[發(fā)明專利]一種降噪、降載及防渦激振動的風(fēng)力發(fā)電機組

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211345000.6
• 申請日: 2022-10-31
• 公開（公告）號: CN115506948A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田家彬;張國偉;李輝;劉祥銀;王子月;焦守雷
• 申請（專利權(quán)）人: 中車山東風(fēng)電有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D13/20
• 代理公司: 山東舜源聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37359
• 代理人: 于曉曉

本發(fā)明所述的一種降噪、降載及防渦激振動的風(fēng)力發(fā)電機組，屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，包括塔筒、機廂及葉片，所述葉片通過所述機廂轉(zhuǎn)動設(shè)置于所述塔筒的頂部；葉片包括葉板根部、葉板中部和葉板尖部，葉片轉(zhuǎn)動軌跡對應(yīng)的塔筒區(qū)域上設(shè)有擾流器，擾流器包括套設(shè)在塔筒上的擾流箱，擾流箱由上至下依次設(shè)有與葉板根部對應(yīng)的第一擾流部、與葉板中部對應(yīng)的第二擾流部、與葉板尖部對應(yīng)的第三擾流部；第一擾流部、第二擾流部及第三擾流部上開設(shè)有通風(fēng)孔，第一擾流部和第三擾流部上的通風(fēng)孔分布密度均大于第二擾流部的通風(fēng)孔分布密度。根據(jù)對應(yīng)不同的葉片部位，調(diào)整各擾流部的通風(fēng)孔分布密度，進(jìn)而改變自然風(fēng)經(jīng)過塔筒的軌跡，降低風(fēng)載對塔筒的擾動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種降噪、降載及防渦激振動的風(fēng)力發(fā)電機組。

背景技術(shù)

隨著風(fēng)電市場的發(fā)展，風(fēng)電機組功率等級更大、葉片長度更長，且很多風(fēng)場選擇在居民區(qū)附近，對機組噪音要求更高。風(fēng)電機組運行過程中噪音產(chǎn)生是多種因素疊加的一個結(jié)果，有齒輪箱轉(zhuǎn)動噪音、發(fā)電機運行噪音、偏航制動噪音、葉片轉(zhuǎn)動時與塔筒激振噪音等。其中機組運行產(chǎn)生的噪音可通過提高零部件精細(xì)度降低，而葉片轉(zhuǎn)動時與塔筒激振噪音現(xiàn)有技術(shù)沒有較好的解決方案。本發(fā)明提供了一種安裝在塔筒外部通孔件，可有效降低葉片掃略塔筒過程中，由于氣動激振產(chǎn)生的噪音問題。

同時，塔架的渦激振動問題是近年來行業(yè)關(guān)注的熱點問題之一，隨著塔架高度的增加，結(jié)構(gòu)固有頻率下降，增大了渦激振動的風(fēng)險，另一方面，由于葉片長度更長，其亦存在渦激振動的可能，而且會與塔筒的渦旋脫落發(fā)生耦合，尤其是在運行過程中高速葉片掃略過塔筒時，與塔筒相互影響產(chǎn)生的振動問題。渦激振動是一種復(fù)雜的氣彈耦合現(xiàn)象，風(fēng)繞過結(jié)構(gòu)的非流體截面形成旋渦，周期性的渦旋脫落會激起結(jié)構(gòu)在垂直于來流方向上的振動，葉片與塔筒組成雙柱繞流問題，與單柱擾流相比，葉片與塔筒疊加的渦激振動對于渦激振動形成加強。目前的現(xiàn)有技術(shù)，僅是通過改變?nèi)~片與塔筒自身形式控制，對機組建設(shè)成本帶來較大投入增加。

發(fā)明內(nèi)容

為解決葉片經(jīng)過塔筒時，因疊加而出現(xiàn)的雙柱繞流而激發(fā)了渦激振動較高的問題，本發(fā)明提供一種降噪、降載及防渦激振動的風(fēng)力發(fā)電機組。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種降噪、降載及防渦激振動的風(fēng)力發(fā)電機組，包括塔筒、機廂及葉片，所述葉片通過所述機廂轉(zhuǎn)動設(shè)置于所述塔筒的頂部；所述葉片包括葉板根部、葉板中部和葉板尖部，所述葉片轉(zhuǎn)動軌跡對應(yīng)的塔筒區(qū)域上設(shè)有擾流器，所述擾流器包括套設(shè)在塔筒上的擾流箱，所述擾流箱由上至下依次設(shè)有與葉板根部對應(yīng)的第一擾流部、與葉板中部對應(yīng)的第二擾流部、與葉板尖部對應(yīng)的第三擾流部；所述第一擾流部、第二擾流部及第三擾流部上開設(shè)有通風(fēng)孔，所述第一擾流部和第三擾流部上的通風(fēng)孔分布密度均大于第二擾流部的通風(fēng)孔分布密度。

根據(jù)對應(yīng)不同的葉片部位，調(diào)整各擾流部的通風(fēng)孔分布密度，進(jìn)而改變自然風(fēng)經(jīng)過塔筒的軌跡，降低風(fēng)載對塔筒的擾動；避免雙柱繞流出現(xiàn)，而導(dǎo)致渦激振動較高導(dǎo)致的噪音大的問題，并可有效降低機組載荷。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)還有，上述第一擾流部上的通風(fēng)孔分布密度大于第三擾流部上的通風(fēng)孔分布密度。由于葉板根部較厚而與塔筒間距小，對間隔區(qū)域內(nèi)自然風(fēng)擠壓較強；葉板尖部轉(zhuǎn)速較快在經(jīng)過塔筒時對自然風(fēng)同樣存在擠壓較強的情況，所以合理調(diào)整通風(fēng)孔的密度分布，降低風(fēng)載對塔筒的擾動強度。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)還有，上述第二擾流部上的通風(fēng)孔呈螺旋狀分布。合理優(yōu)化通風(fēng)孔的布局，可以改變自然風(fēng)的運行軌跡，降低渦激振動的發(fā)生風(fēng)險。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)還有，上述通風(fēng)孔遠(yuǎn)離塔筒的一端為向外擴的倒角結(jié)構(gòu)。便于自然風(fēng)經(jīng)過通風(fēng)孔。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)還有，上述擾流箱整體呈環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述擾流箱包括內(nèi)環(huán)板、外環(huán)板和兩個端面封堵板，所述內(nèi)環(huán)板、外環(huán)板和兩個端面封堵板圍合出導(dǎo)風(fēng)腔；所述內(nèi)環(huán)板為密封板，所述通風(fēng)孔開設(shè)在外環(huán)板上。通過內(nèi)環(huán)板與塔筒貼緊，避免自然風(fēng)進(jìn)入到導(dǎo)風(fēng)腔內(nèi)，影響擾流箱在塔筒上的穩(wěn)定性。