風(fēng)電機(jī)組如何避免渦激振動(dòng)

風(fēng)電機(jī)組吊裝過程中有這樣一個(gè)規(guī)定：頂端塔筒吊裝完后，當(dāng)天必須完成機(jī)艙吊裝。

這是為什么呢？

原因就在于“渦激振動(dòng)”的存在。

風(fēng)機(jī)塔筒的渦激振動(dòng)，是大跨度的塔筒在低風(fēng)速下出現(xiàn)的一種風(fēng)致振動(dòng)現(xiàn)象。從流體的角度來分析，任何非流線型物體，在一定的恒定流速下，都會(huì)在物體兩側(cè)交替地產(chǎn)生脫離結(jié)構(gòu)物表面的旋渦。

假若塔筒的自振頻率與漩渦的發(fā)放頻率相接近，就會(huì)使塔筒發(fā)生共振破壞，因此這種渦激振動(dòng)是極其有害的，而風(fēng)機(jī)設(shè)備高昂的造價(jià)使其無法承受一次這種類型的破壞，因此，最大限度地避免被渦激振動(dòng)破壞，要求風(fēng)機(jī)塔筒安裝過程一步到位。

一般來說，防止渦激振動(dòng)可采取兩方面措施：一是對(duì)于構(gòu)件進(jìn)行剛性加固，或者增大尺度提高其剛度，改變構(gòu)件的自振頻率，避免它與漩渦發(fā)放頻率相接近；二是想辦法改變構(gòu)件后的尾流場(chǎng)，破壞尾流場(chǎng)漩渦的規(guī)律性泄放，如在結(jié)構(gòu)上安裝螺旋線立板和改變結(jié)構(gòu)截面形狀等。

在風(fēng)電行業(yè)，有以下五種方法來抑制塔筒的渦激振動(dòng)。

一、安裝擾流條

在塔筒上安裝擾流條，用于打亂風(fēng)的軌跡，使其不能形成頻率穩(wěn)定的漩渦，以此避免與塔筒自身頻率相匹配而造成的破壞性的渦激振動(dòng)。

二、利用阻尼器

阻尼器，是以提供運(yùn)動(dòng)的阻力，耗減運(yùn)動(dòng)能量的裝置，對(duì)于補(bǔ)償拾振器擺系統(tǒng)中很小的摩擦和空氣阻力，改善頻率響應(yīng)等具有重要作用。阻尼器利用擺錘的反方向慣性力可顯著抑制塔筒振動(dòng)的響應(yīng)幅度。

三、安裝纜風(fēng)繩

通過安裝纜風(fēng)繩施加外力，破壞塔筒兩側(cè)的氣動(dòng)受力情況，限制塔筒初始晃動(dòng)的位移幅度，從而無法產(chǎn)生剛體自由狀態(tài)下的渦激，抑制擺振，導(dǎo)致塔筒無法讓渦激過程中晃動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)能量產(chǎn)生累計(jì)。

四、安裝機(jī)艙和葉輪

安裝機(jī)艙后，不管風(fēng)從哪個(gè)角度吹來，都會(huì)受到機(jī)艙的影響，從而使得塔筒共振的穩(wěn)定漩渦受到影響；安裝葉輪后，不管風(fēng)從那個(gè)角度吹來，都會(huì)受到葉輪的影響，從而產(chǎn)生流場(chǎng)的變化，使得塔筒共振難以形成穩(wěn)定漩渦。

五、吊裝時(shí)關(guān)閉塔筒門

當(dāng)塔筒底部門關(guān)閉時(shí)，由于空氣本身的流通性和不可壓縮性，會(huì)在塔筒內(nèi)部起到阻尼器的效果，從而會(huì)減小塔筒的振動(dòng)幅度。