大型风电机组塔筒门洞的参数化优化设计

风电机组塔筒结构的薄弱处是门洞,门洞设计的好坏将直接影响到塔筒整体的可靠性。借助CAE工具ANSYS Workbench对大型风电机组塔筒门洞进行参数化建模,并将决定门洞形状的3个参数（椭圆长轴RMX16、短轴RMN18和直边H21）作为输入参数,von mises应力作为输出参数,设优化目标为应力最小,得到优化后门洞形状为椭圆形。实践证明,利用结构优化设计的理念,对塔筒门洞进行形状参数优化,可以求得最优塔筒门洞形状,用以提升塔筒的可靠性。与常规结构设计方法相比,采用优化设计方法,显著提高了设计效率、设计品质,而且节约了设计成本,可以在风电机组的产品设计中推广应用。     

基于参数化建模的风电机组塔筒法兰联接螺栓应力计算分析

以某MW级风电机组塔筒法兰联接螺栓为研究对象,对载荷特点进行分析,基于ANSYS Workbench软件,采用参数化建模的方法建立计算模型。对不同预紧力、不同外载荷、不同法兰厚度下的螺栓应力变化规律进行计算分析。研究结果表明:对于承受复杂载荷的风电机组塔筒法兰联接,需考虑外载与联接螺栓应力之间的非线性关系;增加预紧力可减小螺栓应力的波动范围,降低疲劳载荷,适当增加法兰厚度可有效降低螺栓应力,提高螺栓联接强度。     

兆瓦级风电机组塔筒环境脉动实测与模态分析

通过对内蒙古辉腾锡勒风电场中某1.5MW风电机组塔筒进行环境脉动实测,利用ANSYS有限元软件完成对塔筒的建模和模态分析,并与现场实测分析得到的数值进行对比,其差值在允许范围。数值模拟与实测得到的风电机组塔筒固有频率均与桨叶旋转产生的激励频率有适当的间隔,满足我国标准《风力发电机组塔架》避免共振的规定。     

考虑时变气动阻尼的风电机组塔筒地震响应分析

为了分析时变气动阻尼对风电机组塔筒地震响应的影响,首先分析了塔筒所承受的地震载荷和气动载荷,然后基于气动载荷和相对风速之间的导数关系推导了塔筒前后和左右方向上的时变气动阻尼计算方法,将地震加速度和时变气动阻尼引入到塔筒动力学运动方程中并进行时域求解,以某2.0MW风电机组塔筒为例进行地震响应计算,分析了影响气动阻尼大小的翼型气动特性,并着重研究了地震作用下时变气动阻尼对塔顶振动位移的影响程度,为风电机组塔筒抗震设计提供一定参考。     

山地风电场塔筒-基础-地基相互作用有限元研究

采用ABAQUS软件建立风电机组上部结构-钢混基础-岩土地基相互作用的三维有限元模型,岩土地基采用弹塑性Drucker-Prager模型,对山地风电场中风电机组的结构静力性能进行研究。分析发现,塔筒主要呈弯曲型变形,顶部受机舱约束应力不为零;基础环需切实保证其与钢混基础的握裹作用,否则基础环中部易出现应力释放,导致局部屈服和过度变形;与刚体假设不同,钢混基础底部应力非线性,基底中心两侧会产生两处弯折变形,相应部位需增强配筋;荷载较大时,岩石地基会产生塑性应变;钢混基础、基础环、塔筒倾斜率自下而上逐级增大。     

风电机组低电压穿越过程机械载荷特性研究

分析电网电压跌落引起风电机组各主要结构部件机械载荷变化的应力传递过程,通过建立风电机组电气-机械联合仿真模型,仿真研究低电压穿越过程对机械载荷特性的影响。基于低电压穿越期间载荷测试数据,分析低电压穿越期间塔筒机械载荷及其疲劳损伤情况。研究结果表明,低电压穿越过程对风电机组机械载荷特性具有重要影响,尤其是当风力发电机组不具备低电压穿越能力而导致风电机组脱网时。     

水平轴风力机塔筒涡激共振疲劳分析

利用梁单元对水平轴风力机塔筒进行有限元离散建模,基于塔筒不同安装状态时的固有频率和振型计算,分析了塔筒涡激共振,计算了发生涡激共振时临界风速下的塔筒最大振幅和惯性力。以某3.0MW风力机塔筒为例,利用名义应力法计算涡激共振产生的塔筒惯性力矩和疲劳损伤,分析了需要避免的塔筒安装状态。结果表明,本文计算模型简便有效,能较快地预测涡激共振对塔筒疲劳特性的影响,从而为风电机组塔筒设计和安全吊装提供了理论依据。     

风电机组高柔塔二阶涡激振动特性研究

针对现有风电机组涡激振动研究侧重于无顶部质量刚塔的一阶涡激振动,忽视有顶部质量高柔塔的二阶涡激振动的不足,开展高柔塔二阶涡激振动特性研究。首先,基于GH Bladed软件建立高柔塔风电机组模型,并通过模态分析得到高柔塔二阶固有频率及模态振型;然后,基于涡激振动相关标准,计算二阶涡激振动作用时各高度处的惯性力;最后,以某型2 MW高柔塔风电机组为研究对象,进行二阶涡激振动特性分析,并与一阶涡激振动特性进行对比。结果表明,高柔塔一阶涡激振动造成的影响较小,可忽略不计;二阶涡激振动易导致塔筒强度不足,存在较大的倒塔风险。     

全钢型负压筒式海上风电机组基础结构的监测参数预报

针对东海海域首个配备监测系统的全钢型负压筒式海上风电机组进行数值模拟研究。首先对海洋环境载荷进行分析，分别建立全钢型负压筒基础模型和主体钢结构模型，采用叠加法计算风电机组的倾角变形；并对不同工况下负压筒和结构的监测量进行数值模拟，最终分析所有测点监测参数的变化范围，从而确定实时监测报警系统参数阈值，并进行报警分析，可为海上风电机组的运维安全提供参考。     

