幾何形狀的選擇對于降低風(fēng)機運行時的變形是十分有效的，因為制造、搬運輸?shù)仍驅(qū)е戮植繀^(qū)域塔筒材料的彈性模量E和關(guān)于中性軸的慣性距I減小，從而使變形擴大，對風(fēng)機的影響可能是毀滅性的，因此在風(fēng)機吊裝初期對于塔筒的驗收檢查應(yīng)當(dāng)嚴謹科學(xué)。建議在驗收過程中增加塔筒傾斜度測量項目；對于運行時間較長的風(fēng)電廠，建議將塔筒傾斜度測量納入風(fēng)機技術(shù)監(jiān)督項目，定期進行檢查。

適當(dāng)?shù)恼{(diào)整風(fēng)機除塔筒外其他部分葉片和機艙的重心位置，即調(diào)整公式中e的大小和正負號，對于減小運行時的塔筒變形量是有幫助的。

[1]鴻文主編.材料力學(xué).3版.高等教育出版社.

[2]蘇紹禹編著.風(fēng)力發(fā)電機設(shè)計與維護運行.中國電力出版社.