[發(fā)明專利]用于風(fēng)力機(jī)塔架螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)的報(bào)警方法、系統(tǒng)及其終端

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210085911.3
• 申請(qǐng)日: 2022-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114427929B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊濤;張琛;胡迪;張穎;張家盛;譚親雄;梁偉超;肖煥秀;張傳虎;張?jiān)艕?/a>;吳磊;羅威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);武漢華科能源環(huán)境科技股份有限公司;華能武漢發(fā)電有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01L5/24
• 分類號(hào): G01L5/24;G08B21/18
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本發(fā)明屬于螺栓松動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種用于風(fēng)力機(jī)塔架螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)的報(bào)警方法、系統(tǒng)及其終端，用于風(fēng)力機(jī)塔架螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)的報(bào)警方法包括：通過(guò)將螺母和螺栓之間的相對(duì)位移量轉(zhuǎn)換為磁鐵磁力的變化，并利用壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力信號(hào)的變化，判斷螺栓松動(dòng)位移量，進(jìn)行螺栓的松動(dòng)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明提出了一種用于風(fēng)力機(jī)塔架螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)的報(bào)警方法，通過(guò)將螺母和螺栓之間的相對(duì)位移量轉(zhuǎn)換為磁鐵磁力的變化，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為壓力信號(hào)的變化，以實(shí)現(xiàn)螺栓的松動(dòng)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明可用來(lái)解決現(xiàn)有監(jiān)測(cè)手段效率低、周期長(zhǎng)、自動(dòng)化水平不高等問(wèn)題，為風(fēng)力機(jī)的安全可靠運(yùn)行提供科學(xué)性指導(dǎo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于螺栓松動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于風(fēng)力機(jī)塔架螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)的報(bào)警方法、系統(tǒng)及其終端。

背景技術(shù)

目前，發(fā)展可再生能源、推動(dòng)能源行業(yè)向綠色轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)過(guò)程中不可或缺的環(huán)節(jié)。近年來(lái)，風(fēng)電行業(yè)在全球范圍內(nèi)發(fā)展迅速，而我國(guó)的風(fēng)能資源十分豐富，風(fēng)能資源總儲(chǔ)量約為30億kw。2020年，全國(guó)并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)28153萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)34.6％，占全部裝機(jī)容量的12.79％。風(fēng)能已經(jīng)成為了我國(guó)電力的重要來(lái)源，在發(fā)電中的占比僅次于火力和水力發(fā)電。

然而，風(fēng)力資源的不確定性，會(huì)使得塔筒的連接螺栓長(zhǎng)期受動(dòng)載荷的作用，引起螺栓預(yù)緊力降低，產(chǎn)生松動(dòng)。螺栓松動(dòng)會(huì)導(dǎo)致塔筒間的連接力不足，遇到大風(fēng)天氣容易倒塌。風(fēng)機(jī)倒塌不僅帶來(lái)嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失，還有可能出現(xiàn)人員傷亡的安全隱患。2016年，某風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生一起風(fēng)電機(jī)組倒塌事故，機(jī)組直接報(bào)廢。事故發(fā)生的原因是風(fēng)電機(jī)組中下段塔架的法蘭連接處的螺栓發(fā)生了松動(dòng)，但運(yùn)維人員并沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)這一問(wèn)題，最終因?yàn)槁菟〝嗔褜?dǎo)致塔架倒塌。

在這個(gè)背景下，需要尋找一種應(yīng)用于風(fēng)力機(jī)塔筒螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)的低成本、高效的方法，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)螺栓松動(dòng)的微小位移，提高風(fēng)力機(jī)運(yùn)行的安全性，減少因倒塌事故帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。

通過(guò)上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及缺陷為：

(1)目前，關(guān)于螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究，主要有振動(dòng)法、應(yīng)變法、聲發(fā)射法等。這些方法均需要配備精密的檢測(cè)儀器或設(shè)備，在風(fēng)力機(jī)塔架復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境下檢測(cè)精度低、使用壽命短；且風(fēng)力機(jī)塔架法蘭連接處螺栓數(shù)目眾多，上述方法無(wú)法在保證經(jīng)濟(jì)性的前提下做到面面俱到。

(2)現(xiàn)有風(fēng)場(chǎng)的螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)還是依靠人力，工人會(huì)定期用力矩扳手檢查螺栓預(yù)緊力，這方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且無(wú)法避免檢查過(guò)程中出現(xiàn)漏檢等問(wèn)題。而且當(dāng)螺栓承受過(guò)大的載荷時(shí)，會(huì)改變其金相組織，螺栓雖然看起來(lái)沒(méi)有異樣，但繼續(xù)承受載荷時(shí)，螺栓很有可能會(huì)發(fā)生塑性變形，在極端情況下甚至?xí)嗔选?/p>

(3)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)手段無(wú)法準(zhǔn)確獲知螺栓松動(dòng)的位移量，自動(dòng)化與信息化水平不高。

解決以上問(wèn)題及缺陷的難度為：

風(fēng)力機(jī)塔架螺栓數(shù)量眾多，塔架內(nèi)部電子電氣干擾強(qiáng)，如何提高塔架螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化與信息化水平是現(xiàn)有的一大難題。

解決以上問(wèn)題及缺陷的意義為：

通過(guò)對(duì)風(fēng)力機(jī)塔架螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)的報(bào)警方法、系統(tǒng)及其終端的研究，能有效降低螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)成本，防止倒塔事故的發(fā)生，提高風(fēng)力機(jī)信息化運(yùn)維水平。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于風(fēng)力機(jī)塔架螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)的報(bào)警方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于風(fēng)力機(jī)塔架螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)的報(bào)警方法，所述用于風(fēng)力機(jī)塔架螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)的報(bào)警方法包括：

通過(guò)將螺母和螺栓之間的相對(duì)位移量轉(zhuǎn)換為磁鐵磁力的變化，并利用壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力信號(hào)的變化，判斷螺栓松動(dòng)位移量，進(jìn)行螺栓的松動(dòng)監(jiān)測(cè)。

進(jìn)一步，所述用于風(fēng)力機(jī)塔架螺栓松動(dòng)監(jiān)測(cè)的報(bào)警方法包括以下步驟：