影响大型风电机组塔筒高度的因素探讨

本文通过对不同容量大型风电机组钢制塔筒成本随高度变化规律的研究,从技术和经济性两方面,结合理论分析和实例计算,提出了通过分析风切变指数在不同高度层间的变化趋势、风切变指数与机组新增发电量的关系以及项目方案的增量费效比,直接判断效益增加、成本提高的方案的相对经济性,在风电场业主选择风电机组塔筒高度方面,具有一定的实用价值。     

喷射器结构分析及两类喷射器性能比较

对气力输送喷射器内部流场进行了模拟,从数值计算的角度分析了影响喷射器性能的几个重要因素,并介绍了一种新型的同心气力输送喷射器,将其与传统的气力输送喷射器进行了比较,得出了这种喷射器的优点和实际操作中需要注意的问题。     

全氢炉氢气角度对内罩中气流影响的数值模拟

以国内某钢铁厂常用的全氢炉为例,使用计算机仿真技术对全氢炉炉台氢气进口角度改变后内罩内各处氢气流量的变化进行了仿真研究,研究结果表明氢气入口速度矢量的轴向夹角与切向夹角的变化会主要会引起顶部流通通道、第一、第二层对流板处氢气流量的变化,第三、第四层对流板处氢气流量随着氢气入口速度矢量变化范围不大,且存在"均匀轴向夹角"和"均匀切向夹角",当氢气入口速度矢量的轴向夹角和切向夹角分布在此范围时,顶部流通通道和第一、第二层对流板处氢气流通通道的氢气流量较为均匀,此时有助于内罩内各个钢卷与四周环境的换热。     

锅炉尾部烟气对流冷凝换热器结构优选分析

在分析比较了气体纯对流换热强化方式、纯净蒸汽凝结换热强化方式基础上,结合含不凝性气体蒸汽冷凝换热机理及纯净蒸汽凝结换热机理与气体纯对流换热机理的差异,对已有各类换热器结构自身在强化含不凝性气体蒸汽凝结换热程度进行了分析,得出了既能强化锅炉尾部烟气对流冷凝换热又能高效回收凝结水分的错列布置垂直光管管外凝结换热器与带有波纹槽道的板式换热器2种优选结构,进一步给出了根据烟气灰尘浓度高低选取2种冷凝换热器的原则。     

贯流锅炉表面燃烧改造后水管产生裂纹的原因分析

随着国家对工业锅炉NOx排放限制的进一步收紧,在用贯流锅炉由于其炉膛尺寸较小,较多的采用表面燃烧进行低氮改造.但贯流锅炉采用表面燃烧改造后,其水管普遍产生密集性裂纹,严重影响锅炉安全运行.认为水管产生裂纹的主要原因是贯流锅炉原有的热力平衡系统遭到严重破坏,从传热学的角度对产生裂纹的原因进行具体分析,并通过材料失效分析进...     

锅炉自动控制系统节能改造的实现

我国工业锅炉控制自动化程度不高,其操作基本上停留在手工和简单模拟仪表操作的水平,操作人员不仅劳动强度大,还容易造成运行事故。文中介绍了一种工业锅炉自动控制系统,并讨论了系统的整体构成方案。将可编程序控制器与工业控制计算机相结合,制定出先进的计算机控制系统替代了传统的控制方法。根据这种控制方法控制系统,很容易被实现,并且将达到很好的控制效果。     

几何参数变化对气封密封性能的影响

气流在轴封内流动时,气流加速、降压发生在轴封齿与轴之间的间隙内,由于轴封间隙较小,气流速度高,附面层的作用强烈.气封齿的形状、气封齿与轴封台阶的组合关系、气封间隙的大小、轴封静止部分与转动部分之间由于热膨胀不均匀而引起的轴向相对串动等都会影响到气封的封严效果.针对较为典型的轴封结构,经过数值模拟,讨论了上述因素对气封密封效果的影响.     

抽水蓄能机组推力轴承静力学特性分析

本文针对抽水蓄能电站在调相启动过程中出现的高压注油泵出口压力降低情况,研究油膜对推力轴承的作用机理.分别建立1/12推力瓦和推力头模型,基于流固耦合理论,对推力轴承进行静力学分析.结果表明:推力轴承润滑油进口压力和油膜表面最大压力呈线性增长趋势;随着进口压力的减小,推力瓦表面应力和应变随之减小,推力瓦表面产生的最大形变不足推力瓦外径尺寸的0.1％,对机组运行造成的影响较小;进口压力为4MPa和11MPa对应推力头的最大应力相差近60％,考虑对推力头应力集中处进行表面强化或改善其结构,同时进口压力应控制在一定范围,降低推力头形变对油膜均匀分布的影响.研究结论对抽水蓄能机组安全可靠运行提供了理论参考.     

T型叶根制造中定位误差的分析

根据机械制造过程中夹具设计与工件装夹的原理,分析了汽轮机动叶T型叶根制造过程中定位误差的成因和遵循的规律,在此基础上给出了分析实例,所获得的结论对于汽轮机动叶叶根制造有一定指导意义.     

烟气加热器转子制造工艺介绍

介绍了目前烟气脱硫装置中2种烟气加热器(GGH)转子的结构型式及特点,在制造过程中的一些制造要求及相应的工艺措施,如焊接材料的成分及选用、焊接方法的比较和选择、零件加工的要求、转子组装的要求、工艺程序和多次制造积累的相关经验介绍。制造工艺的日趋成熟,为今后开拓广阔的烟气加热器市场打下了扎实的基础。