水平軸風(fēng)電機(jī)組鋼筋混凝土塔筒反應(yīng)譜分析*

文 | 李書(shū)文，祝磊，姚小芹，楊洪源

水平軸風(fēng)電機(jī)組鋼筋混凝土塔筒反應(yīng)譜分析*

文 | 李書(shū)文，祝磊，姚小芹，楊洪源

風(fēng)電機(jī)組的塔架支撐機(jī)艙和葉輪,是風(fēng)電機(jī)組的骨架，它為葉輪提供所必須的高度，既承擔(dān)風(fēng)電機(jī)組的全部重量，又直接影響風(fēng)電機(jī)組的工作可靠性和性能。因此了解風(fēng)電機(jī)組塔架在工作時(shí)的應(yīng)力、位移和振型是塔架設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題。近年來(lái)，隨著風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量逐漸增大，塔頂葉輪和機(jī)艙的重量也逐漸增大，這就要求塔架的結(jié)構(gòu)尺寸和重量也越來(lái)越大?，F(xiàn)在主流的鋼結(jié)構(gòu)塔架不僅用鋼量大，在施工方面也相當(dāng)困難。因此，一些研究人員開(kāi)始把精力投放在鋼筋混凝土塔架上。

中國(guó)是地震多發(fā)國(guó)家之一，而且眾多風(fēng)電場(chǎng)分布在地震高烈度區(qū)。風(fēng)電機(jī)組的葉輪葉片位于塔筒頂部，剛度較小，在地震力作用下易產(chǎn)生端部的“鞭梢效應(yīng)”，不利于葉片安全運(yùn)行，而塔架頂部支撐機(jī)艙和葉輪，結(jié)構(gòu)上頭重腳輕，也不利于抗震。因此在風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)時(shí)，考慮地震作用的影響至關(guān)重要。

近年來(lái)，不少研究人員研究了風(fēng)電機(jī)組塔筒的動(dòng)力特性。棚邉隆進(jìn)行了 600kW 大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)施的運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)與地震作用的組合荷載的動(dòng)力分析。祝磊用SAP2000計(jì)算了停機(jī)狀態(tài)下7臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的地震反應(yīng)譜響應(yīng)，提出了鋼筒塔架的剪力和彎矩計(jì)算公式，并研究了葉片的彎矩分布規(guī)律。張斌用ANSYS建立了某1MW風(fēng)電機(jī)組鋼塔筒模型，研究了其抗風(fēng)、抗震特性?！?br>